摘要：本文對(duì)X射線測(cè)厚的原理進(jìn)行了深入的分析研究與探討，并且詳細(xì)介紹了在冷軋機(jī)中如何利用測(cè)厚儀進(jìn)行有效的高精度測(cè)量以及測(cè)厚儀在自動(dòng)厚度控制中所起的關(guān)鍵性作用。
關(guān)鍵詞：合金補(bǔ)償；X射線；AGC系統(tǒng)；流量
1、前言
萊鋼1500mm六輥可逆冷軋機(jī)組是由大連一重設(shè)計(jì)制造，其功能是在常溫狀態(tài)下，將材質(zhì)為電工鋼、普通碳素鋼和低合金優(yōu)質(zhì)鋼，厚度為1.8～3.0mm的經(jīng)過(guò)酸洗切邊后的熱軋帶卷，經(jīng)過(guò)若干道次的軋制，使其成為具有所需厚度、表面粗糙度的各種規(guī)格的冷軋帶卷。為了進(jìn)行厚度的精確檢測(cè)與控制，在軋機(jī)中必須使用檢測(cè)系統(tǒng)——測(cè)厚儀，它能夠精確的檢測(cè)帶鋼的厚度，并參與AGC的閉環(huán)控制，如何使其參與AGC的控制，達(dá)到工藝的高精度要求，在這里做一下簡(jiǎn)單的探討。
2、測(cè)厚系統(tǒng)組成和基本原理
2.1系統(tǒng)組成
RM215-M1測(cè)厚系統(tǒng)的主要硬件包括：主控制臺(tái)（MC），EPOS操作員控制臺(tái)（OCC），操作員控制臺(tái)（EPOS OCC備選），C型架，軌道和限位開(kāi)關(guān)，冷卻器等組成。主控制臺(tái)（MC）安裝在軋機(jī)電器室，主控制臺(tái)上帶有工程師EPOS，用于故障查詢(xún)、信息檢測(cè)、合金補(bǔ)償?shù)?、射線的開(kāi)閉等功能，并且EPOS軟件執(zhí)行線性化算法，計(jì)算材料的厚度，把計(jì)算得厚度與設(shè)定厚度相比較，得出厚度偏差，EPOS的正常運(yùn)行是整個(gè)測(cè)厚系統(tǒng)工作的前提，EPOS不僅僅對(duì)測(cè)厚儀主機(jī)傳過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，還能以圖形、數(shù)字、曲線等形式顯示測(cè)厚儀的設(shè)定厚度、實(shí)測(cè)厚度、厚度偏差、報(bào)警等各種狀態(tài)，使有關(guān)人員可以隨時(shí)監(jiān)控、掌握測(cè)厚系統(tǒng)的運(yùn)行情況，在主操作室，安裝操作EPOS，可以進(jìn)行C型架的開(kāi)進(jìn)開(kāi)出，射線快門(mén)的開(kāi)閉等基本操作。其中在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量硬件為C型架，C型架的主要部件是X射線源和探測(cè)器組成，萊鋼冷軋采用的是80kV射線源，完全可以達(dá)到測(cè)量精度的要求。
2.2測(cè)厚儀系統(tǒng)的測(cè)量原理：
X射線源產(chǎn)生X射線，通過(guò)要測(cè)量的材料之后，由探測(cè)器檢測(cè)射線。探測(cè)器發(fā)出與接收到的X射線強(qiáng)度線性對(duì)應(yīng)的模擬輸出，通過(guò)屏蔽電纜以差分信號(hào)的形式傳輸至測(cè)厚儀的主控制臺(tái)。然后在主控制臺(tái)中，探測(cè)器信號(hào)傳輸?shù)侥MI/O模塊，并在此進(jìn)行采樣和數(shù)字化。軟件執(zhí)行線性化算法，計(jì)算材料的厚度，并生成模擬量偏差或厚度輸出。測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼POS顯示系統(tǒng)，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)竭^(guò)程控制器中，用來(lái)AGC控制。
2.3 X射線測(cè)厚原理：
