引言
拉絲機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼絲、制絲、預(yù)應(yīng)力鋼絲、標(biāo)準(zhǔn)件等金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)和預(yù)處理.拉絲機(jī)按其結(jié)構(gòu)分為7類:lt型水箱拉絲機(jī)、lw型拉絲機(jī)、ls型雙卷拉絲機(jī)、lh型拉絲機(jī)、lz型拉絲機(jī)、ld型單卷拉絲機(jī)、水平拉絲機(jī)、倒拉絲機(jī).lt型水箱拉絲機(jī)的直徑為0.1-1.2mm,其工作特點(diǎn)是滑拉絲和多通道拉絲;水箱拉絲機(jī)通過對(duì)拉絲機(jī)的控制,從粗拉絲機(jī)到細(xì)拉絲機(jī)的拉絲,最終獲得所要求的規(guī)格的材料;其中拉絲頭被加入了水箱和冷卻機(jī),因?yàn)闄C(jī)器的拉絲精度和拉絲系統(tǒng)的精度較高。
工藝概述
水箱拉絲機(jī)是由幾個(gè)拉絲頭組成的小型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備。逐級(jí)拉拔后，將拉拔頭放入水箱中，最后將鋼絲拉拔至所需規(guī)格。就國(guó)內(nèi)幾大水箱拉絲機(jī)廠家而言，一般都是20個(gè)左右的拉絲頭。每個(gè)拉拔階段后，鋼絲的鋼絲直徑發(fā)生變化，因此每個(gè)拉拔頭的工作線速度也應(yīng)發(fā)生變化。在整個(gè)拉伸過程中，每個(gè)拉伸頭的拉伸速度會(huì)根據(jù)不同的拉伸模具配置而變化。拉拔速度的參考是每一時(shí)刻通過拉拔模的鋼絲的二次流量為常數(shù)，
控制策略
水箱拉絲機(jī)上各拉絲頭的工作速度是根據(jù)上述理論確定的，保證了各拉絲頭同步運(yùn)行。因?yàn)樗淅z機(jī)的拉絲過程完全是由機(jī)械軸拉絲完成的，而且這些機(jī)械軸是在同一主軸下驅(qū)動(dòng)的，所以整個(gè)拉伸系統(tǒng)各個(gè)層次之間依靠拉絲機(jī)的速度差和線張力來(lái)控制同步協(xié)調(diào)。
電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成，主要由 PLC、變頻器、人機(jī)接口(HMI)組成。本系統(tǒng)采用 MODBUS總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化控制，保證了張力不變，排線自動(dòng)補(bǔ)償，保證了鋼絲在整個(gè)拉拔過程中連續(xù)穩(wěn)定，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，操作人機(jī)界面簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警。
水箱拉絲機(jī)主控制回路采用可靠性、穩(wěn)定性高的 PLC及人機(jī)界面編程控制，拉絲長(zhǎng)度通過計(jì)米傳感器檢測(cè)反饋給主控制器。整機(jī)具有正常和快速停車，預(yù)置速度和定長(zhǎng)，數(shù)字加減速，故障報(bào)警及張力自動(dòng)跟蹤等功能?？呻S時(shí)啟動(dòng)和停車，無(wú)斷絲亂絲現(xiàn)象，具有結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、功能齊全、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
變頻調(diào)速控制：拉絲機(jī)的傳動(dòng)部分控制，主要是要保證收線電機(jī)能精確地隨著主電機(jī)的速度變化及收線工字輪卷徑增加，自動(dòng)及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整速度，使整機(jī)系統(tǒng)保證恒定張力，從而保證鋼絲在整個(gè)拉拔過程中的連續(xù)穩(wěn)定性，達(dá)到保證鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
在運(yùn)行過程中，這兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度控制精度要高，動(dòng)態(tài)過渡過程要快，抗干擾能力要強(qiáng)，保證張力穩(wěn)定。另外由于拉拔出來(lái)的鋼絲要均勻纏繞在收線工字輪上，整套系統(tǒng)配備了排線機(jī)構(gòu)，采用PLC和變頻器控制減速電機(jī)的方式，根據(jù)實(shí)際使用情況，在工作過程中實(shí)時(shí)改變排線速度，可以保證鋼絲均勻地纏繞在收線工字輪上。
