時(shí)間:2011-12-07 13:00:05來(lái)源:gengwt
一前言
在冶金行業(yè)拉絲機(jī)是金屬線材生產(chǎn)的重要設(shè)備,主要功能是將各種線材拉成所需各種規(guī)格的細(xì)絲。從工作形式和機(jī)械結(jié)構(gòu)上分為直進(jìn)式、活套式、水箱式(也稱雙變頻拉絲機(jī))等。對(duì)于不同精度不同規(guī)格的產(chǎn)品,不同的金屬種類,可選擇不同規(guī)格的拉絲機(jī)械。對(duì)于銅鋁基材的電線電纜生產(chǎn)企業(yè),雙變頻控制的細(xì)拉機(jī)應(yīng)用比較廣泛,而對(duì)于大部分鋼絲生產(chǎn)企業(yè),針對(duì)鋼材特性,使用直進(jìn)式拉絲機(jī)較多。其中雙變頻拉絲機(jī)應(yīng)用最廣泛,也最具有代表性,下面就雙變頻拉絲機(jī)工藝及電氣控制原理加以介紹。
二工藝介紹
1工藝流程圖
2工藝說(shuō)明
?。?)放線:拉絲機(jī)線材的放線過(guò)程,對(duì)于整個(gè)拉絲機(jī)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō),其控制沒(méi)有過(guò)高精度要求,雙變頻控制的拉絲機(jī)械,利用拉絲環(huán)節(jié)的絲線張力通圓盤(pán)拉伸,也就是通過(guò)后道工序拉絲的張力自動(dòng)放線。
?。?)拉絲:不同金屬物料,不同的產(chǎn)品精度和要求,拉絲環(huán)節(jié)有很大的不同,拉絲部分由一臺(tái)主電機(jī)控制(稱為主機(jī)),金屬線材通過(guò)內(nèi)部塔輪的導(dǎo)引,經(jīng)過(guò)各級(jí)模具而逐步拉伸,以達(dá)到所要求規(guī)格的線材。同時(shí)在拉絲時(shí),開(kāi)啟冷卻液對(duì)模具冷卻。
?。?)收卷:收卷為雙變頻拉絲機(jī)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),對(duì)拉絲機(jī)的性能起決定性的影響,也是考驗(yàn)拉絲機(jī)電氣系統(tǒng)性能的重要依據(jù)。收卷由一收卷電機(jī)帶動(dòng)收卷盤(pán)進(jìn)行收卷,線材由拉絲部分出來(lái)經(jīng)過(guò)張力擺桿,張力擺桿的作用是反饋當(dāng)前的張力信號(hào)給從機(jī),從機(jī)根據(jù)反饋信號(hào)的偏差調(diào)節(jié)輸出頻率,以此來(lái)保證在收卷過(guò)程中恒定的張力。
線材通過(guò)張力擺桿上升到一個(gè)導(dǎo)輪,然后被牽引到一個(gè)排線機(jī)的導(dǎo)輪,排線機(jī)由單獨(dú)小型電機(jī)驅(qū)動(dòng)作往返運(yùn)動(dòng),功能是把線材勻稱的排在收卷盤(pán)上;收卷電機(jī)帶動(dòng)收卷盤(pán)旋轉(zhuǎn),把由排線機(jī)引導(dǎo)的線材自動(dòng)的卷繞到收卷盤(pán)上。到此完成整個(gè)收卷過(guò)程。當(dāng)收卷出現(xiàn)異常斷線時(shí),系統(tǒng)需自動(dòng)停機(jī)并打開(kāi)抱閘使收卷盤(pán)快速停車。
三線路圖
1變頻器接線圖
圖(一)
2控制回路圖
圖(二)
3線路圖說(shuō)明
在圖一中為主機(jī)與收卷變頻的接線圖,主機(jī)的速度由操作面臺(tái)上的電位器通過(guò)端子VC2給定,啟動(dòng)由啟動(dòng)繼電器KA2給定信號(hào),與別的變頻器不同的是,從機(jī)的啟動(dòng),停機(jī)及速度給定通過(guò)與主機(jī)RS485通訊給定,無(wú)需單獨(dú)給出信號(hào)。擺桿的反饋信號(hào)輸入到VC2,主機(jī)的頻率給定與反饋信號(hào)的偏差作為從機(jī)的輸出頻率。
在穿線材過(guò)程中,主機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制由腳踏開(kāi)關(guān)來(lái)控制,但這時(shí)主機(jī)點(diǎn)動(dòng)從機(jī)不能動(dòng),所以點(diǎn)動(dòng)信號(hào)只送到主機(jī),同時(shí)在參數(shù)設(shè)置時(shí)要設(shè)置主機(jī)點(diǎn)動(dòng)不同步。
