一、前言
拉絲機在拉絲方式上可以分為直拉式和水箱式,也可以根據(jù)線徑和粗細(xì)分為大拉絲機、中拉絲機、薄拉絲機和微拉絲機,都是由拉伸和收線兩部分組成。為了提高產(chǎn)量、質(zhì)量,降低電纜成本,拉絲機一般改為雙變頻或多變頻恒張力控制,但目前大部分變頻同步控制一般采用外置PID控制器的控制方式。這種方式的缺點是:PID控制器的控制參數(shù)調(diào)試?yán)щy,價格昂貴,容易損壞;模擬量在傳輸過程中存在衰減和漂移的問題,維修維護成本相對較高。但使用拉絲機變頻器的話,在操作方面更為方便點。
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二、拉絲機簡介及工作原理。
1、水箱拉絲機簡介:
水箱拉絲機又稱濕式拉絲機,其拉絲過程是在水箱中進行的,可以有效地消散鋼絲拉絲和鋼絲在滾筒上滑動產(chǎn)生的熱量,適用于小規(guī)格鋼絲的生產(chǎn)。
2、水箱拉絲機的工作原理:
(1)主機拖動塔輪,通過模具的大入口和小出口,完成粗線變細(xì)線的過程。
(2)通過與拉桿連接的電位器將張力轉(zhuǎn)換成0-10V電信號。
(3)繞線變頻有自己的繞線直徑計算功能,即隨著繞線越來越多,繞線速度會自動降低,并結(jié)合張力反饋電壓進行PID運算,保持繞線張力恒定。
3、直線拉絲機簡介:
直線拉絲機是由幾個拉絲頭組成的小型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備。通過分步拉拔,鋼絲可以一次冷拉至所需規(guī)格,工作效率相對較高。但由于每個拉絲階段后線徑都在變化,所以每個拉絲頭的工作線速度也要變化,其特點是多拉絲頭、多變頻、多PID調(diào)節(jié)。
4、直拉絲機原理:
(1)直線拉絲機的工作原理是控制每一個卷筒的金屬流量始終相等。
(2)利用位移傳感器檢測拉絲模的磨損、電機轉(zhuǎn)速的波動和線厚不均的擾動,并采用PID算法進行補償。
(3)以最后一個卷筒的速度為主給定值,通過面積縮減率和傳動比計算出其他卷筒的給定值。
三、拉絲機系統(tǒng)方案原理圖
四、拉絲機變頻調(diào)速工藝要求。
(1)超低頻扭矩,動態(tài)響應(yīng)特性快,穩(wěn)態(tài)精度超穩(wěn)定,無抖動和顫抖。
(2)將所有張力控制算法集成到VFD中,同時將拉絲機的特殊功能集成到VFD中,無需外圍控制電
路即可實現(xiàn)復(fù)雜拉絲機的所有控制功能。
(3)主機啟停時絕不允許出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。斷開時,應(yīng)發(fā)出警報并緊急停止。
(4)運行穩(wěn)定。正常運行時,擺動桿不允許碰撞上下限,各階段的拉拔流量可以同時保持不變。
(5)停機時保持同步連續(xù),始終保持各級線速度的比例關(guān)系。
(6)VFD集成了拉絲機的多套特殊參數(shù),直接調(diào)用相應(yīng)的參數(shù),無需客戶逐個設(shè)置參數(shù)。
五、SKI600在拉絲機上應(yīng)用的特點:
(1)獨有的輥徑系數(shù)自動計算功能。
隨著繞組直徑的不斷增大,繞線機的輸出頻率需要不斷降低。SKI600特別配備卷繞直徑計算功能,可動態(tài)、實時、自動計算繞線機當(dāng)前卷繞直徑,從而在恒張力下達到最佳卷繞效果。
(2)線圈直徑系數(shù)K1的增量。
運行時,當(dāng)張力平衡桿偏離中心位置時,卷繞直徑系數(shù)K1的自動計算功能開始。為了保證高、中、低速時的張力穩(wěn)定性,擺桿的不同位置偏差對應(yīng)不同的卷徑系數(shù)K1增量,不同系統(tǒng)的卷徑變化率不同。通過調(diào)整K1增量,可以實現(xiàn)線圈直徑的精確計算。
(3)強大的線圈直徑計算方法。
卷繞直徑的自動計算是保證繞線機在擺桿中心附近平穩(wěn)運行的一個非常重要的功能。中繞組直徑的自動計算方法有兩種:線速度法和厚度積分法。從而保證張力控制的性能更加完善。
(4)線圈直徑復(fù)位(手動/自動)。
在相同的線速度下,繞線機的輸出頻率在全直徑和空直徑之間有很大的不同。為了使繞線機和主機的線速度同步,更換繞組時應(yīng)重新設(shè)置繞組直徑。使用輥徑自動復(fù)位功能時,每次停機后,輥徑系數(shù)K1自動復(fù)位。停電或緊急停機后,應(yīng)使用手動繞組直徑復(fù)位功能,即外部多功能端子應(yīng)定義為繞組直徑復(fù)位端子。
