5.测厚仪在板带冷轧AGC中的重要性汇总
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通过测得的轧制力计算出板带厚度并由 测厚仪复验来进行厚度控制，这就避免了 测厚的时滞问题。 P-Po 厚度计式测厚是基于公式h=So+ -------K 式中So为初始辊缝，P为测得的轧制压力、 Po为预压靠力，K是轧制的刚度系数。
2013-6-25
由于轧制压力的变化可能是坯料厚度的变化， 也可能是轧辊的膨胀等所致，由于轧辊磨损、 膨胀等难以检测，所以测厚公式中增加一系数。 P-Po h=So+ --------- -G K 用测厚仪测得的实际值和计算值之差来修正 G值。这称测厚仪标定。
2013-6-25
3. 对射线型测厚仪来说，“放射源”是决定响应 时间的前提条件
对γ射线测厚仪，反映放射源大小的指标是“放射性活 度”。 （放射性活度的法定计量单位名称是：贝可勒尔，符号 是：Bq。和现常用的居里、Ci的换算关系是 1Ci=3.7×1010Bq 对X射线测厚仪，放射源大小由高压电源和射线管的能力 决定。 放射源大，单位时间穿透板带的“粒子”多，这样电离 室接收的信号就强，测厚仪响应就快了。 当然放射源“大”的测厚仪并非响应就快，但放射源 “小”的测厚仪响应一定不快。 测厚仪响应快不等于测量精度就高，精度高需要控制系 统的技术措施到位，下面一些指标反映了测厚仪的测量 精度。
2013-6-25
测厚仪的源“小”、源不稳定，则测厚仪肯定“不 好”；但“源”大了、稳定了，不等于测厚仪就“好” 了，因为还有电离室和控制系统。 ● 要能跟得上板带的厚差阶跃，则测厚仪的响应要 “快”，快和慢是个相对概念，不同的轧制速度、不 同的控制策略需要不同的响应时间。影响响应的主要 因素（对射线测厚仪来说）是放射源的“大小”。 ● 测厚仪的稳定性和精度由放射源和控制系统共同决 定。X射线测厚仪射线源的稳定对测厚仪的影响远大 于γ射线测厚仪，因为γ射线来自放射性物质
2013-6-25
厚差：约75µm（约7.5V） 响应时间：约20ms （上升到最大刻度63% 的时间为响应时间，从图上看出， 上升阶段约占纵坐标4.5小格，因此响应时间约为横坐标2小格，即20ms。）
2013-6-25
2. 响应时间对AGC控制的意义
● 当一段有偏差的钢带的长度小于测厚仪 响应时间钢带运行距离时，则测厚仪就 不能给AGC输出真实的厚度偏差信号。 因此AGC控制系统就不会对这段超差的 钢带进行控制。 ● 前馈控制主要是对原料进行消差，测厚 仪响应时间长直接影响到前馈控制的果。
2013-6-25
下面是个响应比较慢的
2013-6-25
西门子DriverMonitor记录
●静态基础上增加0.2mm，10V对应0.1mm，静态增
加0.2mm，Driver Monitor记录信号为88%左右 ●图中白色曲线是理论上的测量厚度，前100mm， 从0变到最大，中间108mm维持最大信号，后 100mm从最大减到0 ●时间：从输出信号增加15um到回复到比原信号大 15um，整个过程约1.2秒，认为试验钢板的移动速 度为0.208/1.2=0.17m/s ●从曲线看到：即便是0.17m/s的速度，208mm的厚 度突变，测厚仪无法及时反应。
2013-6-25
二、AGC系统对测厚仪的基本要求
能适应板带厚度、轧制速度、真实反 映板带纵向厚度偏差，是AGC系统对测 厚仪的基本要求。 下面就从测厚仪的几个基本技术参数 谈起
2013-6-25
1. 响应时间
测厚仪的“响应时间”， 当测量厚度发 生突然变化（阶跃）时，测厚仪厚度输出 达到阶跃的63%所用的时间为系统的响应 时间。见下图：
2013-6-25
2.2 厚度监控 取出口测厚仪测得的厚度偏差，进行偏 差闭环控制。这种控制有滞后的特点，但 对诸如轧辊膨胀、轧辊磨损等的非突变型 变化，还是相当有效的。 考虑到有滞后的特点，所以测厚仪装 在离辊缝近的位置为好。
2013-6-25Fra bibliotek2.3 轧制力或AGC厚度计（ Gaugemeter）
2013-6-25
