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      直進式拉絲機控制方案

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      品       牌

      廠商性質(zhì)經(jīng)銷商

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      更新時間:2022-02-24 11:09:23瀏覽次數(shù):488次

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      在金屬線材加工設(shè)備中,直進式拉絲機是常見的一種,在以前通常都采用直流發(fā)電機-電動機組(F-D系統(tǒng))來實現(xiàn),現(xiàn)在隨著工藝技術(shù)的進步和變頻器的大量普及,變頻控制開始在直進式拉絲機中大量使用,并可通過PLC來實現(xiàn)拉拔品種設(shè)定、操作自動化、生產(chǎn)過程控制、實時閉環(huán)控制、自動計米等功能
      在金屬線材加工設(shè)備中,直進式拉絲機是常見的一種,在以前通常都采用直流發(fā)電機-電動機組(F-D系統(tǒng))來實現(xiàn),現(xiàn)在隨著工藝技術(shù)的進步和變頻器的大量普及,變頻控制開始在直進式拉絲機中大量使用,并可通過PLC來實現(xiàn)拉拔品種設(shè)定、操作自動化、生產(chǎn)過程控制、實時閉環(huán)控制、自動計米等功能。采用INVT-CHV130系列變頻器進行直進式拉絲機的控制,節(jié)能顯著,同時,在5%的額定轉(zhuǎn)速時能超過1.5倍的額定轉(zhuǎn)矩,能很好完成穿絲及相關(guān)絲線調(diào)整工藝。
        
      直進式拉絲機,可對高、中、低碳鋼絲、不銹鋼絲、銅絲、合金銅絲、鋁合金絲等,進行伸線加工,該設(shè)備是由多臺拉伸轉(zhuǎn)鼓同時對金屬絲進行連續(xù)伸線,作業(yè)效率高。由于不銹鋼金屬絲特性比較脆,且不允許鋼絲在模道內(nèi)打滑,特別容易在伸線過程中被拉斷,因此在伸線的過程中,嚴格要求金屬絲在各級轉(zhuǎn)鼓中線速度同步,這樣,對各級電機的同步控制、線速度穩(wěn)態(tài)精度以及電機的動態(tài)響應(yīng)都有*的要求。
        
      直進式拉絲機機械示意圖

      上述系統(tǒng)中有8臺電機。系統(tǒng)的電氣配置為活套電機一臺,安裝在級,作用是將成卷的不銹鋼絲牽引到拉絲部分,由于活套可以自由打滑,因此這臺電機不需要特別的要求。拉絲部分共有六個轉(zhuǎn)鼓,每個轉(zhuǎn)鼓之間安裝有線斧,線斧的主要作用為研磨處理及動平衡校正,同時設(shè)置有強制水冷卻裝置,水冷卻為循環(huán)系統(tǒng),另外,在每個轉(zhuǎn)鼓的前端還裝置有用于檢測位置的氣缸擺臂,采用位移傳感器可以檢測出擺臂的位置,當絲拉得緊的時候,絲會在擺臂的氣缸上面產(chǎn)生壓力使得擺臂下移。最終是收卷電機,該部分采用自行滑動的錐型支架,整個過程卷徑基本不變化,因此不需要用到卷徑計算功能。八臺電機均采用變頻專用電機,同時通常帶有機械制動裝置。另外說明,在卷取部分,控制的方式比較多,通常采用力矩電機進行收線控制,也有采用變頻控制交流異步電機進行收卷的恒張力控制,在此說明的收線方式僅供參考,具體的設(shè)計要求要以實際的要求為準。
        
      依據(jù)直進式伸線機工作原理及機械特性,INVT推薦的電氣控制示意圖如下:

      直進式拉絲機電氣控制示意圖:

       上述示意圖為INVT推薦的直進式拉絲機電氣控制圖。直進式伸線機的同步控制由變頻器內(nèi)部完成,活套變頻器及收線錐型架由PLC直接控制其頻率和起停,伸線電機的主速度由PLC給定,擺臂信號作為PID的反饋,形成微調(diào),同時PLC進行控制系統(tǒng)的啟動、停止、點動穿線、定長控制等邏輯操作,觸摸屏進行參數(shù)設(shè)置,運行速度、長度等參數(shù)的顯示。

        直進式拉絲機電氣系統(tǒng)的邏輯控制較為復(fù)雜,因工藝不同也有區(qū)別,各級聯(lián)動,由PLC控制。同步方面的控制則由變頻器內(nèi)部控制。其工作原理為:根據(jù)操作員在HMI設(shè)定決定作業(yè)的速度,該速度的信號進入PLC,PLC考慮加減速度的時間后,按照一定的斜率輸出該模擬信號或者通訊指令給各傳動變頻器,作為頻率的主給定信號,這樣做的目的是滿足點動穿絲等作業(yè)的需要,各擺臂位置傳感器的信號接入到對應(yīng)的模道變頻器,作為PID控制的反饋信號,根據(jù)擺臂在中間位置,設(shè)定PID給定值。這個系統(tǒng)是非常典型的前反饋PID控制系統(tǒng),一級連一級,PID作為微調(diào)量與主給定相疊加,共同控制轉(zhuǎn)鼓的速度,從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與轉(zhuǎn)鼓之間保持一個相對比較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速,以達到對轉(zhuǎn)鼓切線線速度始終保持恒定的控制要求。
        
        本機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性在很大程度上取決于PID作用速度、變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速精度、電機輸出轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)速度等,針對INVT-CHV130系列變頻器的PID功能,增加了外圍PID限幅的模糊控制,能很好的解決啟動與停車過程中的同步控制,保障直進式拉絲機的平穩(wěn)遠行。為了提高電機運行速度的穩(wěn)態(tài)精度,在有的情況下也采用有PG矢量控制技術(shù)(INVT-CHV130系列變頻器的有PG矢量控制的穩(wěn)態(tài)精度可達1/1000,頻率指令從信號采集到生成可控制在4ms左右,從頻率指令下達到最終轉(zhuǎn)矩輸出可控制在20ms以下,因此,被控系統(tǒng)從狀態(tài)發(fā)生改變到電機轉(zhuǎn)速的適應(yīng)可控制在25ms以下)來調(diào)節(jié)拉伸電機的速度,以適應(yīng)高速伸線的要求。

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