1 双机架可逆式冷轧机简介

　　厚度和板型是衡量冷轧带钢的两个重要指标，多年来冶金工作者一直致力于冷轧带钢厚度控制方法的研究。作者谨对双机架可逆式冷轧机厚度控制方法进行分析，以期对双机架可逆式冷轧机的厚度控制方案的设计提供一定的指导。
　　双机架可逆式冷连轧机结构如图1所示。通常情况下，机组对热轧酸洗卷进行两个道次的轧制。在{dy}道次，开卷机上的原料卷经轧制后，卷取在2号卷取机上。2号卷取机上的钢卷经过第二道次的轧制，卷取在1号卷取机上，1号卷取机上的钢卷即为成品卷。如果对成品带钢质量有特殊要求，也可以对原料卷进行四个道次的轧制。

2 厚度控制系统组成

　　双机架可逆式冷轧机厚度控制系统组成如图2所示。该控制系统由调节装置和测量仪表两部分组成，其中测量仪表包括测厚仪和测速仪。

　　调节装置采用的是液压压下调节，因为液压系统响应频率高、速度快，调节精度高。
　　测厚仪采用德国IMS公司的X光测厚仪，该测厚仪具有自己独立的测量和计算系统，和轧机控制系统通过以太网进行通讯。测厚系统从轧机控制系统接收带钢速度值、厚度参考值和钢种号等信息。测厚系统利用这些信息完成对测量信号的补偿运算后，把带钢厚度值和厚度偏差值发送给轧机控制系统。这样提高了厚度测量精度，节省了轧机控制系统的运算时间。
　　测速仪包括激光测速仪和速度编码器两种。要实现xx的厚度控制，首先必须准确地测量出带钢的速度。采用两种测速装置，是为了确保速度测量的xx度和可靠度。通常情况下，采用激光测速仪的测量值作为带钢的实际速度，因为激光测速具有快速、xx的特点。但是如果激光测速仪的测量值和速度编码器的测量值的差值超过允许范围，系统将产生报警信号，同时相应的控制器输出值保持不变。

3 控制策略

3.1 反馈式厚度控制方法^[1]
　　反馈式厚度控制方法是一种比较传统的厚度控制方法，其控制思想是：带钢从轧机中出来之后，通过测厚仪测出实际轧出厚度，并与厚度设定值相比较。当二者相等时，厚度差运算器输出为零。若实测厚度值与厚度给定值相比较后出现厚度偏差，便将该偏差值反馈给厚度自动控制装置，把偏差值变化为辊缝调节量的控制信号，输出给液压调节装置，以xx此厚度偏差。
　　该控制方法的缺点是，这种控制方式因检测出的厚度变化量与辊缝的控制量不是在同一时间内发生的，所以实际轧出厚度的波动不能得到及时反映，结果使整个厚度控制系统的操作有一定的滞后性。
3.2 前馈式厚度自动控制方法^[1]
　　该控制方式用测厚仪在带钢未进入本机架之前测量出其入口厚度Hi，并与给定厚度值H0进行比较，当有厚度偏差δH时，便预先计算出可能产生的轧出厚度偏差δh，从而确定为xx此δh值所需的辊缝调节量δS。然后根据该检测点进入本机架的时间和液压调节装置移动δS所需的时间，对本机架进行厚度控制，使得厚度控制点正好是δH的检测点。前馈式厚度控制属于开环控制系统。由于开环控制不能保证出口厚度偏差为零，一般将前馈式与反馈式厚度控制结合使用。
3.3 秒流量控制方式^[2]
　　传统的秒流量自动厚度控制原理是：使带钢入口和出口秒流量始终保持相等，自动速度控制环精度越高，出口厚度偏差就越小。该控制方法是把厚度控制转化为带钢速度控制。
　　该双机架可逆式轧机采用的是改进后的秒流量控制方法。从传统的秒流量方程（公式1），可以推导出改进的秒流量方程（公式2）。
　　 （1）
　　           （2）
式中 v_in——入口速度；
　　H^*——入口厚度设定值；
　　ΔH——入口厚度偏差值；
　　v_out——出口速度；
　　h^*——出口厚度设定值；
　　Δh^*——出口厚度偏差值。
　　根据公式（2），测量出入口厚度偏差值、带钢入口速度值和出口速度值，即可计算出出口厚度偏差值。然后把此偏差值与实际出口厚度偏差值进行比较，据此调节液压压下装置，以xx偏差。因为出口厚度测量点在辊缝的后面，所以为了确保计算出的厚度偏差值与实测出的厚度偏差值是带钢上同一点的值，需要把计算出的厚度偏差值延时一段时间后再与实际值进行比较。其控制原理如图3所示。
　　该控制方法的特点是：对厚度偏差的响应速度快，适合于动态快速调节。而且该方式对测速仪的测量精度要求很高。
3.4 三种方法的协调应用
　　当开始轧制时，仅靠预先设定辊缝值，出口带钢很难准确达到目标厚度。为了使带钢迅速达到目标厚度，可按一定的斜波调节辊缝值，直到带钢出口厚度到达允许的公差带时，停止斜波，投入预先设定的厚度控制方式。
　　厚度控制方式的选择原则是：把入口机架当作粗轧机，把出口机架当作精轧机（{dy}道次，机架1为入口机架；第二道次，机架2为入口机架）。入口机架采用秒流量控制方式，出口机架采用前馈和后馈相结合的控制方式。因为对于入口机架，来料厚度的偏差比较大，所以采用秒流量方式来快速地xx厚度干扰。经过入口机架的轧制后，出口机架的来料厚度偏差相对较小。所以对出口机架厚度控制方式的快速性要求较低，而对其控制精度要求较高，所以采用前馈和后馈相结合的控制方式。
　　当入口机架采用秒流量控制方式时，同时预选后馈方式。因为秒流量控制方式对测速仪的测量精度要求很高，一旦测速仪出现故障，可以迅速将秒流量控制方式无扰切换到反馈式厚度控制方式。

4 结束语

　　每一种控制方法都有其自身的特点。不同的机架可采用不同的控制方法，以扬长避短以求达到{zh0}的控制效果。济南钢铁集团总公司2005年从德国西马克引进投产的一套双机架可逆式冷轧机组，采用上述控制策略，其成品带钢厚度控制精度在3%以内，通常的厚度精度控制可达1%。