2011年会议上马鞍山市锐泰科技有限公司王实先生 对测厚仪性能参数的意义和测试方法有比较详细的论 述，大家可以再看一下。 测厚仪测量精度主要和测厚仪的控制系统有关，包 括硬件和软件。在硬件方面，元器件的质量很重要， 软件方面，那就体现制造商的水平了。
2013-6-25
5. 小结
●
2013-6-25
2013-6-25
Fluke示波器记录
静态基础上增加0.5mm厚钢板，10V对应 1mm 0.5mm钢板从进入到完全移出不到0.4秒， 钢板宽度约300mm，移动速度约0.75m/s 从曲线看，响应还是很快，能准确反映 0.5mm的厚度变化，要是能把输出刷新时 间从50ms缩短就更好了
2013-6-25
有个很“土”的、用户自己也能做的办法 来估算测厚仪的响应时间：在测厚仪上先放置 一块和轧制厚度相当的板带，再用一块厚度在 轧制厚度10%左右的同质板带以一定速度的速 度从测厚仪上“划”过，用示波器看测厚仪的 输出信号，以此来估算测厚仪的响应时间。 （此法是否科学还望现场专家指正） ● 下面是个响应比较快的：
一小时静态精度、漂移测试 2.01 2.0095 2.009 2.0085 2.008 2.0075 2.007 2.0065 2.006 2.0055 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 20092-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 21:28 21:36 21:43 21:50 21:57 22:04 22:12 22:19 22:26 22:33 22:40
AGC系统的前提条件之一是厚度的连续 精确测定，所以测厚仪不好，AGC系统肯 定不好。当然测厚仪不是AGC系统的全部， 测厚仪好了，不等于AGC一定好； 机组厚控水平的高低，取决于机组的机 械制造质量、安装精度、传动控制精度， AGC系统的精度，等。所以AGC“好”了， 不等于机组的厚控水平就一定“好”了。
2013-6-25
标样材料：钢 标样厚度：0.111mm 数据分析：六次重复测量的平均厚度分别 为0.1111674mm、0.1111355mm、 0.1111482mm、0.1111530mm、 0.1111946mm、0.1111872mm 重复精度：（0.1111946 - 0.1111355）/ 0.111 * 100% = 0.053%
2013-6-25
4.3 噪声
噪声通常是这样定义的：相对测量厚度和标准试 样厚度差占标准试样厚度的百分数。
噪声测试
714.3 714.2 714.1 714 713.9 713.8 713.7 713.6 713.5 713.4 713.3 0
2013-6-25
500
1000
1500
2000
2500
上海北整工程技术成套有限公司
测厚仪在板带冷轧 AGC中的重要性
陆子平
2013-6-25
概述
不同的产品需求有不同的纵向厚度偏差 要求，当纵向厚度偏差要求较高时（如＜ ±1%h），在四、六辊冷轧机组上采用手 动控制厚度的方法就不具可控性了，采用 AGC系统能使板带的纵向厚度偏差处于可 控状态，当然前提是AGC系统有效。在讨 论测厚仪在AGC中的重要性前，先从 AGC系统说起。
2013-6-25
测试方式：把一内部标样放入射线下，持续测量此内部标样， 每隔500ms记录一次其绝对厚度值，连续记录一个小时，然 后把记录数据导入Excel表格画图分析。 标样材料：钢 标样厚度：2.008mm 数据分析：最大值2.009664mm，最小值2.005993mm，平 均值2.007556mm，开始1分钟平均值2.00749566mm，最 后1分钟平均值2.00746331mm 一小时静态精度：（2.007556 - 2.008）/ 2.008 * 100% = 0.022% （（一小时平均值 – 标样厚度值 ）/ 标样厚度值 * 100% ） 一小时漂移：（2.00746331 - 2.00749566）/ 2.008 *100% = -0.0016%
2. AGC的几种厚控方法
板带厚度自动控制的实现，必须以其厚度的连续精确测定及时 辊缝的快速调整为前提，这可从厚控手段中体现：
