利用磁致伸缩位移传感器实现精准辊缝控制

金属加工属于工况极为严苛的工业领域，生产过程中需要通过大量热能对金属进行熔化、浇铸，才能完成后续轧制与成型加工。意大利达涅利（Danieli）公司是金属加工领域的国际化龙头企业，其生产的冶金设备遍布全球。在面向金属行业的全系列设备与系统中，轧机是核心产品之一，金属坯料在轧机内经过多道次轧制，被加工为指定厚度的平整板材/带材。达涅利公司工程总监斯特凡诺·马蒂尼斯先生，详细解读了轧机的工作原理、Temposonics磁致伸缩位移传感器在其中的核心作用，以及该传感器如何助力优化金属生产流程。

达涅利是金属行业全流程解决方案供应商，业务覆盖从原材料处理到成品加工的全产业链，其推出的各类方案，助力全球金属生产企业将原材料高效加工为合格成品。金属生产的核心工序之一是（热轧/冷轧）轧制，金属坯料会在轧机中经过多次辊压，最终达到目标厚度。马蒂尼斯先生表示：“轧制工序是生产流程中的关键环节，直接决定金属带材的几何尺寸精度。我们的AGC自动厚度控制油缸是轧机核心技术部件，其核心功能是控制辊缝大小，而辊缝直接决定轧制材料的最终厚度，因此高精度、高可靠性的位置测量是该环节的核心前提。”

他补充道：“最初，我们在轧机主油缸上配置2台或4台增量式位移传感器，用于辊缝控制。这类位置检测方案虽有一定优势，但也存在明显缺陷，例如测量前必须执行回零找参考点的操作。因此我们开始寻求替代方案，重点关注绝对式位置测量技术，以此完成设备升级，提升轧机运行可靠性。”

达涅利最终选择了Temposonics及其专利磁致伸缩技术，Temposonics提供的绝对式磁致伸缩位移传感器方案，在高温、强振动的严苛轧钢工况下，测量性能远优于增量式传感器。除此之外，Temposonics R系列磁致伸缩位移传感器将电子单元与信号输出模块集成在传感器本体中，在轧机上的安装部署十分便捷。马蒂尼斯解释：“对我们而言，传感器除了支持PROFINET、EtherCAT总线外，还需具备SSI接口，可直接接入我们的HiPAC自动化控制系统，便于我们和终端用户采集设备运行状态的各类数据。”

轧机机架的工业4.0应用

达涅利通过旗下自动化子品牌Danieli Automation – Digi&Met，设立了专注工业4.0全维度技术研发的专项部门。该部门是达涅利各业务板块的核心支撑，通过全流程数据采集，优化企业内部生产流程，同时迭代升级产品性能。Temposonics R系列V®磁致伸缩位移传感器，是该数据采集体系的核心部件。

“我们将轧机机架的其他运行数据，与传感器输出的位置信号、设备状态信息在自动化系统中融合分析，可实现AGC油缸的状态监测，并基于数据推导制定预测性维护周期。这套方案可帮助用户避免非计划停机、降低生产成本，最终提升设备可靠性与生产效率。”

上述功能之所以至关重要，核心原因是轧机需在极端严苛的工况下持续不间断运行，配套的位置传感器同样需要满足全天候稳定工作的要求。R系列V传感器必须输出精准、高质量的位置信号，支撑油缸的精准运动，实现辊缝连续、精确的测量。

马蒂尼斯介绍：“根据轧机机架规格不同，我们会集成2台或4台Temposonics位置传感器，同步输出位置信号与油缸内部运行状态信息。搭配传感器丰富的接口类型，我们可以为客户提供无妥协、满足定制化需求的轧机解决方案。”他还提到：“从增量式传感器切换为绝对式传感器时，部分客户曾对此调整感到意外，但在亲眼见证该方案对生产流程的优化效果后，客户均认可其相比增量式系统的全面升级。”

携手共进的战略合作双方

达涅利与Temposonics已在多个项目中展开数十年深度合作，双方彼此熟悉、相互认可。Temposonics针对严苛工况研发新型磁致伸缩位移传感器或新增接口类型时，会在产品测试阶段与达涅利紧密协作，完成Beta测试与工况验证。

马蒂尼斯表示：“数年前，我们与Temposonics共同解决轧机机架的线性化校正难题，凭借双方的技术积累与开放协作的理念，问题得到了快速解决。”

这种合作是双向共赢的：达涅利在设计全新轧机时，会选用Temposonics磁致伸缩位移传感器完成精度调试与故障排查，验证轧机运行精度。“单座钢铁厂内会部署50~100台位移传感器，覆盖我们全系列冶金产线设备，可想而知，这些集成传感器的稳定运行、与工厂自动化系统的可靠对接至关重要。因此我们与Temposonics联合开展的故障排查测试，为我们向客户交付高可靠性冶金生产方案提供了充足信心。”

双方近期合作完成了轧机EtherCAT总线接口的落地应用。马蒂尼斯评价：“这对我们而言是重要且极具前瞻性的一步，也推动了行业市场的理念革新。EtherCAT接口在我们的自动化系统中承担核心作用，我们与Temposonics携手将该技术集成至AGC油缸中。我们敢于推进这项升级的核心原因，是坚信Temposonics是值得信赖的创新合作伙伴，能够与我们共同探索技术新方向。”

他最后总结：“回顾过往，双方的合作关系逐年深化；展望未来，我们将在后续项目中继续保持这种紧密的战略合作。”

核心应用与技术亮点：

1. 核心应用场景
   用于达涅利冷热轧机AGC自动厚度控制油缸，实现辊缝高精度闭环控制，直接决定金属带材的厚度与几何精度，覆盖全球钢铁、有色金属轧制产线。
2. 替换增量式传感器的核心原因
3. 增量式需回零找参考点，开机/断电后无法直接定位，影响生产效率；
4. 绝对式传感器开机即输出绝对位置，无回零流程，适配轧机连续生产；
5. 磁致伸缩绝对式传感器在轧机高温、强振动、多粉尘工况下稳定性远超增量式。
6. Temposonics传感器核心优势
7. 集成化设计，电子单元+输出接口一体化，安装便捷；
8. 支持SSI、PROFINET、EtherCAT多接口，直连达涅利HiPAC自动化系统；
9. 适配轧机严苛环境，抗振、抗高温、抗干扰能力突出；
10. 可输出位置信号+设备状态数据，支撑工业4.0数据采集。
11. 工业4.0与预测性维护价值
    传感器数据与轧机运行数据融合，实现AGC油缸状态监测，推导预测性维护周期，杜绝非计划停机，降低运维成本，提升产线OEE（设备综合效率）。
12. 双方合作价值
13. 数十年深度绑定，达涅利参与Temposonics新品工况测试、技术迭代；
14. Temposonics为达涅利提供定制化接口（EtherCAT）、线性化校正等专属技术支持；
15. 单厂大批量传感器部署，稳定对接工厂自动化，保障冶金产线整体可靠性。