对铝箔产品的板形精度要求越来越高,同时随着市场对产品的需求和设备设计制造水平的提高,铝箔轧机也不断向宽幅发展,这就使得压延过程中铝箔的板形越来越难控制。由于负辊缝轧制的原因,轧辊倾斜和液压弯辊对板形的控制作用已不明显,同时由于工作辊与支承辊辊径比的关系及轧机辊面较宽,弯辊控制对于轧辊中部的机械凸度控制基本无效。这个时候虽然通过轧辊冷却控制轧辊热凸度可减小前两种控制所剩余的板形局部偏差,但响应速度慢,控制效果也随厚度减薄而减弱。为解决这一问题,国内外的轧机设计者和生产厂家开始采用可变凸度辊(variable crown roll,VC辊)作为支承辊使用,用于消除板形抛物线部分偏差,大幅度提高了板形质量[4]。
VC辊是一种组合式支承辊,由芯轴、轴套和旋转接头装配而成,在芯轴和轴套之间的辊身中心区域有一个流体室,室内充以压力可变的高压油。辊颈两端的轴套均收缩,收缩接头用作内部压力油的外部密封件,并用于轧辊传动装置的自由滑移转矩传输。其工作原理是:通过液压伺服控制将高压液压站内的液压油经旋转接头送入膨胀的流体室以胀开轴套,在辊身全长形成均匀的机械凸度来补偿轧辊在工作时产生的挠度。由于VC辊直径胀大与腔内的油压在一定范围内呈线性关系,且可做无级调整,因此可以参与到闭环板形控制系统中。
由于带材的厚度不同,轧机轧制是由正辊缝轧制向负辊缝轧制的变化过程,对控制而言也是一个多种控制方式结合的过程,主要有位置控制、压力控制、压力补偿控制、AGC控制等。
轧机速度设定是按照工艺要求,由主操作手在主操作台上设定,通过以太网传递给AGC,AGC再分别传送到PLC以及各传动系统。速度设定是以主机架为线速度基准,通过设定工作辊的直径与减速箱的减速比,给出转速给定值。根据控制功能,速度设定有正反向点动设定,用于故障处理;穿带速度设定,用于生产前轧机穿带;轧线速度设定,用于正常轧制情况。按照线速度相等的原则以转速的形式分配给各传动系统。
卷取张力是靠卷取电机的拖动来绷紧带材而产生的。在系统中采用间接张力控制,卷取张力所产生的折算到电机轴上的张力矩与电机的电磁力矩相等。线速度测量是通过调速装置读取卷取机前的偏导辊上的脉冲编码器进行计算获得,是卷径计算需要的一个重要变量。
现代轧机进行全程变量编程,将系统分成轧机校准指定应用系统、驱动串口应用系统、计量控制应用系统、厚度与平整度控制应用系统、优化应用系统。这些程序通过RDS(实时数据服务器)进行数据处理,通过轧机校准指定应用系统用于定序轧辊受力汽缸及轧辊折弯控制,分为机架的校准程序、弹跳校准程序、机座安全监测程序等;通过驱动串口应用系统实时地对轧机运行状态以及由传动、PLC传送的数据、进行监控并将数据存入RDS内,以便对轧机进行维护和控制。