鋁箔軋機(jī)軋制過程中鋁板帶箔厚度精確計(jì)算技術(shù)的研究應(yīng)用

王修亮

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 鋁板帶箔軋制厚度超厚超薄的現(xiàn)狀和問題

目前我國(guó)鋁箔軋機(jī)軋制過程中鋁板帶箔厚度主要由X 射線測(cè)厚儀進(jìn)行在線檢測(cè)并反饋控制。X 射線厚度檢測(cè)單元主要引進(jìn)國(guó)外檢測(cè)控制技術(shù)，測(cè)厚儀檢測(cè)標(biāo)定時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)樣片為參考進(jìn)行合金系數(shù)線性曲線補(bǔ)償，使測(cè)厚儀檢測(cè)樣片厚度與標(biāo)準(zhǔn)樣片標(biāo)稱厚度一致，但測(cè)厚儀存在檢測(cè)誤差、標(biāo)定誤差、樣片誤差，造成鋁箔厚度反饋控制偏差，經(jīng)常導(dǎo)致大批量鋁卷超厚超薄問題。需要對(duì)厚度檢測(cè)控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，增加鋁板帶箔厚度在線精確計(jì)算功能，提升鋁板帶箔厚度檢測(cè)控制糾偏能力，徹底解決鋁板帶箔整卷厚度超厚超薄問題。

2 鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計(jì)算技術(shù)研究設(shè)計(jì)

針對(duì)鋁板帶箔軋制過程中厚度控制超厚超薄的技術(shù)難題，通過在鋁箔軋機(jī)厚度檢測(cè)控制系統(tǒng)中加入在線實(shí)時(shí)厚度精確計(jì)算程序，以計(jì)算厚度實(shí)時(shí)驗(yàn)證測(cè)厚儀在線檢測(cè)厚度，在線實(shí)時(shí)厚度計(jì)算程序公式 為2π（r+nt）wt=π（R2-r2）w，可轉(zhuǎn)換為T=，再轉(zhuǎn)換為T=，其中n為第n圈、w 為寬度、r 為初始卷徑、R為實(shí)時(shí)卷徑、m為總?cè)?shù)。

在鋁箔軋機(jī)卷取側(cè)增加脈沖檢測(cè)裝置計(jì)算卷取圈數(shù)，增加激光測(cè)距儀檢測(cè)卷徑，再編輯鋁板帶箔厚度精確計(jì)算程序并寫入PLC 中進(jìn)行調(diào)試，實(shí)時(shí)精確計(jì)算出鋁板帶厚度。再在鋁箔軋機(jī)厚度檢測(cè)控制系統(tǒng)中加入厚度檢測(cè)計(jì)算比較程序，將鋁板帶箔軋制過程中程序計(jì)算厚度和設(shè)定目標(biāo)厚度進(jìn)行比較，當(dāng)偏差大于報(bào)警預(yù)設(shè)值時(shí)，在控制系統(tǒng)HMI 人機(jī)界面中進(jìn)行厚度超限報(bào)警提示，當(dāng)偏差大于停車預(yù)設(shè)值時(shí)，傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)停車控制處理，避免鋁板帶箔整卷超厚超薄問題。

3 鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計(jì)算技術(shù)實(shí)施過程

（1）在鋁箔軋機(jī)卷取側(cè)增加定位脈沖檢測(cè)裝置，鋁板帶箔軋制過程中卷取機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈給PLC控制器發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，在PLC 程序編輯鋁板帶卷取圈數(shù)計(jì)算程序，實(shí)現(xiàn)鋁卷軋制過程中轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的自動(dòng)累積運(yùn)算。鋁板帶卷取圈數(shù)計(jì)算程序見圖1所示。

圖1 鋁板帶卷取圈數(shù)定位脈沖計(jì)算程序

（2）在鋁箔軋機(jī)卷取側(cè)增加高精度激光測(cè)距儀，激光測(cè)距儀將檢測(cè)距離信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA 模擬量信號(hào)發(fā)送到PLC 控制器，在PLC 程序編輯卷徑檢測(cè)功能控制程序，實(shí)現(xiàn)鋁卷軋制過程中動(dòng)態(tài)卷徑數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)高精度檢測(cè)。鋁板帶卷徑檢測(cè)PDA 數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 鋁板帶卷徑檢測(cè)PDA數(shù)據(jù)

（3）編輯調(diào)試鋁板帶在線實(shí)時(shí)厚度精確計(jì)算功能控制程序，在線實(shí)時(shí)厚度計(jì)算程序公式為2π（r+nt）wt=π（R2-r2）w，可轉(zhuǎn)換為 T=，再轉(zhuǎn)換為 T=其中n為第n圈、w為寬度、r為初始卷徑、R 為實(shí)時(shí)卷徑、m 為總?cè)?shù)、k為卷密度。鋁板帶在線厚度精確計(jì)算程序如圖3示。

圖3 鋁板帶在線厚度精確計(jì)算程序

（4）編輯調(diào)試鋁板帶厚度檢測(cè)計(jì)算比較程序，將鋁板帶箔軋制過程中程序計(jì)算厚度和設(shè)定目標(biāo)厚度進(jìn)行比較，當(dāng)偏差大于報(bào)警預(yù)設(shè)值時(shí)，在控制系統(tǒng)HMI 人機(jī)界面中進(jìn)行厚度超限報(bào)警提示，當(dāng)偏差大于停車預(yù)設(shè)值時(shí)，傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)停車控制處理，避免鋁板帶箔整卷超厚超薄問題。

（5）編輯鋁箔軋機(jī)控制系統(tǒng)HMI 界面程序，在HMI界面中加入檢測(cè)厚度、計(jì)算厚度、設(shè)定厚度等數(shù)據(jù)，并加入進(jìn)行厚度超限報(bào)警提示信號(hào)。實(shí)現(xiàn)鋁板帶箔軋制過程計(jì)算厚度和檢測(cè)厚度實(shí)時(shí)顯示和控制。

4 鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計(jì)算技術(shù)研究應(yīng)用效果

鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計(jì)算技術(shù)的研究與應(yīng)用，通過設(shè)計(jì)編輯調(diào)試鋁板帶箔厚度精確計(jì)算程序，在鋁箔軋機(jī)厚度檢測(cè)控制系統(tǒng)中加入在線實(shí)時(shí)厚度精確計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)了鋁板帶在線厚度自動(dòng)精確實(shí)時(shí)計(jì)算。在鋁箔軋機(jī)厚度檢測(cè)控制系統(tǒng)中加入厚度檢測(cè)計(jì)算比較程序，將鋁板帶箔軋制過程中程序計(jì)算厚度和設(shè)定目標(biāo)厚度進(jìn)行比較，當(dāng)偏差大于報(bào)警預(yù)設(shè)值時(shí)，在控制系統(tǒng)HMI 人機(jī)界面中進(jìn)行厚度超限報(bào)警提示，當(dāng)偏差大于停車預(yù)設(shè)值時(shí)，傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)停車控制處理，有效解決了鋁板帶箔軋制過程中大批量鋁卷超厚超薄問題。該技術(shù)屬于當(dāng)前鋁加工行業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域首次科技創(chuàng)新應(yīng)用，并取得了顯著的實(shí)用效果。