现场仪表

AC62-L系列变频器在直进式拉丝机上的应用

ainet.cn   2008年09月10日
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、氩弧焊丝、不锈钢焊丝、高强度焊丝以及最先进的药芯焊丝,其对拉丝机的电气控制要求很高。变频器作为主要的电气控制部分,特别是张力控制的精度直接影响到产品的质量和产量。 深圳市伟创电气作为一家专业的变频器制造商,所生产的恒张力AC62-L型专用变频器,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。

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。 直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的原则,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张力传感器,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(0~10V),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 (以11台直进式拉丝机组为例)

该套设备的作用是对线材的二次细拉。过程中,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)。模具的配比如表1。

进线
1#模
2#模
3#模
4#模
5#模
6#模
7#模
8#模
9#模
10#模
11#模
2.80
2.70
2.50
2.30
2.10
1.90
1.72
1.58
1.48
1.38
1.28
1.18
根据客户要求,该系统为11联直进式拉丝机,该系统采用深圳伟创电气张力控制专用变频器AC62-L系列,系统配置如下图1所示,PLC+11台专用型变频器。前馈通道由主机PLC给定,PLC作为主机与从机变频器作485通讯,(由主机发送广播指令)即前馈频率由485通讯给定。省却了价格高昂的DA模块。

该系统设计有功能全面——系统启动、停车、跳卷、线速度设定、收卷点动、断线保护有效、等,极大的方便了操作人员对设备进行熟练的操作和监控。 PLC在整个系统中起着重要的作用。
①得到启动信号后,PLC输出使变频器RUN与COM端子闭合,变频器运行。
②根据按纽或主电位器由PLC485通讯端口发出主速度信号,并按照30秒
③低速穿线时,需要前联动、正转点动、反转点动和后联动。前联动:我们以放线工字轮为最前,假如我们在4#塔轮处脚踏前联动开关,应该是1#~4#机联动,即PLC使1#~4#变频器同时走点动频率,以此类推。正转点动:当某台塔轮上线材松动时,需要单独点动该台,其他塔轮不动作。反转点动:极少用到可以不设计。后联动:仍以放线工字轮为参照——最前,假如我们在4#塔轮处脚踏后联动开关,应该是4#~11#机联动。

3、变频器如图1所示,机台上有11个塔轮,其中1#~10#采用伟创电气拉丝机张力控制专用变频器,分别对应张力传感器。张力传感器反馈给变频器一个0—10V信号,变频器以此保证线材的恒张力。10#采用拉丝机专用变频器,没有张力机构。11#同样采用拉丝机张力控制专用变频器控制收线轮,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。也就是要求变频器有很好的张力控制能力。
三、AC62-L系列变频器特点
1、只需要按说明书正确接线,就可以开机正常工作;
2、所有动态参数:卷径、传动比、线径,空盘、半盘、满盘,低速、中速、高速,张力、断线全部由变频器内部自动处理;
3、不需要PID板,只需要外接操作开关、少量中间继电器、指示灯和显示仪表;
4、系统更简洁、成本更低、维护更方便,同时,控制效果更佳,设备运行更稳定;
5、张力杆(位移传感器)在下限位、中间位或上限位,都可开机运行。自动跟踪拉丝线速度,张力平衡杆或位移传感器基本维持在中点位置;
6、变频器与电机同功率配匹使用,不需要放大变频器的容量;
7、适用于双变频、多变频拉丝或收卷的张力控制应用场合,更换拉丝模具或机台数时不需要调整任何参数。 参数设置:
(一)、1#~10#变频器参数设置
功能代码
功能名称
设定值
E-01
运行命令给定通道选择
1
E-02
频率给定中通道选择
8
E-03
前馈通道选择
3
E-04
拉丝收线机机类型
0
E-09
最大频率
根据最大线速度设定
E-10
上限频率
根据最大线速度设定
E-18
低频转矩提升
8.0~15.0
E-25
点动频率
5.00
E-26
点动加速时间
20.0
E-27
点动减速时间
20.0
E-30
启动选择
0
E-34
停机方式
1
F-01
端子输入信号X1
1:正转点动
F-02
端子输入信号X2
2:反转点动
F-03
端子输入信号X3
3:自由停车
F-04
端子输入信号X4
4:故障复位
F-30
继电器输出端子
1
F-31
开路集电极输出Y1
4
F-32
开路集电极输出Y2
16
F-34
输出频率水平检测
2.00
F-41
VS1端子输入电压下限
根据摆杆下限位置设定
F-42
VS1端子输入电压上限
根据摆杆上限位置设定
F-57
输入上限对应设定频率
根据最大线速度
H-12
PID控制器给定信号源
1
H-13
PID键盘数字设定
50%
H-14
PID控制器反馈信号源
0
H-17
收卷比例增益
2.0
H-21
卷径系数K1最大值
300.0%
H-22
PID调节1区K1增量
2.0
H-23
PID调节2区K1增量
60.0
H-24
PID调节3区K1增量
200.0
H-25
PID调节4区K1增量
500.0
H-26
收卷控制选择
0000H
H-27
空盘复位K1值
100%
H-29
启动平滑时间
0
H-33
断线反馈检测报警选择
0


(二)11#变频器(收线轮)参数设置
功能代码
功能名称
设定值
E-01
运行命令给定通道选择
1
E-02
频率给定中通道选择
8
E-03
前馈通道选择
3
E-04
拉丝收线机机类型
2
E-09
最大频率
与主机对应
E-10
上限频率
与主机对应
E-30
启动选择
3
E-34
停机方式
3
F-30
继电器输出端子
1
F-31
开路集电极输出Y1
4
F-32
开路集电极输出Y2
16
F-34
输出频率水平FDT(排线机动作频率)
2.00
F-41
VS1端子输入电压下限
根据摆杆下限位置设定
F-42
VS1端子输入电压上限
根据摆杆上限位置设定
F-57
输入上限对应设定频率
根据主机最大频率设定
H-12
PID控制器给定信号源
1
H-13
PID键盘数字设定
50%
H-14
PID控制器反馈信号源
0
H-17
收卷比例增益
3.0~5.0范围内调整
H-22
PID调节1区K1增量
200.0
H-23
PID调节2区K1增量
600.0
H-24
PID调节3区K1增量
1000
H-25
PID调节4区K1增量
5000
H-26
收卷控制选择
0010H
H-27
空盘复位K1值
40%
H-29
启动平滑时间
2.0~4.0
H-30
启动平滑时间内每秒K1增量
0.1%
H-31
收卷启动频率
0.50hz
H-32
收卷停机频率
2.00hz
H-33
断线反馈检测报警选择
1
H-34
断线反馈检测值
1.0%
H-35
断线反馈报警延时时间
1.000s
H-36
启动后断线反馈检测延时
5.0s
H-37
断线反馈检测最低频率
10.00Hz
H-38
断线反馈故障复位选择
1
H-39
断线反馈故障自动复位时间间隔
5.0s
H-40
停机抱闸信号动作频率
1.50Hz
H-41
停机抱闸持续时间
5.0s
注:其中部分参数应根据实际情况设置。
(二)、调试
张力部分调试
11#收卷变频器同样采用AC60-L型变频器,唯一不同的是,1#~10#变频器塔轮上的卷径没有变化,而11#在生产进行中,工字轮卷径不断增大。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

(转载)

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