(5)摩擦補償。
內(nèi)置靜摩擦補償、滑動摩擦補償模塊,從而保證克服摩擦而做功,使系統(tǒng)效果更加完美。
六、推薦的連接模式。
以下連接方式以SKI600系列產(chǎn)品為例。
(1)啟動開關(guān)與主機的X3端子連接(出廠值為正轉(zhuǎn)點動)。
(2)外部端子啟動開關(guān)與主機X1連接。
(3)線速電位器連接拉絲機(主機)的+10V、VS1、GND。
(4)主機的模擬輸出AO1端子和GND端子與繞線機的VS端子和GND端子連接。
(5)短接控制面板上的跳線端子J2。
(6)拉桿的電位器連接SKI600的+10V、AI、GND端子。
推薦的接線如下圖所示:
張力平衡桿的反饋值與上圖所示的SKI600系列拉絲機的特殊型號連接后,將張力桿向收線時張力桿擺動的方向移動,同時監(jiān)測PID反饋信號(C-09),其值應(yīng)由小到大變化,一般為0.0% ~ 100.0%。如果不在此范圍內(nèi),需要改變張力電位器的位置,使中心點在50.0%左右,張力電位器應(yīng)為360°高精度電位器;如果電動方式的調(diào)節(jié)比較麻煩,也可以直接將拉桿提升到收線張力保證的物理中間高度位置,然后將電位器的反饋值設(shè)置為50.0%。這種設(shè)置方法是為了保證張力產(chǎn)生偏差后,正偏差和負(fù)偏差都能通過拉桿獲得相同位置距離的偏差緩沖儲能。
七、拉絲機(SKI600)推薦參數(shù)。
水箱式雙變頻主機(拉絲機)推薦參數(shù)。
水箱式雙頻繞線機推薦參數(shù)。
注:以上推薦參數(shù)值可能不適合某些特殊工況,使用時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。
八、調(diào)試
(1)主機與繞線機的連接。
主機變頻器的輸出頻率通過可編程模擬輸出端口A01和GND端子與收線變頻器的電流輸入端口AS和GND相連。作為收線的前饋頻率,主機VFD的輸出頻率與收線內(nèi)部計算的PID調(diào)節(jié)共同作用,保證收線和收線的張力恒定。
(2)收線機的反饋接線。
張力平衡桿的電位器三端接收線VFD的+10V、AI、GND,分別根據(jù)擺桿最高位置反饋電壓和最低位置反饋電壓設(shè)置[[F3.06]]和[[F3.08]],保證擺桿處于中間位置時PID反饋值為50%。反饋電位計應(yīng)為360°高精度電位計。
(3)制動電阻器接線。
為了保證收線和收線的張力恒定,收線端的VFD需要在短時間內(nèi)加速和減速。高速減速時,線性電壓會上升。為了確保正常運行,需要一個外部制動電阻。制動電阻的阻值和功率請參考AC200系列變頻調(diào)速器的用戶手冊。制動電阻接SKI600系列拉絲機專用產(chǎn)品(+)和PB。
(4)斷線檢測功能。
當(dāng)張力反饋值小于PID斷線檢測的下限值[FF.20]或超過PID斷線檢測的上限值[FF.21]并持續(xù)到[FF.24]設(shè)定的時間時,VFD應(yīng)按照[FF.25]選擇的方式進行相應(yīng)的處理。報警下限[FF.20]:設(shè)置拉絲機PID斷線檢測的下限。當(dāng)反饋信號小于斷線報警下限并持續(xù)[ff。24]斷線檢測和判斷延時,則認(rèn)為拉絲機斷線。斷線報警上限[FF.21]:設(shè)置拉絲機PID斷線檢測的上限。當(dāng)反饋信號超過斷線報警上限并持續(xù)[[FF.24]]斷線檢測判斷延時,則認(rèn)為拉絲機斷線。斷線檢測判斷延時[FF.24]:為避免斷線誤報。
當(dāng)系統(tǒng)檢測到斷線時,通過斷線檢測判斷延時后,會上報斷線故障。分解動作模式:0。自由關(guān)閉和報警;1.只有斷線故障端子動作,當(dāng)檢測到斷線時,它會繼續(xù)運行。同時,如果多功能輸出端子設(shè)置為斷開輸出,將立即輸出有效信號。
為避免啟動或關(guān)機時誤報警,可設(shè)置在啟動操作超過設(shè)定時間[[FF.22]]且輸出頻率高于設(shè)定頻率[[FF.23]]后啟動斷線檢測功能。
如果檢測到斷開,自由停機并報告“緊急PID”故障。如果[[FF.25]]設(shè)置為1,斷開故障將在[[FF.27]]設(shè)置的時間后自動復(fù)位。
(5)制動控制。
當(dāng)從機停止時,輸出制動信號(由選定的輸出端輸出),并在[FF.29]設(shè)定的時間后立即停止輸出。在制動信號輸出期間,如果運行命令有效,立即停止制動。