2013-6-25
2.1 厚度预控（前馈控制）
取入口测厚仪的厚度测量值的变化，根据 测速装置测得的入口坯料速度，在相应的 时间，根据入口厚度的变化对辊缝进行修 正。厚度预控主要是用于减小由坯料带来 的板带纵向厚度差 。
计算而得的板带厚度和目标设定厚度的差值， 由AGC控制系统驱动执行机构完成厚度控制 。
2013-6-25
h= ----- H Vh
3. 结论
从以上几种常用的AGC控制方法中，测 厚仪都起到提供AGC控制依据的作用。所 以，测厚仪“不好”，AGC系统肯定不好， 当然AGC系统不好，不等于仅是测厚仪 “不好”。
3000
3500
测试方式：把一内部标样放入射线下，持续测量此内 部标样，在PLC里每隔10ms记录一次其绝对厚度值并 存入DB块，连续记录5分钟后任意选取其中30s数据 导入Excel表格画图分析。 标样材料：钢 标样厚度：0.714mm 数据分析：最大值0.7142336mm，最小值 0.7134084mm，平均值0.7138039mm，总记录数据 数3000，厚度值在0.714mm± 0.1%(0.713286mm – 0.714714mm)范围内的数据数为3000 噪声 ：< 测量值 ± 0.1%
2013-6-25
4.2 一定时间的静态精度、漂移
一定时间静态精度通常是这样定义的： （一定时间的平均值 －标样厚度值）/ 标样 厚度值 * 100% 一定时间漂移通常是这样定义的：（开始1 分钟平均值 － 最后1分钟平均值 ）/ 标样厚 度值 * 100% 一个一小时的测试见下图
2013-6-25
2013-6-25
4. 重复精度、漂移、噪声
4.1 重复精度
重复精度通常是这样定义的：（数次测量最 大平均值 － 数次测量最小平均值 / 标样厚度值） ×100%。一个六次的测量见下图：
2013-6-25
重复精度测试 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 15-32-36 15-33-5 15-33-34 15-34-3 15-34-32
2013-6-25
● 测厚仪响应时间对厚度偏差真实性的体现 和钢带运行速度、即轧制速度有关，将块 试样放在测厚仪上，就没有响应时间这个 概念了。有时钢带低速运行时厚度偏差很 大，当轧制速度提高后厚度偏差小了，这 往往不是钢带的厚度偏差小了，而是测厚 仪测不到了。 ● 有时钢带在测厚仪上反映厚度偏差符合标 准而招用户退货，往往也是测厚仪响应太 慢所致 。
2013-6-25
坯料尺寸变化的影响：坯料厚度不同引起 轧制压力和轧机弹跳的变化。 轧机方面的原因：轧辊热膨胀、轧辊的磨 损、轧辊的偏心等。 张力变化的影响：张力主要是通过影响摩 擦系数和变形抗力来改变轧制压力的。冷 轧中速度变化对摩擦系数的影响十分显著， 速度高、摩擦系数小。
2013-6-25
2013-6-25
一、AGC系统简介
AGC是英文Automatic Gauge Control的缩 写，中文一般称作“自动厚度控制”。
1.板带钢厚度波动的原因
板带钢厚度的波动主要来源于轧制力的波动， 而影响轧制力波动的原因是多方面的。 引起金属变形抗力变化的因素：轧件温度的波 动、轧件成分和组织的不均匀。前者对热轧的 影响大，后者对冷轧的影响大。
2013-6-25
2.4 流量AGC
这一控制方式是根据轧制过程中的运动 学特点提出的，即单位时间内通过变形一 轧件断面的金属秒流量（体积）相等。 FH VH=F h V h 板带轧制中厚度很小，因此也可表达为: HVH=h V h
2013-6-25
流量AGC通过入口侧的测厚仪测得板带厚 度为H，经过移位贮存，在该测量点的板带离开 辊缝时参与计算。根据安装在入口侧、出口侧 的板带测速装置，测得板带的入口速度VH和出 口速度V h，根据秒流量恒定原理计算出的板带 厚度: VH
2013-6-25
由于轧制压力的变化可能是坯料厚度的变化， 也可能是轧辊的膨胀等所致，由于轧辊磨损、 膨胀等难以检测，所以测厚公式中增加一系数。 P-Po h=So+ --------- -G K 用测厚仪测得的实际值和计算值之差来修正 G值。这称测厚仪标定。