變頻器的速度控制精度要高，所以變頻調(diào)速控制選三科工業(yè)系列SKI800型變頻器，該系列變頻器閉環(huán)速度控制方式運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速精度為：當(dāng)速度小于1500轉(zhuǎn)/分鐘的時(shí)候，控制精度小于±1. 5轉(zhuǎn)/分鐘；完全可以達(dá)到系統(tǒng)要求。
收線變頻器的給定是采用PLC 兩路高速計(jì)數(shù)通道反饋雙計(jì)米信號(hào)，通過變頻器自身的積分分離PID調(diào)節(jié)功能，通過對(duì)三個(gè)變頻器的總線控制，自動(dòng)跟蹤主機(jī)的速度。
為避免在加工過程中的一些意外情況發(fā)生時(shí)造成對(duì)機(jī)器和人身安全的影響，整機(jī)配備了多種自動(dòng)保護(hù)措施：如采用PLC自動(dòng)采集變頻器內(nèi)部相關(guān)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)運(yùn)算，能使機(jī)器在保證產(chǎn)品質(zhì)量不受影響的前提下，迅速停機(jī)，從而最大限度地保證人身安全，避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在排線控制方面，為避免排線邊緣不均勻、壓線、腰鼓形等特殊問題，本系統(tǒng)采用排線自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，根據(jù)排線水平不均勻性自動(dòng)計(jì)算纏繞直徑并實(shí)時(shí)修正，保證鋼絲隨時(shí)隨地、以任意速度均勻纏繞，可靠解決了下道工序的接料麻煩，大大提高了生產(chǎn)效率。
系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
最常見的是 PLC與變頻器的結(jié)合應(yīng)用，因此，可編程控制器控制變頻器的方法有很多，其中廣泛使用的是RS-485通信方式。：抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速度高，傳輸距離遠(yuǎn)，成本低。然而，rs-485通信必須解決一系列技術(shù)問題，如數(shù)據(jù)編碼、核對(duì)和、幀、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)奇偶、超時(shí)處理和錯(cuò)誤重新發(fā)布等。有時(shí)需要編寫幾十個(gè)plc梯形圖指令才能實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的變頻器操作指令。編程工作量大且繁瑣，讓很多設(shè)計(jì)師望而卻步。
用可編程控制器控制變頻器的方法：不需添加任何硬件或軟件，采用 PLC自帶功能塊，直接編寫6條極其簡(jiǎn)單的 PLC梯形圖指令，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)變頻器參數(shù)的讀、寫、監(jiān)視和控制各種運(yùn)行，此方法操作簡(jiǎn)便，操作方便，操作方便，故障查詢快速。在實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和給定命令，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的控制，主要控制原理為：首先根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的材質(zhì)結(jié)構(gòu)及工藝要求在人機(jī)界面上設(shè)定速度值，通過PLC內(nèi)部運(yùn)算，將數(shù)據(jù)寫入到主機(jī)變頻器中，整機(jī)將按照此給定速度值運(yùn)行，在實(shí)際加工過程中可根據(jù)需要隨時(shí)更改數(shù)值，來(lái)滿足加工工藝的需要。
應(yīng)用說明
PLC和變頻器編程調(diào)試的通用性強(qiáng)，有相關(guān)編程經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，僅需1~2天的培訓(xùn)即可掌握。
變頻器基于同一硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)開發(fā)，帶有獨(dú)立風(fēng)道的散熱器，全系列內(nèi)置進(jìn)線電抗器與EMC濾波器，變頻器內(nèi)部電路板均為高防護(hù)等級(jí)的涂層板，已經(jīng)大批量應(yīng)用在金屬制品行業(yè)中，并獲得了業(yè)主和設(shè)備廠的廣泛認(rèn)可。PLC 采用“真正”的程序保密方式，可從根源上完全保護(hù)您的知識(shí)財(cái)富。
