IMS測厚儀的研究和應(yīng)用

摘 要：厚度公差是冷軋帶鋼產(chǎn)品控制的重要指標(biāo)，而厚度測量的精度對軋機的厚度控制至關(guān)重要，為此安鋼冷軋軋機區(qū)配置3套IMS公司的X射線測厚儀，分別位于1機架的前后和5機架的出口。

關(guān)鍵詞：控制;測厚儀;故障

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.102

0 引言

隨著中國鋼鐵業(yè)突飛猛進的發(fā)展，發(fā)展高精尖和高附加值的產(chǎn)品是每個鋼鐵企業(yè)所面臨的現(xiàn)實問題。生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品不容置疑需要相應(yīng)的高精度生產(chǎn)設(shè)備和先進的控制系統(tǒng)。厚度自動控制是現(xiàn)代冷軋軋制生產(chǎn)中不可缺少的重要組成部分。本論文從軋機厚度測量、厚度控制系統(tǒng)的角度出發(fā)，以安鋼冷軋公司軋機為主要研究對象，簡要描述了軋機厚度控制系統(tǒng)、測厚儀的測量原理和維護要領(lǐng)。其目的是在掌握現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上力求有所進步，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

1 軋機厚度控制系統(tǒng)

厚度自動控制系統(tǒng)是通過測厚儀對金屬實際軋出厚度連續(xù)地進行測量，并根據(jù)實際測量值與給定值相比較后的偏差信號，借助于閉環(huán)控制回路和裝置，經(jīng)過計算機的功能程序，用測厚儀檢測到的板帶實際值與預(yù)先設(shè)定值進行比較。為了保證成品鋼卷的厚度達到所需厚度，帶鋼在軋制過程中必須要采用相應(yīng)的控制手段對帶鋼的頭部厚度偏差和全長厚度偏差進行控制。因此測厚儀測量準(zhǔn)確度對軋機的厚度控制至關(guān)重要。

2 X射線測厚儀測量原理

厚度的測量在軋機的控制中至關(guān)重要。X射線測厚儀是一種非接觸式厚度測量裝置，可以實現(xiàn)連續(xù)實時的在線測量，是板帶加工中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵檢測設(shè)備。測厚儀的工作原理為輻射穿透，來自輻射源的X射線穿過被測物體（帶鋼）。測量頭位于帶鋼的另一側(cè)，用來測量穿透后的輻射強度。在IMS測厚儀中，測量頭采取電離的形式，該電離室為滿足測厚儀應(yīng)用的特殊設(shè)計。當(dāng)X射線穿過帶鋼時，其中一部分射線被帶鋼吸收，沒有被吸收的射線到達測量頭。測量頭測量接收到的X射線強度并產(chǎn)生電離電流（測量信號），該信號正比于帶鋼的厚度。在測量變送器中電離電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，該測量變送器位于“C”型架上。然后，通過以太網(wǎng)該厚度信號送到處理計算機，從測厚儀計算機輸出的信號為帶鋼的厚度。

3 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由“C”型架、控制柜、操作員HMI、X射線管、高壓發(fā)生器和冷卻系統(tǒng)組成。

4 常見故障及處理

測厚儀在使用過程中也出現(xiàn)了很多故障，下面我就分析一下測厚儀一些常見問題和處理方法。

（1）通訊故障?，F(xiàn)象1：網(wǎng)絡(luò)報故障，控制柜內(nèi)（RS01）繼電器不吸合、燈滅，現(xiàn)場設(shè)備均為失電狀態(tài)。

解決方法：查看“EtherCAT control”報警信息。參報警信息 1：網(wǎng)絡(luò)處于故障狀態(tài)。報警信息 2：現(xiàn)場報錯測厚儀和具體設(shè)備的信息。RM01 是 1#機架前測厚儀，RM02 是 1#機架后測厚儀，RM06 是 5#機架后測厚儀;A100 是報錯模塊編號（貼在模塊旁邊）。報警信息 3：報錯模塊的端口。報警信息 4：報錯模塊的產(chǎn)品型號。點擊“Clear”清除故障，故障清除后柜內(nèi)繼電器會自動吸合，恢復(fù)正常。如無法消除故障則需按報警信息檢查網(wǎng)絡(luò)接口和模板是否松動，網(wǎng)線是否完好.模塊損壞可能性較小。恢復(fù)后點擊“Reset”重啟即可。查看“Safety PLC”報警信息一種“Safety PLC”報警是網(wǎng)絡(luò)中斷導(dǎo)致，處理“EtherCATcontrol” 故障后可以直接點 HMI 上的“Clear Fault”進行復(fù)位即可。

