昆钢十二辊轧机厚控系统应用的初步认识
摘要：本文结合昆钢十二辊轧机厚控系统的工作原理，针对在生产过程中出现的故障问题，介绍了本人在参与处理故障工作中的一点体会。

关键词：厚控系统AGC厚度闭环自动控制系统激光测速仪测厚仪
昆钢十二辊轧机是双机架的小型连轧机，是昆钢板带工程的改造项目。

于2006年9月30日试生产至今。

轧机主要由自动控制系统、传动控制系统、厚控系统组成。

现将结合对厚控系统原理的一点认识，介绍在对厚控系统故障处理过程的一点体会。

1 系统组成和工作原理
十二辊双机架轧机的厚控系统主要由以下几部分组成。

1.1 AGC厚度闭环自动控制系统
AGC厚度控制系统的计算机系统，包括二套德国JETTER公司的过程PLC（Jetter Control647，下位机）和一台工业计算机（SIEMENS IL40 P4 /2.4G 256M/40G，上位机）。

每机架单独使用一套PLC，过程PLC与工业计算机之间通过100M以太网进行通信。

与工业计算机相比，过程PLC工作稳定、抗干扰能力强、响应
速度快，更适合用于过程控制。

与传统PLC相比，JETTER过程PLC 除能实现一般PLC的各种功能之外，还有面向过程控制的具有多任务同时执行的特点，而且在它的子模块上有智能处理单元，可以独立完成特定的任务，与主CPU同时工作相当于有多个CPU同时控制，使控制响应速度大为提高。

JETTER的过程PLC采用专用编程语言Jetsym编程，SYMPAS 语言简单易学，具有较好的开放性，可以由任何工程师来编写程序，程序简洁而高效、清晰易懂，方便掌握、调试和维护。

上位机计算机用于规程数据库数据的设定输入、修改、调用等管理功能。

并与下位机通过以太网通讯接收轧制过程数据（如轧制速度、轧制力、张力、辊缝位置等），传送轧制规程（如轧制道次、设定的入口厚度、出口厚度、前馈系数、压力AGC控制参数等）。

以Jetter Control647为例，主要控制方式是：
（1）预控。

通过入口测厚仪对H0分段检测，依据相应的系统，通过调节器，使轧辊压/抬，通过H1与目标设定的偏差来修正调节系数，从而实现对来料厚度的提前测量，提前处理，使执行机构提前做好微量调节准备，因此预控方式对消除纵向差非常有效。

（2）监控。

被轧制带材在经预控和恒辊缝控制消除纵向差后，出口厚度波动已非常微小，但是，每个轧制道次预摆的辊缝值因受轧辊弹性压扁，来料厚度，来料宽度，来料硬度，轧辊温度，轧制速度
及油膜厚度等因素影响，出口厚度与目标值会相应产生一定的离散性。

为了保证出口目标值的绝对精度，同时还需要通过轧机出口测厚仪监测带材的出口厚度，并根据检测出的实际值与目标值的偏离量，经过调节器微量调节轧辊辊缝，保证带材出口厚度满足产品要求。

（3）秒流量控制。

通过测厚仪对入口带厚分段检测，得到每段入口带厚值与相应的入口带速，根据流量不变的原理，由当前的出口带速在几乎不滞后的情况下即可计算得到当前的理论出口厚度，并与设定的目标出口厚度比较、按照质量流控制模型不断对厚差进行修正。

此种厚控方法是一种十分简单有效的方法，前提是必须有精确可靠的速度和厚度测量设备。

使用“质量流控制”的方法所取得的进展使厚度公差变的更加紧密，提高了带材的成品率。

1.2 测厚仪
用于测量带材厚度的测厚仪共3台，安装在轧机入口侧、两机架间以及出口侧，分别检测入口、机架间、出口的带材厚度。

选用的是美国I2S X射线测厚仪，测厚仪的测量精度为设定厚度的0.1‰。

3台测厚仪由一台IBM计算机控制，测厚仪的功能操作，参数设定以及校准都是通过触摸屏来完成，系统的所有读出数据都可以由英制或公制来显示。

在本套轧机的厚控系统中，入口侧、两机架之间和出口侧的X射线测厚仪将测得的带钢偏差信号送给厚控PLC进行厚度闭
环控制。

1.3 测速仪
激光测速仪3套，安装在轧机入口侧、两机架间以及出口侧，分别检测入口、机架间、出口轧制速度。

选用的是美国蓓达公司LS8000激光测速仪，它的工作原理是通过光束打射到刚带上检测的信号经处理器运算得到电信号，再将信号通过并行口送给厚控PLC。

厚度控制系统的组成如图1。

2 故障现象的分析和处理
故障现象是：轧机在从左往右轧制过程中发现出口测量厚度突然
比设定厚度超厚很多，出口侧轧机（1号轧机）的轧制力由400t掉到260t，轧制力突然发生波动。

