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                變頻器在滑輪式拉絲機的應用

                欄目: 線纜線材

                發表時間: 2017年11月6日

                一、引言

                金屬制品是冶金工業中的重要一環,但在我國該行業卻是一個薄弱環節,機械、電氣設備陳舊,阻礙了行業的發展。在金屬加工中,滑輪式拉絲機是常見的一種,廣泛應用于鋼絲,鋼纜,建筑構件,鍍鋅鐵絲,金屬網,制釘等拉絲現場。在以前通常都采用工頻實現,現在隨著工藝技術的進步和變頻器的大量普及,變頻控制開始大量使用,并可實現無級調速,相應的邏輯控制以及張力工字輪收卷等功能。
                采用變頻調速系統的直進式拉絲機技術先進、節能顯著,調速范圍在正常工作時為30:1,同時在5%的額定轉速時能提供超過1.5倍的額定轉矩。
                本文以杭州某生產鐵絲的滑輪式拉絲機現場為例,來說明變頻控制的應用過程和效果。

                二、工藝介紹和要求


                該設備主要對鐵絲進行牽伸拉拔,進線6.5mm,經過5道拉拔模具的作用,出線3.2mm,拉絲部分共有5個直徑550mm的轉鼓,相鄰轉鼓之間安裝有用于積放線的滑輪,可以解決前后兩級之間速度差造成的張力不穩定,達到每級之間的張力控制。收卷電機工字輪收卷,通過拉拔最后以及與收卷之間的張力擺臂調整收卷的速度,通過PID來調整由于卷徑變化引起的速度差,以達到張力收卷的效果。其主要要求如下:
                1.各臺速度通過電位器單獨可設
                2.各臺都可單獨啟動,也可系統總啟動
                3.系統具有總停止和緊急停機功能
                4.前面一臺停止后,后面臺位必須停止
                5.收卷能夠恒張力收卷
                6.加速和減速平穩,沒有大的波動

                三、系統方案

                1、系統配置方案
                主拉:采用E380系列通用型變頻器,具有輸出力矩大,性價比高等優點;
                收卷:采用V560系列高性能矢量變頻器,實現張力收卷功能;


                2、方案介紹
                拉拔部分直接通過模擬量電位器給定變頻器的頻率,通過機械本身的積放線功能進行調整,以達到張力保持的效果,收卷部分采用高性能矢量變頻器雙通道頻率作用,PID做微調來修正由于卷徑變化引起的速度變化,以到達張力控制。
                3、方案控制邏輯
                每一臺可以單獨啟動,停止,如果達到系統啟動停止位置時,第一臺先啟動,只有第一臺啟動后,才會啟動第二臺,第二臺啟動后,才會啟動第三臺,依次往后;系統停止,第一臺停止后,后面都停止,
                四、系統圖示及調試
                1、系統接線圖(部分圖示,如圖1)

                按系統接線圖接線,并重點檢查變頻器的電源接線部分,完成檢查后上電。
                拉拔部分按接線圖和所給定參數設置變頻器參數后,收卷部分如下
                2、調試參數
                拉拔變頻器參數設置(部分)
                F0.1=4 VC1模擬量給定頻率
                F0.4=1 控制方式為端子控制
                F0.5=2 三線控制方式
                F0.10=20 加速時間
                F0.11=20 減速時間
                F3.0=18 X1為三線控制模式
                F3.1=16 EMS自由停機控制
                F3.8=0 繼電器輸出為變頻器運行中
                F3.6=16 變頻器故障輸出

                收卷變頻器參數設置(部分)
                F0.1.16=13 頻率設置值為兩個通道設置值之和
                F0.1.19=0.15 通道2設定系數為15%
                F0.3.33=1 控制方式為端子設定
                F1.0.03=2.00 加速時間為2S
                F1.0.04=2.00 減速時間為2S
                F1.0.09=5.00 點動加速時間為5S
                F1.0.10=5.00 點動減速時間為5S
                F5.3.28=0007 頻率設定通道為最高優先級
                F7.0.00=2001 過程PID為啟動投入
                F7.0.08=60.0 PID設定值
                F7.0.10=1 PID反饋為AI2
                F7.0.17=0.55 過程PID的P值
                F7.0.18=20.00 過程PID的I值
                F7.0.21=0010 過程PID輸出雙極性
                F7.0.22=0.0 PID的靜態偏差為0
                3、調試步驟
                (1)電機參數自學習
                在按電機實際參數設置【F2.0.00】~【F2.0.04】后,設置【F2.2.53】=1啟動靜態自學習;
                (2)電機參數學習完成后,按以上調試參數設置參數;
                在以上調試工作準備完成之后進入調試
                (3)調整氣缸擺桿傳感器的最大值和最小值。范圍越大,調整的精度就越高,調整的效果越好。通過D1.0.04來監控調整,在調整完成之后,分別修改對應AI2對應最小值【F4.0.02】和最大值【F4.0.03】
                (4)氣缸擺桿校正完成之后,在沒有穿線之前,分別對從第一臺到最后一臺的點動,查看每一臺的剎車裝置和皮帶輪是否裝好;
                (5)調試過程最重要是調試PID限幅比例和PID的P值和I值。I值調試的經驗是I值大于收卷加減速時間,小于拉拔加減速時間。根據空盤和滿盤的卷徑來計算PID的限幅值

                五、小結

                在本方案中,收卷部分采用高性能矢量變頻器V560的驅動,拉拔部分E380通用型高性價比變頻器,在系統參數優化后,啟動停止非常平滑,穩定運行并大大減少了斷線率。相比工頻驅動系統,效率和節電率也大大提高。而且本系統中電氣器件配置簡練,邏輯清楚,便于故障檢查,完全滿足新型滑輪式拉絲機的工藝要求,得到了客戶的好評。


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