1、各品牌板形仪的对比分析报告当前世界范围内比较成熟可靠的冷轧板形仪主要有以下三种品牌：瑞士 ABB、德国 BFI、西门子 si-flat。国内相关科技水平尚处初级阶段，只有燕山大学自主研发的“整辊镶块智能型冷轧带钢板形仪”在国内业界有所建树，成功应用于鞍钢 1250mm 冷轧机上，且效果良好。但是在服务、售后、维护方面还未形成规模与品牌，市场前景尚需开拓。板形仪功能不加赘述，下面对其测量原理进行对比。ABB 板形仪采用压磁原理，即通过板带对辊的压力导致传感器内磁场切割二次侧线圈从而产生电压来测量。BFI 板形仪采用压电原理，当有压力作用在其陶瓷应变片传感器上时，力信号被直接转变成电信号。Si-f
2、lat 板形仪采用涡流测振原理，它是通过测量带钢在某一空气作用力下沿宽度方向各区域的振幅，分析带钢沿宽度方向的张力分布，从而检测带钢的板型值。从其测量原理可以看出，板形仪可分为接触式与非接触式。目前，世界上多数生产线都采用接触式测量系统。接触式板形测量系统的优点：（1） 信号检测直接，信号处理比较容易保真；（2） 测量精度高，现在已经达到0.5I（实际产品有3.0I就可以满足高标准要求） 。接触式板形测量系统的缺点：（1） 造价高、配件昂贵，每套售价为非接触式的 35 倍以上；（2） 辊面磨损后必须重新打磨，否则会划伤板面，重磨后须进行技术要求很高的重新标定。非接触式板形仪测量系统的优点：（1
3、） 硬件结构相对简单而易于维护，因而其造价及配件要便宜得多；（2） 传感器为非传动件，安装方便；（3） 因为传感器不和板面接触而避免了划伤板面的可能。非接触式板形仪测量系统的缺点：（1） 板形信号为非直接信号，处理精度约为2.0I（仍然可以满足3.0I 的要求）；（2） 技术要求高，难度大，增加了软件编写、调试费用。ABB 与 BFI 同属接触式板形仪，核心部件都是板形测量辊。传感器方面，ABB 采用基于磁致弹性效应的压磁式传感器，BFI 则利用使用滑环装置的石英压电晶体。传感器检测到的信号经过放大处理后通过多通道转换器送到信号输出装置，信号输出装置将测量辊内的信号通过某种方式传送到测量辊外，
4、计算机接收到该信号并与位置传感器（位置传感器的作用是将各测量元件发出的信号标上序号，以便信号输出后能识别处理）送来的信号进行综合分析、处理，然后将处理后的信号分为两部分，一部分用于在线显示板形，另一部分用于板形闭环控制。由于外部因素以及带钢温度变化等不可忽略、不可消除的原因，接触式板形仪的测量数据都需要进行各种补偿。同时由于测量辊与带钢直接接触，测量辊容易发生随温度变化而导致的形变，影响测量效果，所以接触式板形仪还都配有冷却装置，一般以喷射乳化液的方式为测量辊降温，还可起到润滑作用，但是却又增加了相应成本。Si-flat 属于非接触式板形仪，它主要包含：一个用于产生真空的风机；从风机到压力平衡
5、罐的空气管道；速控调制器（偏心轮）；带有气孔和振幅测量传感器的传感器板；用于评估计算和传动控制的电气设备等。传感器是涡流传感器，用它来检测带钢沿宽度方向的振幅。传感器根据以往的经验，按照中间稀，两边密，左右对称的方式布置于风机前后两侧。还可以根据实际需要对传感器的位置做适当的调整，而不需要重新编写软件。传感器测量信号被转化成数字信号后，通过光纤传送到电气室。控制装置得到测量值幅值的分布后，计算出平均幅值。平均幅值的倒数和单个测量值幅值的倒数之差就是带钢张力分布的相对值。使用从测量或设定得到的单位带钢张力，可以把这些相对值转换为绝对的带钢张力差。测量值处理能根据几个测量值的设定算出一个运行平均值
6、，用于平均值计算的测量值的数量能被设定。也可以根据带钢速度改变平均值数量。经过整定的测量值可用于显示和对轧机的控制。接触式板形仪硬件测量精度高，故障率低，抗干扰能力强，但维护比较复杂，在对带钢表面进行检测时对带钢表面质量有一定的影响。非接触式的 Si-flat 板形仪可以进行传感器现场标定，且对带钢本身的影响小，对环境的适应能力强，显示效果好，但其硬件测量精度稍差，对软件处理能力的要求也较高。综合对比，主要由于测量原理的差别，同时受品牌研究深度等方面影响，ABB 板形仪的市场反映及用户经验汇报明显优于 BFI 板形仪。但是 ABB 板形仪最早应用于有色金属, 由于有色金属较软, 板形仪控制功能
7、可得到充分发挥。在冷轧带钢工艺中, 尽管从理论上讲，通过调节辊缝几乎可以修正任何类型的平直度误差, 但在实际轧制过程中由于轧制变形后的带钢有很高的硬度, 影响其横向压延的因素较多, 而 ABB 公司提供的系统软件横向压延理论不完善, 在控制修正量（弯辊、倾斜及冷却）的计算方法上亟需改进。这是多数使用了 ABB 板形仪的冷轧厂不能投入闭环控制的主要原因。且ABB 板形仪的一个重要部件励磁单元，它需要通过三个碳刷供电，而这三个碳刷在生产过程中极易出现问题，相关技术尚需改进。反观 si-flat 板形仪，是西门子根据市场要求，于 1998 年开始研发，于 1999 年进行试运行，于 2000 年投入
8、正式生产应用。在其解决了抗振干扰问题后，成功应用于连轧机生产。它的测量精度不如 ABB 板形仪，但是仍然保持在2.5I 范围以下并在近些年的发展中继续缩小了这一精度差。由于板形测量不需与带钢接触，避免了由于测量辊的磨损而对带钢造成的二次伤害，也避免了大部分干扰力对测量结果的影响。又由于其不同的测量原理，改变了 ABB 等传统板形仪在测量硬度大的冷轧钢板时不灵敏的尴尬境地。也同样由于其测量原理，导致 si-flat 板形仪的最优适用范围局限在0.16.0mm 带厚。同时，si-flat 板形仪校正简单与其数据处理难度高等特点同时并存。作为新兴技术，si-flat 板形仪更适合现代化冷连轧的生产需要，有着更广阔的发展前景。电气室 姜赫2013/3/24
