铝箔轧机轧制过程中铝板带箔厚度精确计算技术的研究应用

王修亮

（新疆众和股份有限公司 乌鲁木齐 830013）

1 铝板带箔轧制厚度超厚超薄的现状和问题

目前我国铝箔轧机轧制过程中铝板带箔厚度主要由X 射线测厚仪进行在线检测并反馈控制。X 射线厚度检测单元主要引进国外检测控制技术，测厚仪检测标定时以标准样片为参考进行合金系数线性曲线补偿，使测厚仪检测样片厚度与标准样片标称厚度一致，但测厚仪存在检测误差、标定误差、样片误差，造成铝箔厚度反馈控制偏差，经常导致大批量铝卷超厚超薄问题。需要对厚度检测控制系统进行技术改进，增加铝板带箔厚度在线精确计算功能，提升铝板带箔厚度检测控制纠偏能力，彻底解决铝板带箔整卷厚度超厚超薄问题。

2 铝板带箔轧制过程中厚度精确计算技术研究设计

针对铝板带箔轧制过程中厚度控制超厚超薄的技术难题，通过在铝箔轧机厚度检测控制系统中加入在线实时厚度精确计算程序，以计算厚度实时验证测厚仪在线检测厚度，在线实时厚度计算程序公式 为2π（r+nt）wt=π（R2-r2）w，可转换为T=，再转换为T=，其中n为第n圈、w 为宽度、r 为初始卷径、R为实时卷径、m为总圈数。

在铝箔轧机卷取侧增加脉冲检测装置计算卷取圈数，增加激光测距仪检测卷径，再编辑铝板带箔厚度精确计算程序并写入PLC 中进行调试，实时精确计算出铝板带厚度。再在铝箔轧机厚度检测控制系统中加入厚度检测计算比较程序，将铝板带箔轧制过程中程序计算厚度和设定目标厚度进行比较，当偏差大于报警预设值时，在控制系统HMI 人机界面中进行厚度超限报警提示，当偏差大于停车预设值时，传动控制系统进行自动停车控制处理，避免铝板带箔整卷超厚超薄问题。

3 铝板带箔轧制过程中厚度精确计算技术实施过程

（1）在铝箔轧机卷取侧增加定位脉冲检测装置，铝板带箔轧制过程中卷取机每转动一圈给PLC控制器发送一个脉冲信号，在PLC 程序编辑铝板带卷取圈数计算程序，实现铝卷轧制过程中转动圈数的自动累积运算。铝板带卷取圈数计算程序见图1所示。

图1 铝板带卷取圈数定位脉冲计算程序

（2）在铝箔轧机卷取侧增加高精度激光测距仪，激光测距仪将检测距离信号转换成4-20mA 模拟量信号发送到PLC 控制器，在PLC 程序编辑卷径检测功能控制程序，实现铝卷轧制过程中动态卷径数据实时高精度检测。铝板带卷径检测PDA 数据如图2所示。

图2 铝板带卷径检测PDA数据

（3）编辑调试铝板带在线实时厚度精确计算功能控制程序，在线实时厚度计算程序公式为2π（r+nt）wt=π（R2-r2）w，可转换为 T=，再转换为 T=其中n为第n圈、w为宽度、r为初始卷径、R 为实时卷径、m 为总圈数、k为卷密度。铝板带在线厚度精确计算程序如图3示。

图3 铝板带在线厚度精确计算程序

（4）编辑调试铝板带厚度检测计算比较程序，将铝板带箔轧制过程中程序计算厚度和设定目标厚度进行比较，当偏差大于报警预设值时，在控制系统HMI 人机界面中进行厚度超限报警提示，当偏差大于停车预设值时，传动控制系统进行自动停车控制处理，避免铝板带箔整卷超厚超薄问题。

（5）编辑铝箔轧机控制系统HMI 界面程序，在HMI界面中加入检测厚度、计算厚度、设定厚度等数据，并加入进行厚度超限报警提示信号。实现铝板带箔轧制过程计算厚度和检测厚度实时显示和控制。

4 铝板带箔轧制过程中厚度精确计算技术研究应用效果

铝板带箔轧制过程中厚度精确计算技术的研究与应用，通过设计编辑调试铝板带箔厚度精确计算程序，在铝箔轧机厚度检测控制系统中加入在线实时厚度精确计算功能，实现了铝板带在线厚度自动精确实时计算。在铝箔轧机厚度检测控制系统中加入厚度检测计算比较程序，将铝板带箔轧制过程中程序计算厚度和设定目标厚度进行比较，当偏差大于报警预设值时，在控制系统HMI 人机界面中进行厚度超限报警提示，当偏差大于停车预设值时，传动控制系统进行自动停车控制处理，有效解决了铝板带箔轧制过程中大批量铝卷超厚超薄问题。该技术属于当前铝加工行业自动控制领域首次科技创新应用，并取得了显著的实用效果。