郭 亮 王 偉

（揚(yáng)州冶金機(jī)械有限公司，江蘇 揚(yáng)州225000）

本項(xiàng)目結(jié)合目前國(guó)內(nèi)鋁箔軋機(jī)整體裝備水平較低、設(shè)備老化、自動(dòng)化水平低、精度低、控制手段簡(jiǎn)單等問(wèn)題，從提高生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品精度和自動(dòng)化控制水平等方面進(jìn)行研究。主要涉及理論研究角度、規(guī)律探索角度與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證角度，三者之間的有效結(jié)合，同時(shí)輔以前沿技術(shù)研究成果與工程應(yīng)用中提供的示范，集中并融合現(xiàn)有高等院校在裝備制造方面的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)高壓電子鋁箔軋機(jī)關(guān)鍵科學(xué)理論以及對(duì)應(yīng)的核心制造技術(shù)展開(kāi)研究，并將最終研究成果應(yīng)用在工程實(shí)踐的指導(dǎo)工作中。

1 異步軋制高壓電子鋁箔織構(gòu)演化行為及機(jī)制研究

針對(duì)終軋實(shí)驗(yàn)前有無(wú)預(yù)備退火準(zhǔn)備處理的高純鋁箔材料，加以不同速比的無(wú)張力和有張力冷軋測(cè)試，分析不同工藝參數(shù)影響下，異步軋制期間的高純鋁箔冷軋現(xiàn)象、再結(jié)晶織構(gòu)現(xiàn)象的最終影響規(guī)律，分析異步軋制工藝作業(yè)參數(shù)會(huì)對(duì)高純鋁箔微最終取向流變?cè)斐傻淖饔煤蜋C(jī)制，同時(shí)為獲取更高含量的立方織構(gòu)供給理論依據(jù)。對(duì)于張力異步化制高純鋁箔而言，分析退火過(guò)程中冷軋織構(gòu)與再結(jié)晶織構(gòu)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，研究鋁箔中立方織構(gòu)呈現(xiàn)出的演化規(guī)律，為后續(xù)階段的高純電子鋁箔產(chǎn)品最終生產(chǎn)工藝升級(jí)優(yōu)化提供可靠的理論依據(jù)。

2 鋁箔軋機(jī)工作輥輥形曲線的優(yōu)化

針對(duì)鋁箔軋機(jī)生產(chǎn)裝飾箔時(shí)出現(xiàn)的二肋浪形問(wèn)題，通過(guò)板形理論分析產(chǎn)生二肋浪形的原因，研究熱膨脹和冷卻、工作輥粗糙度和工作輥曲線等因素對(duì)工作輥等效凸度的影響，確定現(xiàn)場(chǎng)條件下影響工作輥對(duì)應(yīng)區(qū)域等效凸度的主要因素，推導(dǎo)出鋁箔軋機(jī)工作輥曲線表達(dá)式，對(duì)采用不同凸度、不同半角時(shí)的工作輥曲線進(jìn)行對(duì)比，選出適合當(dāng)前工況下的工作輥曲線。采用該工作輥曲線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，得出對(duì)改變肋部的工作輥輥形曲線具有優(yōu)勢(shì)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作輥輥形曲線的優(yōu)化，并滿足最大寬幅2350mm、軋制速度1800m/min 的鋁箔軋制需求。（參考圖1、2、3）

圖1 板形儀實(shí)測(cè)曲線圖

圖2 不同凸度的半輥身輥形曲線對(duì)比圖

圖3 不同半角的半輥身輥形曲線對(duì)比圖

3 高精確度鋁箔張力控制策略的研究

根據(jù)鋁箔軋制中張力控制的特點(diǎn)，制定針對(duì)雙電機(jī)串軸驅(qū)動(dòng)的主從傳動(dòng)控制方式。針對(duì)鋁箔進(jìn)行軋制的過(guò)程中，對(duì)于張力方面的控制精確度要求高的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)間接恒張力控制策略各個(gè)組成部分的詳細(xì)分析，找出影響張力控制精確度的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。在研究傳統(tǒng)卷徑計(jì)算方式缺陷的基礎(chǔ)上，得出獲取精確卷徑方法；借助摩擦轉(zhuǎn)矩，獲得最終測(cè)試結(jié)果，并得出不同轉(zhuǎn)速環(huán)境下的摩擦轉(zhuǎn)矩，以此防止摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)定為常數(shù)狀態(tài)是對(duì)靜態(tài)張力造成的影響；按照輸出轉(zhuǎn)矩和實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之間的關(guān)系，整理出對(duì)動(dòng)態(tài)張力造成直接影響的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，保證測(cè)量方法的精確性。通過(guò)鋁箔軋機(jī)的應(yīng)用效果與張力控制策略，得出靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的張力控制精確度，從而實(shí)現(xiàn)鋁箔生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。（詳見(jiàn)圖4、5）

