儀表控制系統在熱軋帶鋼中的實踐與應用

李洪哲

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司銀軋運維事業部，萊蕪 271104）

本文簡要分析了測量原理，介紹了凸度儀的系統結構，總結了常規維修的典型故障及維修要點。該系統運行穩定，在反饋控制和提高控制系統質量方面起著關鍵作用。

1 引言

隨著計算機硬件技術的飛速發展，鋼鐵企業控制系統的設計是由于生產過程中不間斷的壓力。本著穩定安全的原則，長期采用系統和開發環境，設計周期長，操作人員和維修人員應長期培訓。近年來，控制系統發生了很多變化，但受外部系統環境和內部原創設計思想的限制，系統在軟件移植性、效率、個性化服務等方面需要改進。

2 測量原理

凸度是橫向厚度差，凸度可以通過測量特定點的厚度來計算。X射線穿透物質的衰減規律是X射線厚度測量的理論基礎。X射線穿透衰減規律是X射線厚度測量的理論基礎。光電傳感器將光強變化改變為易于檢測、處理和傳輸的電量變化。當X射線投射到檢測到的物體上時，部分輻射被檢測到的物質吸收，而其他射線穿過檢測的物質。射線穿過被測材料的強度與被測材料的厚度和密度有關。如果已知被測物體的密度，則可以根據測得的射線強度計算被測材料的厚度。X射線厚度測量是基于這一原理的進行的。

3 儀表控制系統在熱軋帶鋼中的應用

3.1 凸度閉環反饋控制

萊鋼1500mm帶鋼生產線精軋機組采用六機架四輥軋機，提高板帶軋機板形質量的一個重要途徑是采用新的板形控制技術。測量數據發送到精軋的TDC控制系統。與兩階段系統的設定數據相比，建立了軋制線雙系統的形狀控制模型，并計算了板形控制中各框架的設定值、彎曲輥和竄輥。形狀自動閉環控制系統分為過程控制級的軋輥設定和彎曲力設定，在基本自動機中稱為形狀設定控制、彎曲力前饋控制和彎曲力反饋控制功能。

竄輥設定功能主要通過設置F1-F6工作輥的位置來實現。對于不同的工作輥配置，換輥的目的也不同。根據機組的軋制規程，選擇適合于該機組的工作輥竄流策略，包括軋輥的工作方式、軋輥的步進長度、軋輥的行程和軋輥的頻率、軋輥的卷卷或軋輥位置在F1-F6FR中的位置。在進入帶鋼之前計算工作輥，并將設定值達到L1水平。

彎輥力設定功能是根據軋制壓力和工作輥的形狀和支承輥形狀（包括初始輥形、磨損輥形狀和熱輥形狀）設定的工作輥的彎曲力的設定計算。F1-F6機架的其目的是通過 彎輥手段保證帶鋼凸度目標值和精軋機下游各機架比例凸度，從而也保證帶鋼平坦度目標值，考慮到可變接觸支承輥和線性凸度工作輥的形狀控制特性，將彎曲輥設置在與設定對象相同的軋制單元中的某一鋼件上。根據鋼的工作狀態，計算出F1-F6機架的彎曲輥力大小，以滿足扁平帶并達到目標凸度，并將設定值達到L1水平。同時，彎曲力的設定值也作為L1彎曲力的前饋控制和反饋控制的參考值。

竄輥設定功能是根據各機架軋制壓力的變化對F1-F6工作輥彎曲力的前饋控制。目的是保證帶鋼凸度的客觀值和軋制過程中帶鋼的目標值。在實際軋制過程中，帶鋼的軋制條件（自始至終）、軋制條件（溫度、精整材料的厚度等）不斷變化，各機架的軋制壓力波動。為了消除波動對形狀的影響，F2-F6工作輥的彎曲力應根據各機架的軋制壓力進行調整。彎輥力反饋的功能是對F1-F6的一個機架或幾個機架輥彎力的測量偏轉信號的反饋控制。

3.2 在1500mm熱軋帶鋼生產中的應用

隨著計算機技術的飛速發展，研制出一種高精度的凸度儀，具有多點測厚和快速實時數據處理的特點。借助于自動凸度控制系統，可以大大提高板形控制能力。在實際測量中，測量值由計算機自動校正，通過計算機對測量信號進行處理，進行了合金補償、溫度補償和角度補償，最后，計算出帶材寬度的實時厚度，并通過數值分析得出連續斷面厚度曲線。同時，將結果傳遞給凸度儀，在自動控制系統的計算機中應用了凸度控制。

3.3 典型故障處理與日常維護

消除凸度計的故障是很困難的。一旦發生故障，高壓發生器、X射線控制單元、射線管和高壓電纜的現有故障逐漸消除。典型的故障主要集中在X射線控制單元的故障。常見故障是低電壓設定值和低斬波電壓設定值。高電壓設定值較低，即，射線控制單元將以較低的電壓值啟動。引起故障的可能因素包括控制單元中的保險故障；主接觸器沒有吸合，當控制單元的開關閉合時，應聽到接觸器的聲音；開關關閉，模版ANS1故障和輸出級電流轉換器沒有工作，并嘗試更換模式。斬波器電壓設定值較低，也就是說，射線控制單元將以較低的電壓值啟動。引起故障的可能因素有：控制單元中的F1故障；主接觸器不出聲，當控制單元的開關閉合時，應聽到接觸器的聲音；檢查當前監測功能的ReG2模板是否損壞或嘗試替換模板。

4 結束語

儀表控制系統的運行穩定性對提高形狀質量起著至關重要的作用。因此，對大型儀器的研究有利于系統的維護，能快速處理相關故障，保證儀器控制系統的可靠性。隨著經濟和社會的發展，鋼鐵企業獲得了前所未有的發展機遇。在鋼鐵工業的發展中，采用儀表控制系統來提高鋼板的質量已成為鋼鐵企業的必然選擇。