测速仪用于秒流量的控制,具体是如何应用的呢?
测速仪(通常指测量轧辊或材料线速度的传感器)是铝轧机秒流量控制系统中最关键的实际值测量元件。
其核心应用原理基于 “秒流量相等” 这个轧制理论基石。下面为您详细解释其具体应用方式:
一、核心控制原理:秒流量恒定定律
在稳定轧制状态下,轧机入口和出口的金属秒流量(单位时间通过的质量)必须相等。公式表示为:
A₁ × V₁ = A₂ × V₂ = 常数
A₁, A₂:入口和出口的带材横截面积(宽度 × 厚度)。
V₁, V₂:入口和出口的带材线速度。
由于轧制过程中宽度变化很小(忽略宽展),可以简化为:厚度 × 速度 = 常数。因此,只要精确控制入口和出口的速度比,就能间接而连续地控制出口厚度。
二、测速仪在控制系统中的具体角色与应用
在一个典型的铝带冷轧或热轧控制系统中,测速仪的应用体现在以下几个关键环节:
1. 作为速度反馈,构成速度闭环
作用:在每个机架的传动电机上或轧辊表面安装测速仪(如编码器、激光测速仪),实时、高精度地测量电机或轧辊的旋转速度,并换算成材料的线速度。
目的:为传动系统的矢量控制或直接转矩控制提供精准的速度反馈,确保电机能严格跟随工艺设定的速度指令运行,这是整个流量控制的基础。
2. 作为核心输入,实现秒流量计算与自动厚度控制
这是测速仪最核心的应用。系统通常采用 “前馈-反馈”复合控制。
前馈控制(预调):
o过程:在入口侧(如开卷机后)和出口侧(卷取机前)都安装有高精度测厚仪和测速仪。
o计算:控制系统实时读取入口测厚仪(h₁) 和入口测速仪(V₁) 的数据,计算出实际入口秒流量(Q = h₁ × V₁)。
o动作:将这个计算出的实际秒流量值,作为给定值,与出口目标厚度(h₂_sp) 一起,反向计算出出口速度应有的理论值(V₂_calc = Q / h₂_sp)。然后迅速调整轧机主电机的速度或轧辊的辊缝,在带材厚度偏差尚未传到出口测厚仪之前就进行预先校正。测速仪V₁的数据是这次快速反应的关键。
反馈控制(微调):
o过程:出口测厚仪(h₂)检测到最终的厚度偏差。
o计算与整合:系统将此厚度偏差信号与出口测速仪(V₂)的数据进行整合,计算出更精确的秒流量补偿值。
o动作:对轧制力或速度进行精细微调,消除前馈控制无法完全抵消的误差。
3. 用于机架间张力控制
在连轧机中,相邻两个机架之间的带材张力必须恒定。张力控制本质上也是通过控制两个机架的速度差来实现的。
过程:通过两个机架上的测速仪分别测得Vₙ和Vₙ₊₁,结合轧辊直径等参数,可以计算出速度差,进而推算出张力的变化趋势。
动作:通过调节后一个机架的速度,使速度比(Vₙ₊₁/Vₙ)保持恒定,从而维持恒定的机架间张力。稳定的张力是保证秒流量恒定的重要前提。
三、总结与图示
您可以将其理解为一个精密的“水流”平衡系统:
1.入口:用测厚仪和测速仪(V₁)测量“流入的水量”(秒流量)。
2.控制系统:根据目标厚度,立即计算出出口应有的“流速”(V₂)。
3.轧机:通过调节电机速度(依赖测速仪V₂反馈)和辊缝,改变轧制变形区,使出口达到计算出的流速。
4.出口:用测厚仪进行最终检查,如有微小偏差,再通过反馈调节V₂进行微调。
简单来说:测速仪提供了控制系统中最实时、最连续的速度变量。没有高精度、高响应的测速数据,就无法准确计算和维持秒流量恒定,自动厚度控制也就无从谈起。它是连接电气传动控制与工艺质量控制的桥梁。








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