圖二為控制回路圖,按下SB3啟動(dòng)主機(jī),SB2為停止控鈕,主機(jī)啟動(dòng)后在正常的升速的過(guò)程中,當(dāng)主機(jī)速度升到從機(jī)設(shè)定的起始頻率時(shí),(從機(jī)的起始頻率一般設(shè)成2HZ,最小可設(shè)成1HZ。)通過(guò)RS485通訊控制從機(jī)輸出頻率運(yùn)行。
排線機(jī)的啟動(dòng)由從機(jī)參數(shù)FDT設(shè)定,如果FDT設(shè)定2HZ,從機(jī)頻率達(dá)到2HZ時(shí),OC1輸出信號(hào)啟動(dòng)排線機(jī)。行程開(kāi)關(guān)SQ1,SQ2控制接觸器KM2的通斷來(lái)改變排線機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
在主機(jī)或從機(jī)的主軸上裝有一傳感器,主軸轉(zhuǎn)一圈輸出一脈沖信號(hào)到計(jì)米器,計(jì)米器的功能是用戶根據(jù)要求設(shè)定每卷產(chǎn)品的大小,當(dāng)計(jì)米到設(shè)定值時(shí),計(jì)米器的輸出信號(hào)串在主機(jī)的啟動(dòng)線路上,系統(tǒng)從而自動(dòng)停機(jī),下次啟動(dòng)時(shí)需先把計(jì)米器復(fù)位再啟動(dòng)主機(jī)。
抱閘信號(hào)的輸出有兩個(gè)方式給出,一個(gè)是由控制面臺(tái)上的急停按鈕直接輸出,另一個(gè)是從機(jī)根據(jù)參數(shù)F8.12-F8.16設(shè)定,當(dāng)條件達(dá)到時(shí)OC2就輸出一個(gè)抱閘信號(hào)。當(dāng)抱閘信號(hào)有效時(shí),主機(jī)與從機(jī)同時(shí)停機(jī),抱閘線圈把收卷盤(pán)剎車。
四調(diào)試
1擺桿反饋位置校正:
通過(guò)監(jiān)測(cè)參數(shù)D-9,調(diào)節(jié)參數(shù)F2.2,F2.3實(shí)現(xiàn)擺桿的實(shí)際位置對(duì)應(yīng)反饋值。(即保證擺桿最低位置D-9=0,擺桿最高位置D-9=100。且成線性變化)。啟動(dòng)初始時(shí),擺桿位置反饋值要處于最小。啟動(dòng)過(guò)程完成后,擺桿的平衡穩(wěn)定點(diǎn)處于設(shè)定的PID目標(biāo)位置。
2啟動(dòng)停機(jī)過(guò)程調(diào)試:
?。?)、主機(jī)的加減速時(shí)間:主機(jī)加減速時(shí)間越長(zhǎng),啟停穩(wěn)定度越高,一般推薦使用50S以上。
?。?)、從機(jī)的加減速時(shí)間:從機(jī)加減速時(shí)間有加減速時(shí)間1,加減速時(shí)間4,其中加減速時(shí)間1為變頻器的輸出頻率加減速,加減速時(shí)間4為前饋PID的PID環(huán)輸出加減速時(shí)間。為了保證變頻器啟動(dòng)停機(jī)以及平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的快速響應(yīng),在保證變頻器無(wú)報(bào)警輸出時(shí),應(yīng)該盡量減少此兩個(gè)加減速時(shí)間。
(3)擺桿的啟動(dòng):擺桿的啟動(dòng)時(shí)間是指從機(jī)啟動(dòng)后擺桿被拉起到目標(biāo)位置的時(shí)間,時(shí)間越長(zhǎng),可能會(huì)造成從機(jī)輸出斷線報(bào)警,時(shí)間越短,可能會(huì)引起擺桿上下震蕩。擺桿最好的拉起方式是成線性的啟動(dòng),根據(jù)不同的線材規(guī)格,參數(shù)F8.0設(shè)置合理的數(shù)值。
