淺析變頻器在金屬拉絲機(jī)上的應(yīng)用系統(tǒng)方案

一、系統(tǒng)方案介紹

雙變頻拉絲機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種線材逐級(jí)拉伸并將成品快速收卷，一般常用于0.1mm以上線材的加工。金屬線材經(jīng)過放線槊進(jìn)入拉伸箱內(nèi)，經(jīng)過各級(jí)模具而逐步拉伸，以達(dá)到所要求規(guī)格的線材，然后通過排線導(dǎo)輪電機(jī)均勻地將成品金屬絲纏繞在工字輪上。

二、工藝介紹

1、工藝流程圖

2、工藝說明

·放線：拉絲機(jī)線材的放線過程，對(duì)于整個(gè)拉絲機(jī)環(huán)節(jié)來說，其控制沒有過高精度要求，雙變頻控制的拉絲機(jī)械，利用拉絲環(huán)節(jié)的絲線張力通圓盤拉伸，也就是通過后道工序拉絲的張力自動(dòng)放線。

·拉絲：不同金屬物料，不同的產(chǎn)品精度和要求，拉絲環(huán)節(jié)有很大的不同，拉絲部分由一臺(tái)主電機(jī)控制（稱為主機(jī)），金屬線材通過內(nèi)部塔輪的導(dǎo)引，經(jīng)過各級(jí)模具而逐步拉伸，以達(dá)到所要求規(guī)格的線材。同時(shí)在拉絲時(shí)。開啟冷卻液對(duì)模具冷卻。

·收卷：收卷為雙變頻拉絲機(jī)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對(duì)拉絲機(jī)的性能起決定性的影響，也是考驗(yàn)拉絲機(jī)電氣系統(tǒng)性能的重要依據(jù)。收卷由一收卷電機(jī)帶動(dòng)收卷盤進(jìn)行收卷，線材由拉絲部分出來經(jīng)過張力擺桿，張力擺桿的作用是反饋當(dāng)前的張力信號(hào)給從機(jī)，從機(jī)根據(jù)反饋信號(hào)的偏差調(diào)節(jié)輸出頻率，以此來保證在收卷過程中恒定的張力。線材通過張力擺桿上升到一個(gè)導(dǎo)輪，然后被牽引到一個(gè)排線機(jī)的導(dǎo)輪，排線機(jī)由單獨(dú)小型電機(jī)驅(qū)動(dòng)作往返運(yùn)動(dòng)，功能是把線材勻稱的排在收卷盤上，收卷電機(jī)帶動(dòng)收卷盤旋轉(zhuǎn)，把由排線機(jī)引導(dǎo)的線材自動(dòng)的卷繞到收卷盤上。到此完成整個(gè)收卷過程。當(dāng)收卷出現(xiàn)異常斷線時(shí)，系統(tǒng)需自動(dòng)停機(jī)并打開抱閘使收卷盤快速停車。

三、變頻器在拉絲機(jī)應(yīng)用上的優(yōu)點(diǎn)

1、收卷部分?jǐn)[桿控制優(yōu)良。擺桿反應(yīng)了拉伸部分和收卷部分同步運(yùn)行的一致性和保持線上張力大小的穩(wěn)定性。一般當(dāng)收卷速度快于拉伸速度擺桿會(huì)上翹，反之?dāng)[桿會(huì)下垂。由于變頻器內(nèi)置先進(jìn)的PID運(yùn)算，同時(shí)具有2組PID參數(shù)，PID參數(shù)可以選擇單參數(shù)組，也可以選擇根據(jù)運(yùn)行頻率用兩組參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)?？梢越鉀Q因?yàn)槭站肀P卷徑變化而導(dǎo)致擺桿振蕩情況。并發(fā)揮了變頻器轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，穩(wěn)速精度高的優(yōu)點(diǎn)，保證了啟動(dòng)時(shí)無論擺桿當(dāng)前位置，可一次達(dá)到平衡位置無振蕩，運(yùn)行時(shí)無論當(dāng)前速度大小，擺桿均穩(wěn)定無振蕩。

2、點(diǎn)動(dòng)穿模時(shí)操作流暢。實(shí)現(xiàn)整機(jī)啟動(dòng)前，必須通過手工將原材料前端打磨并逐級(jí)通過模具。由于穿模時(shí)需要頻繁點(diǎn)動(dòng)，所以拉伸電機(jī)處于靜止、加速、低速運(yùn)行、減速、靜止等狀態(tài)下反復(fù)切換。我們變頻器在啟動(dòng)和低速運(yùn)行時(shí)力矩大且運(yùn)行速度穩(wěn)定，而且在減速停機(jī)時(shí)電機(jī)沒有反轉(zhuǎn)。卷徑自動(dòng)計(jì)算功能。雙變頻拉絲機(jī)設(shè)備可選擇根據(jù)線速度計(jì)算的方式。而對(duì)于材料厚度固定，卷徑遞增速率穩(wěn)定的材料，也可以選擇通過材料厚度計(jì)算。通過卷徑的變化調(diào)整前饋值，使整個(gè)收卷過程獲得準(zhǔn)確的預(yù)調(diào)整，從而保證拉絲機(jī)整個(gè)收線過程的穩(wěn)定。

3、多組繼電器輸出。拉絲主機(jī)變頻器繼電器（ FB.FC）為斷線故障報(bào)警輸出，繼電器（KA，KB）為系統(tǒng)減速停車時(shí)低頻抱閘輸出，實(shí)現(xiàn)卷取電機(jī)低速制動(dòng)。卷取電機(jī)變頻器繼電器（ FB，F(xiàn)C）為斷線故障報(bào)警輸出，繼電器（KA，KB）為排線電機(jī)啟?；芈?。使控制線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，保證因發(fā)生異常導(dǎo)致的停車的運(yùn)行系統(tǒng)的安全性殛延續(xù)性。

四、變頻器接線圖如下所示：

五、總結(jié)

本系統(tǒng)主機(jī)采用開環(huán)矢量速度控制并將主機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度通過AO模擬端子輸出給收卷變頻器的AI端子作為收卷部分的主速度給定。通過位置擺桿的反饋進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，將PID調(diào)節(jié)的結(jié)果作為收卷部分的輔助速度給定。實(shí)現(xiàn)拉伸級(jí)的無級(jí)調(diào)速與卷取的恒張力控制。在優(yōu)化參數(shù)數(shù)值之后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)最高線速度非常穩(wěn)定。該系統(tǒng)解決了以往采用PLC或者工控機(jī)控制帶來的成本高昂、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)難度大、維修成本高、系統(tǒng)控制響應(yīng)差等問題。