2013-6-25
3. 对射线型测厚仪来说，“放射源”是决定响应 时间的前提条件
对γ射线测厚仪，反映放射源大小的指标是“放射性活 度”。 （放射性活度的法定计量单位名称是：贝可勒尔，符号 是：Bq。和现常用的居里、Ci的换算关系是 1Ci=3.7×1010Bq 对X射线测厚仪，放射源大小由高压电源和射线管的能力 决定。 放射源大，单位时间穿透板带的“粒子”多，这样电离 室接收的信号就强，测厚仪响应就快了。 当然放射源“大”的测厚仪并非响应就快，但放射源 “小”的测厚仪响应一定不快。 测厚仪响应快不等于测量精度就高，精度高需要控制系 统的技术措施到位，下面一些指标反映了测厚仪的测量 精度。
2013-6-25
测厚仪的源“小”、源不稳定，则测厚仪肯定“不 好”；但“源”大了、稳定了，不等于测厚仪就“好” 了，因为还有电离室和控制系统。 ● 要能跟得上板带的厚差阶跃，则测厚仪的响应要 “快”，快和慢是个相对概念，不同的轧制速度、不 同的控制策略需要不同的响应时间。影响响应的主要 因素（对射线测厚仪来说）是放射源的“大小”。 ● 测厚仪的稳定性和精度由放射源和控制系统共同决 定。X射线测厚仪射线源的稳定对测厚仪的影响远大 于γ射线测厚仪，因为γ射线来自放射性物质
2013-6-25
厚差：约75µm（约7.5V） 响应时间：约20ms （上升到最大刻度63% 的时间为响应时间，从图上看出， 上升阶段约占纵坐标4.5小格，因此响应时间约为横坐标2小格，即20ms。）
2013-6-25
2. 响应时间对AGC控制的意义
● 当一段有偏差的钢带的长度小于测厚仪 响应时间钢带运行距离时，则测厚仪就 不能给AGC输出真实的厚度偏差信号。 因此AGC控制系统就不会对这段超差的 钢带进行控制。 ● 前馈控制主要是对原料进行消差，测厚 仪响应时间长直接影响到前馈控制的果。
2013-6-25
下面是个响应比较慢的
2013-6-25
西门子DriverMonitor记录
●静态基础上增加0.2mm，10V对应0.1mm，静态增
加0.2mm，Driver Monitor记录信号为88%左右 ●图中白色曲线是理论上的测量厚度，前100mm， 从0变到最大，中间108mm维持最大信号，后 100mm从最大减到0 ●时间：从输出信号增加15um到回复到比原信号大 15um，整个过程约1.2秒，认为试验钢板的移动速 度为0.208/1.2=0.17m/s ●从曲线看到：即便是0.17m/s的速度，208mm的厚 度突变，测厚仪无法及时反应。
2013-6-25
二、AGC系统对测厚仪的基本要求
能适应板带厚度、轧制速度、真实反 映板带纵向厚度偏差，是AGC系统对测 厚仪的基本要求。 下面就从测厚仪的几个基本技术参数 谈起
2013-6-25
1. 响应时间
测厚仪的“响应时间”， 当测量厚度发 生突然变化（阶跃）时，测厚仪厚度输出 达到阶跃的63%所用的时间为系统的响应 时间。见下图：
2013-6-25
2.2 厚度监控 取出口测厚仪测得的厚度偏差，进行偏 差闭环控制。这种控制有滞后的特点，但 对诸如轧辊膨胀、轧辊磨损等的非突变型 变化，还是相当有效的。 考虑到有滞后的特点，所以测厚仪装 在离辊缝近的位置为好。
2013-6-25Fra bibliotek2.3 轧制力或AGC厚度计（ Gaugemeter）
2013-6-25
2011年会议上马鞍山市锐泰科技有限公司王实先生 对测厚仪性能参数的意义和测试方法有比较详细的论 述，大家可以再看一下。 测厚仪测量精度主要和测厚仪的控制系统有关，包 括硬件和软件。在硬件方面，元器件的质量很重要， 软件方面，那就体现制造商的水平了。
2013-6-25
5. 小结
●
2013-6-25
2013-6-25
Fluke示波器记录
静态基础上增加0.5mm厚钢板，10V对应 1mm 0.5mm钢板从进入到完全移出不到0.4秒， 钢板宽度约300mm，移动速度约0.75m/s 从曲线看，响应还是很快，能准确反映 0.5mm的厚度变化，要是能把输出刷新时 间从50ms缩短就更好了
2013-6-25