当测量厚度与设定厚度相差较大时首先判断可能是测厚系统出了故障。

经检查测厚系统，确认测厚系统的高压测量值与发射器的前置放大电压值都处于正常值状态，其测量的厚度值应是准确值，排除是测厚系统故障引起。

通过激光测速系统监控应用软件LaserTrack 3.8对激光测速系统的运行状态进行检查，发现中间激光测速仪的速度信号发生波动往下掉了一段时间。

根据秒流量控制原理h0V0=h1V1（h0为2号轧机入口的厚度，V0为2号轧机入口的速度，h1为轧机机架间的厚度，V1为轧机机架间的速度），当V1减小时h0V0不变（左侧测速仪正常，速度值正常；左侧的厚度设定值与测量值正常）相应的h1的厚度就增加。

当时机组速度处于高速轧制为6.5m/s，2号机的AGC还不及反应轧制到相对来说是它的出口厚度设定值h1，带材就被带入1号机。

而1号机的轧制力当时设为400t，相对来说由于它的入口厚度突然增加了很多，它需要轧制到设定厚度的轧制力超过设定的轧制力时，1号机的AGC就自动保护减小轧制力抬起轧辊，而后又按设定的轧值力压下轧辊，周而复始重复这个动作，现象就是我们所看到的1号机的轧制力在波动。

故障的处理：按激光测速仪的工作状态和特性分析应是现场的工作环境对测速仪产生了影响。

打开激光测速仪的快换窗检查发现快换
窗有由于乳化液雾气引起的污迹，使激光信号受到干扰，擦拭后重装，故障现象消除。

3 对系统使用的认识总结
AGC控制是厚控系统中的关键，它的轧制精度准确与否最终影响到产品质量。

此种控制方法前提是必须有精确可靠的速度和厚度测量设备。

因此测厚系统和测速系统是影响AGC控制的主要因素。

测厚系统对AGC的影响：测厚系统的误差精度为设定厚度的1‰，精度是有保障的。

但在实际的使用中由于来料的实测厚度与来料卡填写厚度存在误差，一旦设定厚度与实测厚度超差到测厚仪所能接受的设定厚度偏差±20％的范围，其前置放大器电压达到8～9V将使系统自动保护退出或使差分放大器达到饱和状态使偏差信号不能及时传递给AGC系统，使AGC系统仍保持前一偏差信号，不能作出及时响应，进而也能使AGC系统产生波动。

测速系统对AGC的影响：激光测速系统的精度为每米两万个脉冲，精度是高的，但测速系统易受现场环境的影响，使激光测速信号受到影响进而使AGC系统产生波动。

在正常情况下测速系统自身也将会对AGC系统产生影响。

因为测速系统对速度信号分段滤波在0.01m/s、0.08m/s、0.65m/s、5.19m/s、
41.59m/s这几个速度点速度信号会产生波动（速度信号值自动下降），也能影响AGC产生波动。

避免在此速度点受影响的方法是需要操作人员在给定速度时，快速躲过0.01m/s、0.08m/s、0.65m/s、5.19m/s 这四个速度点。

另外AGC系统自身也存在缺陷，控制信号即使都能及时响应，但AGC系统的液压系统反应要慢一些。

在轧机高速轧制过程中其控制的响应性差就体现出来。

以上是我对厚控系统的一点初步使用认识。

4 结语
通过在工作中的不断学习和总结经验。

结合实际，对厚度控制系统进行定期维护，保证控制精度，提高产品质量；加强点检、巡检，在厚度控制系统发生故障时采取有效的处理措施，减少故障停机时间。

我相信随着对厚度控制系统研究的不断深入，我对十二辊轧机设备的维护水平也将得到更大的提高。

参考文献
[1] 北京斯蒂尔罗林公司.厚控系统原理图.2006.
[2] 测厚仪、测速仪维护手册.。