-
-
手机阅读
正弦SINE309系列变频器在直进式拉丝机上的应用 |
| 引言 拉丝机是金属线材生产的重要设备，主要是将金属线材拉拔成各种规格的细丝。从产品规格上可分为：大拉机、中拉机、小拉机以及细微拉。从机械结构上可分为：滑轮式、活套式、水箱式和直进式。在电线电缆行业，双变频细微拉应用十分广泛。相对而言，其要求的控制性能也较低，而对大部分钢丝生产企业，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，因此使用直进式拉丝机较多。特别是焊材生产企业，气体保护焊丝、埋弧焊丝、铝焊丝、氩弧杆俊⒉恍飧趾杆俊⒏咔慷群杆恳约白钕冉囊┬竞杆浚涠岳炕牡缙刂埔蠛芨摺１淦灯髯魑饕牡缙刂撇糠郑男阅埽乇鹗钦帕刂频木戎苯佑跋斓讲返闹柿亢筒俊?/p> 深圳正弦电气作为一家专业的变频器制造商，所生产的拉丝机专用变频器，以其卓越的性能赢得了电线电缆企业和焊丝生产企业的认可和好评。 直进式拉丝机实物  一、拉丝机工作原理 直进式拉丝机是有多个拉拔头组成的小型的连续生产设备，通过逐级拉拔，可以一次性地把钢丝冷拉到所需的规格，所以工作效率比较高。但是，由于通过每一级的拉拔后，钢丝的线径发生了变化，所以每个拉拔头工作线速度也应有变化。 根据拉模配置的不同，各个拉拔头的拉拔速度也要变化。拉拔速度的基准是每个时刻通过拉模的钢丝的秒流量体积不变，即使以下公式成立； πR2×V1= πr2×V2 直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的公式，保证各个拉拔头同步运行。但是，以上的说明是基于理想状态的稳态工作过程，由于机械传动的误差以及机械传动的间隙，还有在起动、加速、减速、停止等动态的工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，所以，我们在直进式拉丝机上采用了位移传感器（如图1所示），动态测量各个拉拔头间的钢丝的张力，再把张力转换成标准信号（0/4～20mA或0～10V），用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID过程控制，在主速度上叠加上PID计算的调整量，保持各个张力检测点的张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作在同步恒张力的工作状态。 二、系统介绍 该套设备的作用是对药芯焊丝的二次精拉。药芯焊丝是用钢带卷曲为空心的钢丝，卷曲的过程中，将特制的药粉填充空心处，经过拉拔后形成2.80mm左右的一次成品。再经过二次拉拔形成1.20mm左右的成品（依需求而定）。我们调试的时候模具的配 模具配比表  根据客户要求，我们设计了11联直进式拉丝机，该系统采用深圳正弦电气新一代产品——完全电流矢量张力控制专用变频器SINE309和拉丝机拉丝专用变频器SINE311，系统配置如下图1所示，人机界面+PLC+正弦变频器。 直进式拉丝机工作原理图  1、 人机界面： 良好的人机接口，使操作简洁方便，各种参数一目了然。我们在界面上设计了多种功能功能——系统启动、停车、跳卷、线速度设定、收卷点动、断线保护有效、防护罩有效等，方便操作人员对设备进行操作和监控。 2、 PLC： PLC在整个系统中起着重要的作用——①得到人机的启动信号后，PLC输出使变频器RUN与COM端子闭合，变频器运行。②根据触摸屏上设定的线速度，PLC的D/A模块输出0～10V的主速度信号，并按照30秒的加减速线性变化，如下图所示 PLC模拟量信号线性变化关系  ③低速穿线时，需要前联动、正转点动、反转点动和后联动。 3、 变频器 如图1所示，机台上有11个塔轮，其中1#～10#采用正弦SINE309拉丝机张力控制专用变频器，分别对应位移传感器。位移传感器反馈给变频器4～20mA的电流信号，变频器以此保证线材的恒张力。11#采用正弦SINE311拉丝机拉丝专用变频器，没有张力机构。