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變頻器在拉絲機械上的應用

發布時間:2019-08-02 16:22:05來源:

1、 引言
    對于大部分使用拉絲機的國內金屬加工企業來說,國產拉絲機械產品已經能夠被接受替代國外高
端的產品,拉絲機械主要配套國外變頻器,主要原因有兩個,一是國產變頻器技術在一段時間內落后
于國外變頻器廠家,無論從控制算法的先進性,可實現性,還是從硬件平臺的簡易性,穩定性都有一
定的差距。二是對于大部分國外拉絲機械設備生產商來說,也傾向于配套國外變頻器和PLC。國產變
頻行業經過5年的發展,已經證明絕大部分性能已經滿足現場需要。針對拉絲機械配套市場,變頻器
配置先進快速的PID控制算法,針對各種不同的拉絲機械,均能夠實現較為簡潔方便的拉絲機控制方
式。

  1. 拉絲機工作分析

    從產品終端來說,拉絲機可以分為大拉機,中拉機,小拉機,微拉機。而從拉絲機內部控制方式
和結構來說,可以分為水箱式,滑輪式,直進式等主要的幾種。對于不同要求,不同精度規則的產品
,不同的金屬物料,可選擇不同規格的拉絲機械。對電線電纜生產企業,雙變頻控制的細拉機應用比
較廣泛,相對而言,其要求的控制性能也較低,而對大部分鋼絲生產企業,針對材料特性,其精度要
求和拉拔穩定度高,因此使用直進式拉絲機較多,不同的拉絲機械,其工作過程基本相同。

      1. 放線: 金屬絲的放線速度,對于整個拉絲機環節來說,其控制沒有過高精度
        要求,對部分雙變頻控制的拉絲機械,甚至可以通過拉絲環節的絲線張力通
        過一圓盤拉伸。對大部分拉絲機械,放線的控制是通過變頻器驅動放線機實
        現的。
      2. 拉絲: 拉絲環節是拉絲機比較為重要的環節。不同金屬物料,不同的產品精度
        和要求,拉絲環節有很大的不同,雙變頻控制拉絲機拉絲部分與放線部分共
        用一臺電機,金屬絲通過內部塔輪的導引,經過模具而逐步拉伸。而直進式
        拉絲機拉伸效率較高,對每一道拉絲工序,都需要一臺電機帶動,因此其控
        制也比較為復雜。
         
      3. 收線: 收線環節的工作速度決定了整個拉絲機械的生產效率,因此也是整個
        拉絲機工作的控制源,一般通過一個主機PLC或人機操控系統直接控制的變頻
        器驅動收線機。

3、拉絲機械工作原理分析

雙變頻式拉絲機的控制流程:主控操作面板設定PLC輸出收線信號,此信號通過PLC頻率修正后給定至收線控制1#變頻器,金屬制成品于收線端通過一安裝有張力傳感器的導輪,輸出金屬絲張力信號,作為拉絲收線張力信號反饋輸入到1#變頻器,1#變頻器通過內置PID閉環控制,決定輸出頻率,此輸出頻率通過主控系統或者PLC綜合,輸出對2#拉絲環節控制電機的控制,由于對產品精度和拉拔要求不高,金屬絲在通過不同模具時的速度差異通過機械機構實現,而不必要對每道拉拔都實現閉環控制。

使用變頻器的典型直進式系統控制,操作面板和PLC負責設定和監控各個環節的參數,通過
變頻器的各個設定端子,直接進行各個拉絲卷筒控制變頻器狀態共享。收線卷筒電機的運行頻率通過
主操控PLC輸出給定。收線電機的運行頻率,直接決定了上一級(5#)電機的運行速度,為了保證張力基本恒定以保證金屬產品的品質,拉絲環節(1-5#)電機的主控速度通過PLC綜合下一級電機的頻率給定,單獨主頻率給定信號滿足不了產品生產要求,容易造成斷線故障,因為在直進式各個拉絲道中,拉絲的效率較高,各個卷筒間絲線張力很不一致,致使各個拉絲卷筒間絲線半徑精度不高,為達到生產要求,一般以本級電機張力傳感信號為頻率設定輔助信號反饋,通過調節輥輸出的是角度信號,角度信號經過凸輪變成直線式位移信號,位移傳感器檢測直線位移信號輸出0~10 V的電壓信號,此信號做為內部PID的反饋信號。
    主控制信號控制變頻器時,必須考慮機械慣性,按一定的斜率輸出,即通過一頻率斜坡發生器產
生變頻器主控制信號。發生器的斜率可針對不同機械的特性而設定。輔助信號由內置PID環節輸出,
它決定了當前拉絲機的動態特性,在整個信號給定中,當輔助信號所占比例較大時,轉速將出現大的

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變頻器在拉絲機械上的應用

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