有个很“土”的、用户自己也能做的办法 来估算测厚仪的响应时间：在测厚仪上先放置 一块和轧制厚度相当的板带，再用一块厚度在 轧制厚度10%左右的同质板带以一定速度的速 度从测厚仪上“划”过，用示波器看测厚仪的 输出信号，以此来估算测厚仪的响应时间。 （此法是否科学还望现场专家指正） ● 下面是个响应比较快的：
一小时静态精度、漂移测试 2.01 2.0095 2.009 2.0085 2.008 2.0075 2.007 2.0065 2.006 2.0055 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 2009- 20092-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 2-25 21:28 21:36 21:43 21:50 21:57 22:04 22:12 22:19 22:26 22:33 22:40
AGC系统的前提条件之一是厚度的连续 精确测定，所以测厚仪不好，AGC系统肯 定不好。当然测厚仪不是AGC系统的全部， 测厚仪好了，不等于AGC一定好； 机组厚控水平的高低，取决于机组的机 械制造质量、安装精度、传动控制精度， AGC系统的精度，等。所以AGC“好”了， 不等于机组的厚控水平就一定“好”了。
2013-6-25
标样材料：钢 标样厚度：0.111mm 数据分析：六次重复测量的平均厚度分别 为0.1111674mm、0.1111355mm、 0.1111482mm、0.1111530mm、 0.1111946mm、0.1111872mm 重复精度：（0.1111946 - 0.1111355）/ 0.111 * 100% = 0.053%
2013-6-25
4.3 噪声
噪声通常是这样定义的：相对测量厚度和标准试 样厚度差占标准试样厚度的百分数。
噪声测试
714.3 714.2 714.1 714 713.9 713.8 713.7 713.6 713.5 713.4 713.3 0
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2000
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上海北整工程技术成套有限公司
测厚仪在板带冷轧 AGC中的重要性
陆子平
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概述
不同的产品需求有不同的纵向厚度偏差 要求，当纵向厚度偏差要求较高时（如＜ ±1%h），在四、六辊冷轧机组上采用手 动控制厚度的方法就不具可控性了，采用 AGC系统能使板带的纵向厚度偏差处于可 控状态，当然前提是AGC系统有效。在讨 论测厚仪在AGC中的重要性前，先从 AGC系统说起。
2013-6-25
测试方式：把一内部标样放入射线下，持续测量此内部标样， 每隔500ms记录一次其绝对厚度值，连续记录一个小时，然 后把记录数据导入Excel表格画图分析。 标样材料：钢 标样厚度：2.008mm 数据分析：最大值2.009664mm，最小值2.005993mm，平 均值2.007556mm，开始1分钟平均值2.00749566mm，最 后1分钟平均值2.00746331mm 一小时静态精度：（2.007556 - 2.008）/ 2.008 * 100% = 0.022% （（一小时平均值 – 标样厚度值 ）/ 标样厚度值 * 100% ） 一小时漂移：（2.00746331 - 2.00749566）/ 2.008 *100% = -0.0016%
2. AGC的几种厚控方法
板带厚度自动控制的实现，必须以其厚度的连续精确测定及时 辊缝的快速调整为前提，这可从厚控手段中体现：
2013-6-25
2.1 厚度预控（前馈控制）
取入口测厚仪的厚度测量值的变化，根据 测速装置测得的入口坯料速度，在相应的 时间，根据入口厚度的变化对辊缝进行修 正。厚度预控主要是用于减小由坯料带来 的板带纵向厚度差 。
计算而得的板带厚度和目标设定厚度的差值， 由AGC控制系统驱动执行机构完成厚度控制 。