當(dāng)X射線通過(guò)材料后，透過(guò)的X射線的光譜區(qū)輻射將被該材料衰減。對(duì)于特定能量或波長(zhǎng)，通過(guò)樣片的輻射量用下式給出：
3、測(cè)厚系統(tǒng)在軋機(jī)AGC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1具體應(yīng)用
其中反饋AGC又稱(chēng)監(jiān)控AGC主要是用于消除出口厚差。它是根據(jù)軋制出口側(cè)測(cè)厚儀測(cè)得的出口厚度偏差，對(duì)液壓壓下輥縫進(jìn)行修正，使出口厚度達(dá)到目標(biāo)值。
厚度偏差Δh與輥縫調(diào)節(jié)量ΔS1的對(duì)應(yīng)關(guān)系為
ΔS1=Δh（Km+M）/ Km
M為軋件的塑性剛度
Km為軋機(jī)剛度，通常大于500-600kN/mm
由于測(cè)厚儀安裝于距軋機(jī)一定距離的位置上，是典型的純滯后控制系統(tǒng)，采用預(yù)估補(bǔ)償器改善系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性，監(jiān)控的控制周期t 應(yīng)根據(jù)軋出帶鋼速度υ來(lái)取,即 t = L1/v
式中 L1－－軋機(jī)到機(jī)后測(cè)厚儀的距離；
v－－帶鋼軋出速度；
前饋AGC是根據(jù)軋制入口側(cè)測(cè)厚儀測(cè)得的入口厚度偏差，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后對(duì)輥縫進(jìn)行修正，以消除入口厚度變化對(duì)軋出厚度的影響，延時(shí)時(shí)間是根據(jù)入口側(cè)測(cè)速脈沖編碼器的速度信號(hào)確定的。前饋 AGC把入口測(cè)測(cè)厚儀測(cè)得偏差ΔH 后存入前饋表（延遲表），延時(shí)后（待具有此ΔH的帶鋼段將進(jìn)入軋機(jī)時(shí)）前饋控制液壓壓下，從而達(dá)到厚度控制的目的。
而秒流量AGC系統(tǒng)是根據(jù)軋制過(guò)程中流入軋機(jī)與流出軋機(jī)的帶鋼質(zhì)量恒定的原理，(即通過(guò)測(cè)量帶材的入口速度V0和出口速度V1以及入口厚度h0，則出口厚度偏差Δh就被確定。)計(jì)算出正在軋制帶材的厚度偏差，以此偏差對(duì)輥縫進(jìn)行修正，使軋機(jī)軋出的帶材保持較好的一致性。流量法測(cè)厚，既具有獲得瞬時(shí)出口厚度的優(yōu)點(diǎn)，又提高了測(cè)厚的精度，在存在的Δh1情況下，變形區(qū)流量方稱(chēng)為：
V0*h0* = V1* h1
所以Δh1= h0- V0* h0* / V1*
上標(biāo)帶 * 號(hào)的為實(shí)測(cè)值，而 h0 為設(shè)定值，此式相當(dāng)于實(shí)測(cè)變形區(qū)出口處的瞬時(shí)Δh1， 用此Δh1進(jìn)行反饋控制，得
ΔS3= K3Δh1（Km + M）/ Km
其中，V0為入口速度，V1為出口速度， SV為伺服閥， PI為調(diào)節(jié)器
流量AGC提供了較其它AGC方式更為有效的厚度補(bǔ)償方法，如果與監(jiān)控AGC、前饋AGC控制方式相配合將是最有效的厚度控制方案。為此，總的調(diào)節(jié)量為
ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3
把測(cè)厚系統(tǒng)的高精度性與液壓AGC成熟的控制方法相結(jié)合，形成一整套的高精度的液壓AGC控制系統(tǒng)，完全達(dá)到了軋機(jī)的工藝控制精度的要求，本套系統(tǒng)也可以用于熱軋等需要檢測(cè)厚度的所有領(lǐng)域。
[1] RM215M1 中文手冊(cè)
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