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伟创AC310、AC200-L变频器在拉丝机上的应用

发布日期:2019-08-07 浏览次数:1966
1. 前言
拉丝机也被叫做拔丝机。拉丝机是在工业应用中使用很广泛的机械设备,其应用于机械制造,五金加工,石油化工,塑料,竹木制品,电线电缆等行业。


拉丝机按其用途可分为金属拉丝机
用于标准件等金属制品生产预加工,塑料拉丝机用于塑料制品行业中以涤纶、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚酯切片等为原料生产各种空心、实心园丝或扁丝进行深加工的专用成套设备,竹木拉丝机用于竹木制品行业中制作筷子,牙签,烧烤棒等拉出竹丝,木丝进行再加工的专用设备等。

拉丝机以拉伸方式可分为直进式、水箱式等,以线径粗细又可分为大拉机、中拉机、细拉机和微拉机等,都由拉丝伸线和收线两部分组成
为提高线缆的产量、质量和降低成本,拉丝机一般改为双变频或多变频恒张力控制,而目前大多数变频同步控制一般是采用外接PID控制器的控制方式,此方式的缺点有:PID控制器的控制参数调试困难,价格昂贵,容易损坏,模拟量在传输过程中有衰减、漂移的问题存在,维修、维护费用较高,而使用拉丝机变频器操作方便,调试简单,经济实惠,是配合拉丝机使用中的一种趋势目前伟创拉丝机变频器畅销全国各地,口碑盛嘉,获得拉丝机领域各个厂家一致好评

 

2. 拉丝机的简介与工作原理


2.1 直进式拉丝机简介


直进式拉丝机是有多个拉拔头组成的小型的连续生产设备,通过逐级拉拔,可以一次性地把钢丝冷拉到所需的规格,所以工作效率比较高。但是,由于通过每一级的拉拔后,钢丝的线径发生了变化,所以每个拉拔头工作线速度也应有变化,特点
多个拔头、多台变频、多PID调节。

2.2 直进式拉丝机原理:

1)直进拉丝机的工作原理就是控制各卷筒的金属流量时刻相等

2)拉丝模的磨损,电机速度的波动,钢丝粗细不均等扰动,由位移沙龙365检测,经过PID算法作为速度补偿。


3)最后一道卷筒的速度作为主给定,通过减面率和传动比计算出其他卷筒的给定。


2.3 水箱式拉丝机简介

水箱拉丝机也叫湿式拉丝机,其拉拔过程是在水箱中进行的,这样可以有效地散去钢丝拉拔及钢丝在卷筒上滑动所产生的热量,适用于小规格钢丝的生产
 

2.4 水箱式拉丝机工作原理

1)主机拖动塔轮,通过模具大口进小口出,完成粗线变细线过程

2)张力通过张力杆相连的电位器转化为0-10V电信号


3)收卷变频自带卷径计算功能,即随着收线越来越多,自动降低收线速度,结合张力反馈电压进行PID运算,保持收线张力恒定


  3. 拉丝机系统方案原理图       



  4. 拉丝机变频器工艺要求

(1)
超强的低频扭矩,快速的动态响应特性,超稳的稳态精度,无抖动发颤的现象

(2)全部张力控制算法集成到变频器,同时将拉丝机特色功能整合到变频器中,无需外围控制电路,便可实现复杂的拉丝机全部控制功能

3)主机起停时绝不允许发生断线的现象,如出现断线故障应迅速报警且紧急停车


4)运行平稳,在正常运行过程中,不允许摆杆碰撞上下限位,能够保持相同时刻每级拉拔流量相同


5)停机时保持同步不断线,时刻保持每级线速度的比例关系等


6)变频器集成了多套拉丝机专用参数,直接调用对应参数,无需客户逐一设定参数



 
5. AC310、AC200-L拉丝机变频器的特点

1)独有的卷径系数自动计算功能


随着收线机卷径的不断增大,收线机的输出频率需不断降低。AC310、AC200-L系列变频器内部专门设有卷径计算功能,动态、实时、自动计算收线机的当前卷径,以达到最佳的恒张力收线效果。


