王希硕

（首钢京唐钢铁联合有限公司，河北唐山 063200）

冷轧机厚度自动控制系统的技术分析

王希硕

（首钢京唐钢铁联合有限公司，河北唐山 063200）

工业化进程的不断加快，使得冷轧板带产品在工业生产中的应用日益广泛，其厚度的均匀性也受到了越来越多的重视。本文从当前社会发展需求出发，结合冷轧机的特点，对冷轧机厚度自动控制系统及相关技术进行了简要分析，并结合当前科学技术发展的影响，对一些新技术在AGC方面的应用情况进行了讨论，希望能够为冷轧机厚度自动控制系统的发展提供一些参考。

冷轧机 厚度自动控制系统 技术

在社会生产中，厚度精度是衡量板带产品质量的重要指标之一，实现对其厚度的自动控制，保证板带产品的质量，是相关企业需要重点关注的问题。冷轧薄板凭借着自身表面光亮平滑、尺寸精度良好等优点，在社会生产中得到了广泛应用，厚度自动控制系统在冷轧机中的作用越来越大，受到了相关技术人员的重视和推广。

1　冷轧机特点

冷轧机是一种针对钢筋材料进行冷轧加工的设备，能够将Ⅰ级热轧Q235圆钢通过冷轧轧制，形成螺旋状的钢筋，在轧制冷轧带肋筋的过程中，能够同时实现对母材垂直和水平方向的冷加工，在保留原截面中心区域品体相对平衡的基础上，提升材料的抗压性能，保持良好的延伸性能，使得材料能够用于一级安全等级的工业和民用建筑，能够有效节约材料的使用量，降低建筑成本。

2　冷轧机厚度自动控制系统的相关技术

当前，比较常见的冷轧机厚度自动控制系统主要包括以下几种:

2.1多变量控制

冷轧机在稳态轧制时，其活套控制系统和厚度控制系统实际上是同时动作的，结合高速液压压下装置，就可以实现对冷轧产品厚度的有效控制。但是，两种系统在运行过程中，相互之间存在着一定的干扰，很容易影响冷轧机的工作效率。对此，结合调节器理论，开发出了多变量控制技术，能够同时对上述两个系统进行综合控制，保证冷轧机的高效运行。

2.2厚度补偿控制

为了对非稳态下的厚度控制精度进行改善，相关技术人员开发出了厚度补偿控制系统，只要明确了每一档轧制速度所对应的厚度偏差，就能够结合相应的计算，明确轧辊位置和轧制速度的偏差，并对其进行补偿。结合过程计算机，可以对每一档轧制速度所对应的轧辊位置以及轧制速度的基准值进行相应补偿，即使轧制速度出现了变化，只要对轧辊位置以及轧制速度的基准值进行相应改变，就可以减少产品厚度的偏差，从而缩短厚度超差长度，减少断带次数，并对厚度精度进行改善。

2.3活套角速度反馈控制

在活套控制系统中，张力控制系统与活套角速度控制系统是同时运行的，存在着一定的相互干扰。在传统生产中，对于带钢前端的非稳态轧制，采用的是静态排除干扰的方法，并不能真正解决干扰问题，也无法改善其响应特性。对此，相关技术人员开发出了改善活套控制系统响应特性的新型控制方法，将其与常规的活套角度反馈相互结合，可以将角速度反馈成为轧机电机的速度指令，对系统的响应特性进行改善。

2.4自适应质量流控制

即AMFC，这种控制技术能够在轧制过程中，自动对前滑比进行修改和校准，从而克服质量流控制时由于张力辊打滑所引发的前滑比缺陷以及出口带钢速度难以准确测量的问题，成为了众多厚度控制系统中，应用非常广泛的技术方法之一。

2.5利用恒流量原理实现厚度自控

在传统厚度控制中，采用的多是压力控制法，受轧辊偏心率等因素的影响，无法实现精确测量，对于厚度的控制精度也无法保证。对此，德国西门子公司将开卷机当做“零机架”，通过对设备速度的调节，实现厚度控制，不需要使用压下装置，而是通过轧制力的调节，保持开卷机与机架之间的张力，能够有效消除可能对辊缝造成影响的物理因素，保证良好的动态品质。

3　新技术的应用和发展

3.1大功率变频调速技术与AGC

电力电子技术的发展，推动了现代控制理论的进步，动摇了直流电机在高性能电气传动领域的统治地位。各种大功率半导体器件的出现，使得交流变频调速得到了迅猛发展，凭借自身稳固简单的结构以及良好的调速特性，在众多领域都有着取代直流调速的趋势。或者可以说，交流调速系统已经成为冷轧机拖动控制系统发展的主要趋势之一，能够大幅度降低轧机拖动功率，通过与AGC系统的相互结合，能够有效提升单台电机的容量，提升拖动系统的扭转刚性，进而提高了成品的厚度精度。

3.2轧辊偏心补偿技术

在技术的发展和演变过程中，虽然自适应系统在很早前就已经进入了AGC系统，但是受AGC系统调节相对复杂的影响，自适应系统的功能始终难以充分发挥，需要采取有效措施，对偏心干扰进行相应的补偿。在工作状态下，如果发现支承辊出现偏心现象，或者出现因键所引发的轴承局部刚度突变，则随着支承辊的转动，轧机辊可能会发生相应的变化，从而使得产品的厚度出现周期性的变化，影响产品质量。对此，相关技术人员应该充分重视，利用高响应液压AGC，将轧辊的偏心折算到厚度变化中，然后结合压力传感器，对轧辊的偏心波形进行检测，实现对偏心所造成的厚度误差的补偿。从实际发展层面看，国外部分技术人员在AGC系统上设置了自适应偏心定相补偿器，具有良好的应用效果。

4　结语

总而言之，伴随着科学技术的快速发展以及现代自动控制理论的不断深化，许多新的厚度自动控制系统以及新型轧机不断涌现，使得冷轧板的尺寸精度得到了良好的控制，提高了产品质量，推动了社会经济的稳定健康发展。

［1］王群启.冷轧机厚度控制系统的PLC实现及算法研究［D］.哈尔滨工业大学，2008.

［2］何波.冷轧机厚度自动控制系统及其发展趋势［J］.鞍钢技术，2004，（5）：32-36.

［3］韩立强.冷轧机的厚度自动控制系统［J］.冶金自动化，2003，（z1）：112-114.

王希硕（1987—），女，汉族，河北石家庄人，本科，初级职称，河北工业大学毕业，现就职于首钢京唐钢铁联合有限公司，研究方向：自动化控制。