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無錫三盛機電-直進式拉絲機變頻器應用的實例

作者: 無錫三盛 編輯: 三盛機電 來源: 發布日期: 2018.11.05 03:35:00

直進式拉絲現場一般是通過腳踏開關實現電機點動低速轉動,同時采用工具將絲線從模具的前端牽拉到后端,通過模具后的絲線為了能夠通過下一級模具,先要將其前端打磨或拉細,后才可以通過下一級模具。在這個工藝環節里,要求電機在啟動和低速運行時力矩大且穩定,運行轉速穩定,而且在減速停機時電機沒有反轉。

直進式拉絲機變頻器應用

直進式拉絲機變頻器應用

直進式拉絲的系統組成每一臺通用變頻器控制一臺獨立的電機,線材通過不同的模具逐級拉伸。根據線材體積不變的原理,隨著線材越拉越細,線材將會越變越長,這樣就要求后端電機線速度要高于前端電機線速度。

前一級電機的主頻率來源于后一級電機,變頻器可使用脈沖方式或者模擬電壓方式傳輸當前電機運行的頻率。第N臺電機以固定的頻率運行,頻率給定可以來源于通信RS485設定,外部電位器或者數字設定,第1~N-1臺電機使用復合A+B頻率運行的方式,主頻率來源于后一級電機的運行頻率,輔給定都是來源于氣臂平衡桿PID 控制。

直進式拉絲的電氣控制系統組成

氣臂主要用來感應線材張力,通過AI信號傳入變頻器,系統使用PID功能微調變頻器速度。若張力過大,變頻器將適當降低頻率,若張力過小,變頻器將適當增加頻率。這樣可以使得線材拉絲過程更加平穩,不會斷絲松絲。

收卷電機由一臺張力專用變頻器控制,支持帶張力擺桿的閉環調節模式和不帶張力擺桿開環調節模式。系統通過一個DI信號控制第N臺電機的運行,而前一級電機的運行信號來源于后一級電機的運行狀態,收卷電機的運行信號也是來源于第N臺電機的運行狀態。每一臺變頻器都提供斷線(故障)檢測功能,若系統檢測出斷線會馬上輸出一個信號到抱閘電路,抱閘電路控制整機停止運行,同時該信號會以外部故障的狀態傳遞給每一臺變頻器。斷線檢測的方式有PID反饋檢測和DI信號輸入。

點動

為實現手動穿模,系統支持點動功能。用戶可以通過設置點動頻率,點動加速時間和點動減速時間來實現穿模的速度。現場通常使用端子來控制點動,用戶通過設置X端子功能為正轉點動或者反轉點動即可。點動停止的方式可以通過點動減速模式來控制。

收卷控制

系統收卷電機使用張力專用變頻器控制,支持開環和閉環兩種不同的控制模式。

開環控制模式

收卷變頻器沒有接張力氣臂平衡桿,必須使用張力控制模式,用戶可通過鍵盤或者電位器設定線上張力。隨著拉絲的進行,卷盤上的線材會越來越多,卷徑變得越來越大,根據T(轉矩)=F(張力)*R(卷盤半徑) ,若張力恒定,那么隨著卷徑的增大,轉矩也需要相應的增大。系統提供自動卷徑計算功能,可以根據前端線速度進行卷徑計算,前端線速度是第N臺電機的運行速度,它通過模擬電壓或者是脈沖傳遞到收卷電機;系統也可以根據線材的厚度,層圈數,再根據電機轉速(脈沖計數或者自身估算)計算累計圈數,以此算出卷盤的卷徑。為了在啟動,停止和加減速過程中更好的控制線上的張力,系統增加機械慣量補償系數,摩擦補償系數,材料密度等參數,以使得線上張力恒定。

閉環控制模式

收卷變頻器接有張力氣臂平衡桿,系統可以使用張力控制模式,或者是VF/矢量控制。使用張力控制模式時,控制方式與之前開環張力模式類似,只是系統多了一個PID閉環進行張力微調,以保證線上張力更加平穩。若使用VF/矢量控制,系統可以根據線速度恒定原則進行卷徑計算,V=f*PI*R,其中V是前端線速度,f是變頻器參考頻率,R 是卷盤半徑。同時張力氣臂平衡桿接入變頻器AI,通過PID進行閉環微調。隨著卷徑的變大,而其前端的線速度穩定的情況下,變頻器的參考的頻率是越變越小的。當卷盤的卷徑到達最大卷徑時,系統可以設置變頻器停機或者繼續運行。系統提供卷徑復位功能,當用戶換卷時,可以通過一個DI信號將當前卷徑復位到空卷卷盤卷徑。


直進式拉絲的電氣控制系統變頻器特點

工作效率高,可一次將線材拉成成品。

低速點動穿模,運行速度穩定,力矩大。

同步響應速度快。

整個系統只需要一臺張力專用變頻器,其它的使用通用變頻器即可,較大的縮減了成本。

張力專用變頻器提供閉環張力控制和開環張力控制兩種不同的控制方式。

提供卷徑計算功能,使得卷線過程更加平穩,張力擺桿擺幅小,不斷絲不松絲。

提供多種斷線檢測功能。

提供換卷卷徑復位功能。

提供滿卷停機功能。


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