2)卷径系数K1增量


运行过程中,当张力平衡杆偏离中心位置时,卷径系数K1自动计算功能开启。为了保证高、中、低不同速度下的张力稳定,摆杆不同的位置偏差对应不同的卷径系数K1增量,不同系统卷径变化速率不同,通过调整K1增量来实现卷径的准确计算。

(3)强大的卷径计算方法

为保证收线机在摆杆中心位附近平稳运行,卷径自动计算是很重要的功能,AC310、AC200-L中有两种卷径自动计算方法选择:线速度法、厚度积分法。从而保障张力控制的性能更加完美


4)卷径复位(手动/自动)


相同的线速度下,满径和空径时的收线机输出频率相差很大,为使收线机和主机线速度同步,收线机在换卷时需进行卷径复位。当使用卷径自动复位功能时,每次停机后卷径系数K1自动复位。当停电或紧急停车后,应使用手动卷径复位功能,即定义外部多功能端子为卷径复位端子。


5)摩擦补偿


内置静摩擦补偿、滑动摩擦补偿模块,从而保障克服摩擦力做功,使系统效果更加完美



  6. 推荐接线方式

以下接线方式以
AC200-L为例子。


1)寸动开关与主机的 X3 端子(出厂值为点动正转)连接。


2)外部端子启动开关与主机 X1 连接。


3)拉线速度电位器与拉丝机(主机)的+10V、VS1 和 GND 连接。


4)主机的模拟输出 AO1 端子、GND 端子与收线机的 VS 端子、GND 端子连接。


5)将控制板上的跳线端子 J2 短接。


6)张力杆的电位器与 AC200-L 系列变频器的+10V、AI、GND 端子连接。


推荐接线如下图所示


  张力平衡杆反馈值与 AC200-L 系列拉丝机专用变频器如上图所示连接后,按收线机收线使张力杆摆动的方向移动张力杆,同时监测 PID 反馈信号(C-09),其数值应该由小变大,一般为 0.0%~100.0%。若不在此范围内,需改变张力电位器的位置,使中心点为 50.0%左右,张力电位器应为 360°高精度电位器;如果电气方式调整比较麻烦,也可以直接将张力杆抬起至收线张力保证的物理中间高度位置,然后整定电位器反馈值在 50.0%即可。这种整定方式旨在保证张力产生偏差后,其正偏差和负偏差都能够通过张力杆获得同等位置距离的偏差缓冲储能   7. 拉丝机推荐参数(AC200-L)



7.1 水箱式双变频主机(拉丝机)推荐参数  

功能代码 功能码名称 设置值 功能
F0.00 控制方式 0 V/F 控制
F0.02 运行命令通道 1 端子控制
F0.03 频率给定主通道选择 0 键盘数字给定频率
F0.09 最大频率 50.00  
F0.11 上限频率数字设定 50.00  
F0.14 加速时间 1 30.00  
F0.15 减速时间 1 30.00  
F2.01X2 多功能输入端子 2(X2) 3 三线制运行控制(Xi
F2.03X4 多功能输入端子 4(X4) 6 自由停车
F2.04X5 多功能输入端子 5(X5) 8 故障复位
F2.05X6 多功能输入端子 6(X6) 83 计米复位
F2.08 X1X4 端子特性选择 1000 X4 端子断开有效
F2.26 端子控制运行模式 2 三线制 1
F2.29 输出端子(Y 35 水箱从机运行命令
F2.30 继电器输出端子(TA1-TB1-TC1 4 故障跳脱报警1 (故障自恢复期间报警)
F2.31 继电器输出端子(TA2-TB2-TC2 34 计米到达
F3.54 AO1 输出选择 1 输出频率

