近20年來，鋼鐵行業的冷軋機組建設朝著兩個方向發展。一是機組大型化、生產連續化、控制系統高端化、信息傳輸網絡化，同時伴隨五/六機架連續冷軋機組和酸洗聯合生產線的不斷投產；與此對應的是，單機架冷軋機由于生產規模小、設備一次性投資少、生產組織靈活、品種規格變換快且批量小，正所謂船小好掉頭，企業能夠靈敏應對市場需求，快速響應調整生產。

單機架冷軋機電控系統升級改造為原本普通的單機架冷軋機電控系統添加了些許亮色，優勢凸顯，主要表現在：升級改造投資最小化；改善帶鋼表面質量以及板形；減少帶鋼厚度超差長度；提高產量；減少穿帶事故；提高軋輥壽命。

化繁為簡，生產效率大幅提高

舊系統的操作生產過程完全依賴于操作工的輸入設定和現場調節，故障的判斷也取決于經驗，操作工勞動強度較大并且效果不佳。改造后的系統提供了模型計算的準確設定值，故障原因清晰明了，現場調節也被實時模型計算前饋補償取代，極大地減輕了操作強度并提高了故障診斷效率。

改造前，需要1調整入口張力和出口張力；改造后，系統自動補償動態調節補償,無需人工干預 。

改善產品質量

板形

在軋制過程中，隨著軋制速度的不同，輥縫中的摩擦會有顯著變化。對應系統解決方案如果不能及時應對，會對板形造成較明顯的影響（波皺、邊浪、中間浪等）。該問題的解決得益于在線各種前饋補償系數的計算和應用連續的自學習優化結果，且系統提供了良好的板形改善條件。

改造前，人工干預滯后，升速和降速過程會造成上百米的邊浪以及中部波皺；改造后，無需人工干預，升速和降速過程板形一致。改造前后結果對比見圖。

圖1 自動化系統升級改造前后板形改善情況

改善厚控精度

在調試過程中發現測厚儀系統自身的噪聲等級很高。機組處于停車狀態下測厚儀的測量值記錄（在帶鋼靜止狀態下的一個點的測量值曲線）顯示標準差達到0.781μm。

此外，該類型軋機普遍存在動態精度低的缺點，改造之后得益于精確的模型預設值和前饋補償，動態精度大為改善，基本達到和靜態類似的精度（標準偏差1.4μm，其中包含了0.7μm的測量噪聲）。

圖2 自動化系統升級改造前后厚度精度改善情況

提高成材率

改造前，目標軋制厚度為0.3mm時，超差長度約為40m，并且厚差超調很大，進入精度范圍時間較長(紅色GAUGE1厚差曲線)。升級改造之后，目標軋制厚度為0.36mm時，超差長度約為13m，相對于改造前，超差長度減少67.5%，進入厚差后基本沒有超調，快速穩定。改造后超差長度基本位于10-15m之間，成材率顯著提高。

圖3 自動化系統升級改造前后成材率變化情況

保護軋輥，大幅降低輥耗，顯著降低運營成本

軋制過程中輥縫里的帶鋼處于塑性變形過程，變形產生的熱量以及帶鋼與軋輥之間高速摩擦產生的熱量使輥縫變形區的溫度很高。改造之前，軋制過程中一旦發生斷帶時，高溫使得殘破帶鋼總是粘連在軋輥上，損傷工作輥、中間輥甚至支撐輥的表面，輥耗巨大。此外，軋制過程中操作員不合理的人工干預和調整，導致換輥頻率高，軋輥磨削次數多、輥耗高。

圖4 改造前軋制過程中發生斷帶對軋輥的損壞情況

升級改造后，由于加入了先進的彎輥力-軋制力聯合調節的控制策略并得益于控制系統的快速響應能力，軋制過程中發生斷帶時輥縫快速打開、同時對工作輥和中間輥有相應的快速調節，實現了對軋輥的有效保護，避免了對工作輥、中間輥以及支撐輥造成的損傷；同時，由于數學模型給出精準的計算，下發到輥系的設定值安全合理，能夠減少輥系的損耗，降低斷帶發生的幾率，從而大幅度延長了軋輥的使用壽命。