另一種“Safety PLC”報警是因安全模塊（黃色、型號 EL2904）過熱或受到干擾或松動引起。如果“EtherCAT control”中無報警，僅“Safety PLC”報警且無法消除，要進行下述檢查，安全模塊是否溫度過高，安裝是否完好?，F(xiàn)在在現(xiàn)場端子箱子中已對安全模塊增加了風(fēng)扇，溫度過高可能性很小，可以檢查風(fēng)扇運行是否正常;在維護測厚儀時對講一定要遠離安全模塊，該模塊極易受干擾;該模塊為疊壓插接，觸頭在側(cè)面，接觸不好時可以重新緊固。拆卸時需要同時拉 2 個拉手向外拔出模塊。新?lián)Q上的安全模塊必須和原撥碼地址保持相同。所有問題消除后重啟測厚儀。

現(xiàn)象2：操作臺計算機和 PLC室計算機 HMI 畫面藍屏，操作無反應(yīng)，通訊中斷。

解決方法：在 PLC 室測厚儀控制柜（RS01）內(nèi)重啟客戶機（MC01 M-Client）即可。需要3-5分鐘時間。重啟完成后，控制柜內(nèi)右上角那排繼電器吸合、燈亮?xí)r表示重啟完成（K1～K8 吸合;K11～K12 吸合任一個，K13～K14 吸合任一個）。重啟完成后，系統(tǒng)自動進入主界面。若系統(tǒng)沒有自動進入主界面，則需在服務(wù)器 HMI 上點擊 “IMSvisu”圖標(biāo)手動進入。

（2）水冷柜補不進去水?，F(xiàn)象：水冷柜補不進去水，流量報警導(dǎo)致測厚儀停機時。應(yīng)快速將補水手閥開到最大位，不要呈半開狀態(tài)。打開5 秒后再快速將手閥關(guān)閉，反復(fù)幾次，直至補到正常狀態(tài)。若循環(huán)管路內(nèi)有氣體也會造成補不進去水，并且顯示壓力正常但流量報警。這時需要用水冷柜內(nèi)的氣包對循環(huán)管路排氣。

每臺測厚儀（RM01、RM02、RM03）C 型架尾部裝有流量計，可以查看實際流量。該循環(huán)水流量不要低于 2.5L/min。若有水，卻顯示異常造成報警，有可能是該流量計內(nèi)壁臟污導(dǎo)致?？梢詫⒘髁坑嫴鹣拢ú鹦稌r記住原安裝方向，回裝時要和原方向一致），用軟布清潔，嚴禁用硬物刮擦內(nèi)壁。查看水冷柜（RS02、RS03）內(nèi)的壓力表，該循環(huán)水的壓力應(yīng)保持在 3bar 左右。

5 維護和保養(yǎng)

每次測厚儀投入使用前，都必須進行標(biāo)定，正常是8小時進行一次標(biāo)定，通常有主操人員進行操作。目的是將測厚儀系統(tǒng)的工作狀況處于標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果的正常范圍，如果超出這個范圍，測厚儀將不能使用，直到排除問題以后才能使用。日常維護必須經(jīng)常檢查C型、架軌道、行走機構(gòu)和限位開關(guān)等部件是否完好，壓縮空氣、內(nèi)外循環(huán)水流量、壓力、溫度是否正常等等。X射線對人體的危害很大，在日常維護中，最安全的方式就是盡最大可能的少暴露在X射線下。

6 結(jié)束語

通過對安鋼冷軋投產(chǎn)幾年來的情況表明，IMS公司的這套測厚系統(tǒng)通過我們不斷的學(xué)習(xí)和完善，工作狀態(tài)穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確度高，故障易于排除。為安鋼冷軋廠的生產(chǎn)與發(fā)展提供了設(shè)備保障。

參考文獻：

[1]德國IMS公司.操作手冊（Operating Manual）[M].設(shè)備資料，2006.

作者簡介：侯玉偉（1980-），男，河南安陽人，本科，電氣工程師，主要從事電氣自動化日常維護與管理工作。