(4)聯(lián)動(dòng)比例值:四方變頻器具有自動(dòng)矯正聯(lián)動(dòng)比例功能(FC.6百位設(shè)1,出廠值),在初次調(diào)試或更改線材時(shí),無(wú)需設(shè)置聯(lián)動(dòng)比例,從機(jī)啟動(dòng)后通過(guò)擺桿反饋位置就自動(dòng)跟蹤聯(lián)動(dòng)比例值。監(jiān)控D-22可以看到聯(lián)動(dòng)比例值。
3擺桿平穩(wěn)度調(diào)試:
擺桿的平穩(wěn)度是檢驗(yàn)變頻器性能的標(biāo)準(zhǔn)。PID參數(shù)可以選擇單一參數(shù)組,也可以選擇根據(jù)運(yùn)行頻率用兩組參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。以下說(shuō)明PID參數(shù)組調(diào)試方法:
(1)、比例增益:比例增益影響PID環(huán)節(jié)的快速響應(yīng),當(dāng)擺桿在啟?;蛘叻€(wěn)定運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)較大超調(diào)時(shí),可適當(dāng)增加此參數(shù)值。
?。?)、積分時(shí)間:積分時(shí)間常數(shù)使保證PID環(huán)節(jié)穩(wěn)定的關(guān)鍵參數(shù),增加積分時(shí)間,可以減少在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的擺桿振幅。過(guò)大的積分時(shí)間常數(shù)容易形成擺桿的大幅超調(diào)。
?。?)、微分時(shí)間:微分時(shí)間常數(shù)可使PID環(huán)節(jié)做出預(yù)先判斷,抑制擺桿超調(diào),但是此參數(shù)值設(shè)置過(guò)大,容易出現(xiàn)振蕩。
具體的參數(shù)值要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)調(diào)試。
五參數(shù)設(shè)置
主機(jī)參數(shù)設(shè)置:
功能代碼 |
名稱 |
出廠值 |
參考設(shè)定值 |
參數(shù)簡(jiǎn)述 |
F0.0 |
運(yùn)行模式 |
0 |
0 |
使用通用模式 |
F0.1 |
頻率通道 |
3 |
5 |
選擇VC2作為頻率設(shè)定 |
F0.4 |
運(yùn)行命令方式 |
0000 |
0001 |
外部端子控制起停 |
F0.6 |
轉(zhuǎn)向控制 |
0010 |
0010 |
反向防止有效 |
F0.8 |
上限頻率 |
50 |
80 |
上限頻率80 |
F0.10 |
加速時(shí)間1 |
1 |
50 |
加速時(shí)間50 |
F0.11 |
減速時(shí)間1 |
1 |
50 |
減速時(shí)間50 |
F2.9 |
最大對(duì)應(yīng)頻率 |
50 |
80 |
最大模擬量對(duì)應(yīng)頻率80 |
F3.0 |
X1功能 |
1 |
6 |
X1點(diǎn)動(dòng)控制 |
F3.1 |
X2功能 |
16 |
17 |
X2外部故障輸入 |
F3.2 |
X3功能 |
3 |
16 |
X3自由停機(jī)指令 |
F9.0 |
通訊設(shè)置 |
0014 |
0014 |
通訊基本設(shè)置 |
F9.3 |
通訊設(shè)置 |
0010 |
1111 |
主機(jī)通訊設(shè)置 |
從機(jī)參數(shù)設(shè)置:
功能代碼 |
名稱 |
出廠值 |
參考設(shè)定值 |
參數(shù)簡(jiǎn)述 |
F0.0 |
模式選擇 |
0001 |
0001 |
拉絲模式 |
F0.1 |
頻率輸入通道 |
2 |
2 |
RS485頻率輸入選擇 |
F0.4 |
運(yùn)行命令通道 |
0002 |
0002 |
RS485起停控制選擇 |
F0.6 |
轉(zhuǎn)向控制 |
0010 |
0010 |
反向防止有效 |
F0.8 |
上限頻率 |
50 |
80 |
上限頻率設(shè)定為80Hz |
F0.10 |
加速時(shí)間 |
× |
