厚度控制系统图1为厚度反馈控制系统的组成。为实现厚度控制,需要事先设置厚度的给定值(锁定值),将检测的厚度值与给定值比较,得到厚度偏差。控制器根据偏差信号给出相应的操纵信号控制轧机,使出口处钢材的厚度等于给定值。根据厚度检测方式的不同,厚度反馈控制系统可有不同的方案,主要有直接检测和间接检测两种方式。
①厚度直接检测 测厚仪安装在轧机的后侧直接检测出口处钢材的厚度。在这种方案中,由于测厚仪与轧机之间相隔一定距离,厚度偏差需要延迟一定时间才能检测出来。这相当于在系统中增加了一个滞后环节(见时滞系统),因而系统不易稳定。而为保证系统稳定性,开环放大倍数就受到限制,又会影响系统的快速性。
②厚度间接检测 根据轧机的弹性变形、轧制力的大小和测得的轧辊辊缝宽度,计算出钢材的厚度。由于轧辊偏心、轧辊磨损、热膨胀和轧机的弹性变形系数不为常值等原因,厚度间接检测方法的精度不高。但这种方式能及时获得偏差信号,加之方法简单和便于维修,所以在厚度控制系统中仍被广泛采用。在实际生产中,常把每架轧机轧出带钢头部的厚度作为该架轧机在设定条件下厚度的给定值。控制器通常是一台数字电子计算机。在反馈型厚度自动控制系统中,只有在偏差出现后控制器才能起作用,因此存在厚度的动态误差。生产机械的惯性和调整辊缝的延迟,也会造成控制精度不高、厚度不均匀的情况。