2013-6-25
h= ----- H Vh
3. 结论
从以上几种常用的AGC控制方法中，测 厚仪都起到提供AGC控制依据的作用。所 以，测厚仪“不好”，AGC系统肯定不好， 当然AGC系统不好，不等于仅是测厚仪 “不好”。
3000
3500
测试方式：把一内部标样放入射线下，持续测量此内 部标样，在PLC里每隔10ms记录一次其绝对厚度值并 存入DB块，连续记录5分钟后任意选取其中30s数据 导入Excel表格画图分析。 标样材料：钢 标样厚度：0.714mm 数据分析：最大值0.7142336mm，最小值 0.7134084mm，平均值0.7138039mm，总记录数据 数3000，厚度值在0.714mm± 0.1%(0.713286mm – 0.714714mm)范围内的数据数为3000 噪声 ：< 测量值 ± 0.1%
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4.2 一定时间的静态精度、漂移
一定时间静态精度通常是这样定义的： （一定时间的平均值 －标样厚度值）/ 标样 厚度值 * 100% 一定时间漂移通常是这样定义的：（开始1 分钟平均值 － 最后1分钟平均值 ）/ 标样厚 度值 * 100% 一个一小时的测试见下图
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4. 重复精度、漂移、噪声
4.1 重复精度
重复精度通常是这样定义的：（数次测量最 大平均值 － 数次测量最小平均值 / 标样厚度值） ×100%。一个六次的测量见下图：
2013-6-25
重复精度测试 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 15-32-36 15-33-5 15-33-34 15-34-3 15-34-32
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● 测厚仪响应时间对厚度偏差真实性的体现 和钢带运行速度、即轧制速度有关，将块 试样放在测厚仪上，就没有响应时间这个 概念了。有时钢带低速运行时厚度偏差很 大，当轧制速度提高后厚度偏差小了，这 往往不是钢带的厚度偏差小了，而是测厚 仪测不到了。 ● 有时钢带在测厚仪上反映厚度偏差符合标 准而招用户退货，往往也是测厚仪响应太 慢所致 。
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坯料尺寸变化的影响：坯料厚度不同引起 轧制压力和轧机弹跳的变化。 轧机方面的原因：轧辊热膨胀、轧辊的磨 损、轧辊的偏心等。 张力变化的影响：张力主要是通过影响摩 擦系数和变形抗力来改变轧制压力的。冷 轧中速度变化对摩擦系数的影响十分显著， 速度高、摩擦系数小。
2013-6-25
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一、AGC系统简介
AGC是英文Automatic Gauge Control的缩 写，中文一般称作“自动厚度控制”。
1.板带钢厚度波动的原因
板带钢厚度的波动主要来源于轧制力的波动， 而影响轧制力波动的原因是多方面的。 引起金属变形抗力变化的因素：轧件温度的波 动、轧件成分和组织的不均匀。前者对热轧的 影响大，后者对冷轧的影响大。
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2.4 流量AGC
这一控制方式是根据轧制过程中的运动 学特点提出的，即单位时间内通过变形一 轧件断面的金属秒流量（体积）相等。 FH VH=F h V h 板带轧制中厚度很小，因此也可表达为: HVH=h V h
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流量AGC通过入口侧的测厚仪测得板带厚 度为H，经过移位贮存，在该测量点的板带离开 辊缝时参与计算。根据安装在入口侧、出口侧 的板带测速装置，测得板带的入口速度VH和出 口速度V h，根据秒流量恒定原理计算出的板带 厚度: VH