1 |
加速時(shí)間1S |
F0.11 |
減速時(shí)間 |
× |
1 |
減速時(shí)間1S |
F2.2 |
VC2輸入下限 |
0 |
0.5 |
擺桿反饋電壓最小0.5V |
F2.3 |
VC2輸入上限 |
10 |
9.8 |
擺桿反饋電壓最大9.8V |
F3.0 |
輸入端子1選擇 |
16 |
17 |
外部故障急停 |
F3.6 |
輸出端口1選擇 |
0 |
2 |
OC1選擇排線機(jī)輸出 |
F3.7 |
輸出端口2選擇 |
22 |
22 |
OC2抱閘輸出 |
F3.8 |
繼電器輸出 |
16 |
16 |
變頻器故障輸出 |
F3.10 |
FDT水平設(shè)定 |
2 |
2 |
排線機(jī)2Hz啟動(dòng) |
F3.11 |
FDT輸出延遲 |
0.1 |
0.1 |
排線機(jī)延遲0.1S |
F4.17 |
第二加速時(shí)間 |
1 |
0.4 |
PID環(huán)加速時(shí)間 |
F4.18 |
第二減速時(shí)間 |
1 |
0.4 |
PID環(huán)減速時(shí)間 |
F7.0 |
PID反饋通道 |
0 |
1 |
反饋桿通道選擇VC2 |
F7.1 |
PID功能設(shè)置 |
0021 |
0001 |
只用第一組參數(shù)調(diào)整PID |
F7.2 |
比例增益1 |
1 |
0.95 |
比例增益1為0.95 |
F7.3 |
積分時(shí)間1 |
10 |
15 |
積分時(shí)間常數(shù)1為15 |
F7.4 |
微分時(shí)間1 |
2 |
4 |
微分時(shí)間常數(shù)1為4 |
F7.8 |
PID上限限幅 |
20 |
20 |
PID限幅20 |
F8.0 |
啟動(dòng)延時(shí)增益 |
10 |
8 |
啟動(dòng)延遲為8 |
F8.1 |
起始動(dòng)作頻率 |
6 |
1.5 |
等待主機(jī)頻率1.5HZ后啟動(dòng) |
F8.12 |
斷線檢測(cè)方式 |
0 |
2 |
根據(jù)反饋桿檢測(cè) |
F8.13 |
斷線檢測(cè)最低頻率 |
10 |
10 |
從機(jī)超過(guò)10Hz開(kāi)始檢測(cè) |
F8.14 |
斷線檢測(cè)下限值 |
10% |
20% |
擺桿下限20%檢測(cè) |
F8.15 |
斷線檢測(cè)啟動(dòng)延時(shí) |
6 |
2.5 |
斷線啟動(dòng)延時(shí)2.5秒 |
F8.16 |
斷線檢測(cè)判斷延時(shí) |
2 |
0.5 |
斷線延時(shí)判斷時(shí)間0.5秒 |
F8.17 |
斷線故障自動(dòng)復(fù)位 |
0 |
1 |
故障自動(dòng)復(fù)位有效 |
F8.18 |
斷線故障自動(dòng)復(fù)位 |
15 |
7 |
斷線故障自動(dòng)復(fù)位時(shí)間 |
F9.0 |
通訊設(shè)置 |
0014 |
0014 |
通訊基本設(shè)置 |
F9.3 |
通訊輔助配置 |
0010 |
0010 |
設(shè)置本站為從機(jī) |
六調(diào)試過(guò)程中注意的幾點(diǎn)問(wèn)題
1擺桿的位置一定要成線性關(guān)系與反饋通道相對(duì)應(yīng),也就是在最低位D-9的值為0,最高位是100,如果不是就得調(diào)整反饋通道的最大值與最小值。
2從機(jī)啟動(dòng)時(shí),如果長(zhǎng)時(shí)間擺桿拉起的速度過(guò)慢,當(dāng)達(dá)到斷線條件時(shí),有可能系統(tǒng)認(rèn)為斷線,出現(xiàn)斷線報(bào)警(FU24)。這就要適當(dāng)?shù)臏p少參數(shù)F8.0的值,同時(shí)查看與斷線檢測(cè)相關(guān)的幾個(gè)參數(shù)設(shè)置的是否合適。
3正常運(yùn)行中,張力桿的擺動(dòng)過(guò)大,而調(diào)節(jié)PID的參數(shù)不能起到很好的效果時(shí),這時(shí)要檢查反饋電位器與擺桿之間的一大一小兩個(gè)齒輪的配合間隙,在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪配合間隙過(guò)大引起張力桿波動(dòng)大。