7.2 水箱式双变频收线机推荐参数

功能代码 功能码名称 设置值 功能
F0.00 控制方式 0 V/F 控制
F0.02 运行命令通道 1 端子控制
F0.03 频率给定主通道选择 10 拉丝机专用通道
F0.09 最大频率 80.00  
F0.11 上限频率数字设定 80.00  
F0.14 加速时间 1 1.00  
F0.15 减速时间 1 1.00

F1.10 停机方式 1 自由停机
F2.01X2 多功能输入端子 2(X2) 6 自由停车
F2.02X3 多功能输入端子 3(X3) 8 故障复位
F2.03X4 多功能输入端子 4(X4) 80 卷径复位
F2.04X5 多功能输入端子 5(X5) 81 卷径切换
F2.05X6 多功能输入端子 6(X6) 82 断线故障输入
F2.08 X1X4 端子特性选择 0010  
F2.45 输出端子(Y 82 断线输出
F2.46 继电器输出端子(TA1-TB1-TC1 4 故障跳脱报警 1(故障自恢复期间报警)
F2.47 继电器输出端子(TA2-TB2-TC2 33 刹车输出
Fb.03 PID 控制器反馈信号源 3 电压/电流模拟量 AI 反馈
 
注意:以上推荐参数值可能不适用于某些特殊工况,使用时根据现场情况进行调整。 

 

8. 变频器调试


8.1主机、收线机接线 主机变频器的输出频率由可编程模拟量输出口 A01、GND 端子与收线变频器的电流输入口 AS、GND 连接;主机变频器的输出频率作为收线机的前馈频率,与收线机内部计算的 PID 调节量共同作用,保证收放线张力恒定。   8.2 收线机反馈接线 张力平衡杆电位器的三端与收线变频器的+10V、AI、GND 连接,根据摆杆最高位置反馈电压和最低位置反馈电压分别设定[F3.06]和[F3.08],这样可以保证摆杆在中间位置时 PID 反馈值为 50%。张力反馈电位器应为 360°高精度电位器。   8.3 制动电阻接线 为保证收放线的张力恒定,收线机变频器需在较短的时间内加速和减速,高速减速时,变频器的直线电压会升高,为保证变频器的正常工作,需外接制动电阻,制动电阻的阻值及功率参见 AC200 系列变频调速器使用手册,制动电阻与 AC200-L 系列拉丝机专用变频器的(+)、PB 连接。   8.4 断线检测功能 当张力反馈值小于PID 断线检测下限值[FF.20]或超过PID 断线检测上限值[FF.21]并持续[FF.24]设定的时间后,变频器由[FF.25]选择的方式做出相应的处理。断线报警下限值[FF.20]:设定拉丝机 PID 断线检测的下限,反馈信号小于断线报警下限值并持续[FF.24]断线检测判断延时后,则认为拉丝机断线。断线报警上限值[FF.21]:设定拉丝机 PID 断线检测的上限,反馈信号超过断线报警上限值并持续[FF.24]断线检测判断延时后,则认为拉丝机断线。断线检测判断延时[FF.24]:为了避免断线误报警

当系统检测到断线,经过断线检测判断延时时间后,再报断线故障。断线故障动作方式:0、自由停机并报警;1、仅断线故障端子动作,当变频器检测到断线后,继续运行。同时多功能输出端子如果设置为断线输出则立刻输出有效信号


为避免启动或停机过程中误报,可设置变频器启动运行超过[FF.22]设定时间,并且变频器输出频率高于[FF.23]设定频率后,开启断线检测功能


检测到断线,变频器自由停机并报“E.PID”故障。若[FF.25]设为 1,则经过[FF.27]设定时间后,断线故障自动复位。

8.5 抱闸的控制 从机停机时输出刹车信号(由选中的输出端子输出),经过[FF.29]设定的时间后,立即停止输出。刹车信号输出期间,如果运行命令有效,立即停止刹车。 

 
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