4 軋機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

軋機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分為現(xiàn)場(chǎng)控制站和操作員站，系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)組成。

4.1 硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

圖4 開(kāi)卷機(jī)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖

圖5 主從轉(zhuǎn)動(dòng)控制原理圖

系統(tǒng)采用AutoMax DPS 系統(tǒng)，主要結(jié)構(gòu)分別為：主控制機(jī)架系統(tǒng)、遠(yuǎn)程系統(tǒng)和設(shè)備功率傳動(dòng)裝置。此間設(shè)備操作員站可使用一臺(tái)IPC-610 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，并將其作為監(jiān)控和管理的主計(jì)算機(jī)，在操作員站計(jì)算機(jī)中還需要安裝專用SST 5136-REPCI PCLink 通信卡，通過(guò)同軸電纜實(shí)現(xiàn)與AutoMax DPS 系統(tǒng)的連接。

4.2 軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

現(xiàn)場(chǎng)控制站的控制系統(tǒng)程序在AutoMax DPS 控制系統(tǒng)的專用應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)軟件：AutoMax Programming Executive 中編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)離線狀態(tài)開(kāi)發(fā)與在線狀態(tài)開(kāi)發(fā)。在離線狀態(tài)開(kāi)發(fā)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)在多種版本環(huán)境下運(yùn)行，并提供方便的圖形界面。當(dāng)處于在線狀態(tài)時(shí)，通過(guò)將系統(tǒng)切換為DCS 監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)下AutoMax Programming Executive 能夠及時(shí)監(jiān)控和修改系統(tǒng)變量和應(yīng)用程序變量。通過(guò)運(yùn)用監(jiān)控組態(tài)軟件RSView32，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行功能強(qiáng)大的人機(jī)監(jiān)控程序。為解決AutoMax DPS 與RSView32 之間的通信問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)在DDE、OPC 等形式下的相互通信。

4.3 通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

整個(gè)鋁箔中軋機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信方式分為兩類：

4.3.1 AutoMax DPS 系統(tǒng)中的通信，指的是遠(yuǎn)程I/O 網(wǎng)絡(luò)和AutoMax DPS 網(wǎng)絡(luò)的通信：遠(yuǎn)程I/O 網(wǎng)絡(luò)與AutoMax DPS 網(wǎng)絡(luò)的通信均采用主從結(jié)構(gòu)，分為主站和從站，利用同軸電纜作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，通過(guò)主站與從站之間的數(shù)據(jù)映射處理器實(shí)現(xiàn)由主站間接獲取從站的數(shù)據(jù)的功能。

4.3.2 現(xiàn)場(chǎng)控制站與操作員站之間的OPC 通信：OPC 通信方式下，客戶端與服務(wù)器之間遵循OPC 規(guī)范，通過(guò)在RSView32 中配置OPC 服務(wù)器、項(xiàng)和節(jié)點(diǎn)，并且將裝有PCLink 卡和軟件RSServer 的計(jì)算機(jī)，設(shè)置成AutoMax DPS 網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)（或者數(shù)個(gè)）節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)中軋過(guò)程狀態(tài)和重要參數(shù)的采集。

5 結(jié)論

本項(xiàng)目針對(duì)高壓電子鋁箔生產(chǎn)技術(shù)仍然存在的一些問(wèn)題和缺陷，生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)效率較低，且所產(chǎn)出的鋁箔電性能不高，精度與質(zhì)量較低，且尚未實(shí)現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)等一系列技術(shù)性難題，研究異步軋制高壓電子鋁箔織構(gòu)演化行為及機(jī)制、鋁箔軋機(jī)工作輥輥形曲線優(yōu)化、高精確度鋁箔張力控制策略、軋機(jī)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，形成高壓電子鋁箔智能化軋制裝備。通過(guò)解決以上一系列技術(shù)難題，提高鋁箔生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及鋁箔的電性能，實(shí)現(xiàn)高壓電子鋁箔生產(chǎn)高效化、高質(zhì)化、智能化。有效促進(jìn)我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)提高國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平，振興重大技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)重大裝備制造國(guó)產(chǎn)化，具有重大的戰(zhàn)略意義。