4系統(tǒng)在低速運(yùn)行時(shí),張力非常的平穩(wěn),但高速運(yùn)行時(shí)張力桿出現(xiàn)波動(dòng),那就得啟用兩組PID參數(shù)進(jìn),把F7.1改成(0021)根據(jù)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)。同時(shí)以原來(lái)調(diào)節(jié)好的那組參數(shù)為依據(jù)調(diào)節(jié)第二組參數(shù)。
5當(dāng)運(yùn)行在正常的過(guò)程中,如果出現(xiàn)周期性的突然波動(dòng),這時(shí)就得注意排線機(jī)行程開(kāi)關(guān)的位置,行程開(kāi)關(guān)位置不在最佳位置時(shí),會(huì)出現(xiàn)卷盤(pán)兩邊不平導(dǎo)致卷取直徑變化。進(jìn)一步影響張力桿的平穩(wěn)度。
七拉絲機(jī)專用變頻器的特點(diǎn)及監(jiān)控參數(shù)說(shuō)明
1可以自動(dòng)矯正聯(lián)動(dòng)比例值,無(wú)需考慮聯(lián)動(dòng)比例值或設(shè)定,在啟動(dòng)后自動(dòng)跟蹤線速度及卷取盤(pán)直徑。
2在任何位置停機(jī)或啟動(dòng)不會(huì)因?yàn)榫韽降淖兓绊憜⑼5馁|(zhì)量。
3主機(jī)與從機(jī)通過(guò)RS485通訊控制,非常方便實(shí)現(xiàn)從機(jī)的啟停與頻率給定,減少了模擬干擾及簡(jiǎn)化了控制線路。
d-0:變頻器輸出頻率
d-6:前饋疊加頻率
d-8:擺桿位置設(shè)定值
d-9:擺桿位置反饋值
d-21:PID環(huán)輸出頻率
d-22:自適應(yīng)同步增益
八附加說(shuō)明
有的設(shè)備上主機(jī)是別的品牌變頻器,四方變頻器當(dāng)從機(jī)組成拉絲機(jī)變頻系統(tǒng),這種情況以改造為主。下面說(shuō)明以四方變頻當(dāng)從機(jī)在改造時(shí)注意的事項(xiàng):
?。?)主從不能通訊控制,從機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)以及主頻的給定與主從通訊控制有所不同。從機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)由主機(jī)輸出一個(gè)FDT信號(hào)給出。主機(jī)輸出一個(gè)頻率相對(duì)應(yīng)的模似量作為從機(jī)的主頻率給定。
(2)老的拉絲機(jī)系統(tǒng)很大一部分排線機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī),是由主機(jī)的輸出頻率為依據(jù)來(lái)控制,這樣就會(huì)出現(xiàn)如果聯(lián)動(dòng)比例改變過(guò)大,排線機(jī)不能很好的跟蹤收卷盤(pán)在合適的頻率啟停,導(dǎo)致收卷盤(pán)的排線不勻稱。盡量不改變?cè)型獠侩娐返幕A(chǔ)上,排線的啟動(dòng)改由從機(jī)控制。
(3)抱閘信號(hào)的控制在原來(lái)的系統(tǒng)中也是由主機(jī)來(lái)控制,有的抱閘時(shí)間由時(shí)間繼電器來(lái)控制。改造時(shí)如果還是由主機(jī)控制抱閘信號(hào),就會(huì)出現(xiàn)從機(jī)還沒(méi)停機(jī)的情況下抱閘信號(hào)打開(kāi),引起從機(jī)堵轉(zhuǎn)報(bào)警。所以抱閘信號(hào)改由從機(jī)控制,原來(lái)的時(shí)間繼電器時(shí)間盡量調(diào)短。
(4)改變?cè)械碾娐窌r(shí)要特別注意各條線路的電壓以及繼電器的線圈電壓,分清是直流還是交流。
標(biāo)簽:
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