12#同样采用正弦SINE309变频器控制收线轮，与1#～10#不同的是，收线工字轮的卷径在不断的变化，而且还要保持线材恒张力，以免张力过大断线或太松乱线。 三、正弦变频器特点 ● 正弦变频器采用磁场定向电流闭环矢量控制，电机变量完全解耦。 SINE309系列拉丝机张力控制专用变频器 1、型拉丝机收卷专用变频器, 不用设定变频器参数，出厂值即最佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作； SINE311系列拉丝机拉丝专用变频器 1、傻瓜型拉丝机拉丝专用变频器, 不用设定变频器参数，出厂值即最佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作。低速穿模、高速拉丝相互独立； 四、安装调试  （一）、1#～10#SINE309参数设置  说明： 1、 F0.02=2 无PG矢量控制0——无PG开环矢量控制 电动机的转速信息只是实时估算，而不进行反馈控制，电流全程实时闭环控制，，0.50Hz输出达150%的额定力矩，自动跟踪负载的变化并自动限定输出电流，使其不超过允许的最大电流值。即使负载突变、快速加减速，变频器也不发生故障，实现通用变频器配置的高性能、高可靠性。 2、F0.08=002 过程PID输入方式——PID调节器有效 3、F7.08=10 PID调节器输出+前馈输出 即K1＊VS+K2＊UPID 。其中K1为F7.12前馈输入增益GFK，K2为F7.13 PID输出增益，VS为主速度信号，由PLC的D/A模块提供，UPID 为PID的调节信号。此方式特别适合张力闭环PID控制，取消外部PID控制器。K1随收线卷卷径自动调节，直至收放设备的最佳实时传动比。 4、FB.00=10 0～前馈增益上限 如上所说，K1随收线卷卷径自动调节，直至收放设备的最佳实时传动比。达到最佳状态时K1的值确定后，可以将此参数十位改为0前馈增益不变化。 二）、调试 1、变送器模式：位移传感器感应面接近金属时，反馈的模拟量信号就越弱，反之便越强。调试时，要根据凸轮曲面与传感器感应面的变化规律，选择变送器模式。 2、由于机台比较大，所有11台11KW电机等都与机台直接接触，高速生产过程中，难免有震动。再加上生产过程中由于线材原因难免断线，汽缸摆臂的碰撞可能会使凸轮松动或传感器位置偏移，除了安装时将其紧固外，过一段时间要检查一下传感器反馈给变频器的信号是否在0～10V内，最好不要存在死区或死去范围不能太大。否则直接影响变频器对线材张力做出正确判断。具体方法如下：  将凸轮和传感器紧固后，用手均匀推动汽缸摆臂，使其在上下限位置平滑移动，观察SINE309变频器监视功能代码C25——PID运算反馈，看其是否在0.000～10.000内成线性变化，不能有跳跃或死区。 3、张力机的调试 所谓张力机就是成品收卷部分，由于客户以前的老设备都采用的是力矩电机、直流电机或磁粉离合器收卷，习惯上把这部分叫做张力机。客户曾经试过采用变频收卷，但效果都不很满意。当得知我们采用变频收线时，客户还有些担心，但调试结果使客户使客户很满意。 12#收卷变频器同样采用正弦SINE309变频器，唯一不同的是，1#～10#变频器塔轮上的卷径没有变化，而12#则所生产的进行，工字轮卷径不断增大。SINE309变频器通过实时卷径自动计算，调节转速，保持线速度一定。PID自动调节使张力轮始终处在中间位置，保持恒张力。 张力机构采用张力轮的形式，如图所示  4、PID闭环控制的参数调整 设定变频器的过程PID闭环控制方式有效，通过反馈信号观测系统的输出，根据输出波形调整PID控制器的参数，一般采用如下的规律调节： 实际调节时，可按如下步骤调整PID参数： 抑制输出超调：缩短微分时间常数Td，延长积分时间常数Ti。如图所示。  抑制输出周期振荡：减小微分时间常数Td或使其为0，减小比例增益P。如图所示  五、总结 山东某厂从06年至今已经先后使用正弦变频器配套3套6联滑轮式、9套8联直进式拉丝机和1套11联直进式拉丝机，使用一年多，生产效率大幅提高，且故障率低，维护方便，客户非常满意。 |