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四方变频器在线缆机械直进式拉丝机的应用

来源:四方变频器 | 发布时间:2019-02-25 | 浏览次数:   | 字体大小:     

深圳精展达高工13480903564一级代理LGPLC,西门子PLC,LG变频器,LG触摸屏,威纶触摸屏,weinview触摸屏,eview触摸屏,四方变频器,雷赛步进,KINCO步进,KINCO伺服等自动化产品兼具非标设备程序编程开发,质量保证,价格优惠,买工控,精展达!网站:http://www.weiluneview.com  在线QQ:574082740四方变频器应用广泛,子啊线缆行业也是成功的应用,今天和大家一起了解在直进式拉丝机上的应用,希望大家看了有收获!

先看直线拉丝机的工艺流程:该设备由活套、放卷筒和七个拉丝卷筒组成,根据要生产线材的规格,在各道卷筒前面安装相应的拉丝模,拉丝模由大到小,到最末一道为所要求规格的产品线径。线材由活套经放卷筒出来后经过第一道拉丝模到第一个卷筒,从第一个卷筒再到第二个拉丝模,这样一级一级拉下去,到最后一个为收卷筒。各卷筒之间有一个汽缸摆臂,用于位移传感器把张力反馈到变频器,变频器根据反馈信号作PID闭环控制,使其各个卷筒之间张力保持恒定。工艺要求在要更换接丝模的情况下直接把模具规格输入人机界面,变换拉丝模之后整个系统照样能正常生产运行。工艺简图如下图所示:

控制原理和主要电气部件:LGPLC,威纶触摸屏四方变频器

系统控制原理

       直进式拉丝机在设计时每级电机与卷筒的速比不同,越后一级速比越大,同时各级拉模孔径的不同,线材直径由大到小发生变化,而每个时刻通过拉模线材的秒流量体积不变,这样线材的的变化也会使速比发生变化。在实际生产当中生产的线材规格不同,就需更换拉丝模,这样速比也会发生变化;在逻辑控制上,线材从放卷到1#卷筒再到最后一级的收卷是一步一步往下运行过程,在穿线时运行1#卷筒,放卷电机与1#电机爬行,线材穿到2#卷筒时,放卷、1#、2#联动爬行。依此类推当线材穿到收卷筒时,前面所有的电机都要求可以联动爬行。同时各个卷筒也可以单独点动。所以针对每个卷筒要有开关来控制,包括联动、手动、急停、脚踏点动开关;收卷筒是自行滑动的锥形卷筒,在收卷时直径一般不会变化。基于此原理:

       人机界面上有系统运行及停止等逻辑开关,报警信息(任何一台变频器出现意外故障,整个系统停机并提示操作人员)、显示当前生产线速度(根据收卷筒转速和卷筒直径通过PLC计算得出),同时设定各道拉丝模的孔径和系统运行频率。

       PLC处理所有逻辑关系和计算。以最后一台收卷电机运行频率为基准,从屏上得到各道模的孔径,再综合机械传动比计算出各卷筒电机的频率。考虑成本及四方变频器便利的的通讯功能,各级电机的运行频率信号无需D/A模块输出模拟量来控制,直接通过PLC与变频器的485通讯口发送实时频率。变频器的运行及停机信号用外部端子由PLC输出开关量来控制。

       由于接丝模的变化使各级卷筒之间的速比发生变化,这样就会影响在加减速过程中线材的张力。但四方变频器特有的加减速时间与联动比例存在某种对应关系,所以在停机和启动运行过程中,无需如其它品牌变频器一样在加速和减速时,其当前运行频率要运用一定的的斜率使其加速运行或减速停机。在点动和爬行时不用变频器的点动功能而用运行信号控制,这样就避免了更换拉丝模引起的在系统爬行时的断线。

       变频器在PLC给定频率及运行信号后,通过传感器反馈回的0-10V信号作内部PID自调节,E380系列变频器通过带前馈补偿的PID控制,可以实现高度稳定的张力控制。系统控制简图如下:

 

调试要点

4 调试

       各准备工作完成后就可以调试,调试时按穿线材的顺序一级一级往下调,前一级调好再调下一级,先手动再联动,先低速再高速。

       各汽缸摆臂与传感器的位置会因为机械误差不同而有所不同,在调试初期校正好各传感器位置的最大值和最小值,要对应变频器反馈通道的最大和最小值,此值在监控菜单“D-9”可以看到,合理的数值对应范围应最大值是100,最小值是0。按传感器的位置来设定PID调节的目标值,PID根据目标值进行自调整。放卷筒上面有一个滑轮,在运行时可自行打滑,速度的快慢可以在屏上通过设置一个线速度系数自由调节。整个系统运行是以收卷电机为基准,所以放卷和收卷变频器不需要PID功能调节,可以在通用模式下运行。

       整个系统调试的关键是在启动、减速停机和PID调节的设置上,在调试初期启动和停机又是重点。

       从以上工艺图可以看出,张力反馈装置安装在卷筒的后面。在最初穿线材到每个卷筒上,先点动,调节好再与前一级联动,如果前一级出现松线的状况,那可能是前一级的PID限幅的原因,需把PID限幅适当增大(参数F7.8)。在收卷电机之前的调节,因为每个卷筒电机都是在PID模式下控制运行,如果最后一个联动电机以这种模式下运行。运行时卷筒后面会因为没有线材,使汽缸摆臂在最大位置,反馈信号影响当前电机的运行速度,最终必会受到PID限幅的限制,而每一级的联动比例不同,PID的限幅的幅度也不一样。这样可能就会产生前一级的松线。根据此种情况从前一级到后一级,PID的限幅要慢慢变小。这级联动调好后再往下穿,调下一级的点动,这样一级串一级往下调节,一直到收卷电机。

       在联动控制模式下启动低速运行,然后停机,看各卷筒之间停机后的张力情况,线材太松把相关联后一级的电机直流制动起始频率适当的的减小(参数F4.4),线材太紧就查看变频器内部D-9的值,此值为位移传感器张力反馈值,如果D-9的值大于PID给定值,就有必要把相应电机的直流制动起始频率适当提高。每次修改以最少单位进行加或减,每次不能更改过大,通过多次反复调节,直到调合适为止,停机时D-9的值大于10小于PID给定值为好。根据拉丝机的工艺从前一级到后一级,制动起始频率设置由小到大进行设置。

       停机调好后启动系统低速运行。根据生产工艺流程,在系统运行当中线材的振动都是后一级振动影响前一级振动,PID参数设置不合理很容易把这种一级串一级扩大化,最终就有可能PID调试跟不上产生断线。在设置PID参数时,P值在1#机到收卷机由大变小,I值相反由小到大,D值设置好以后尽量不要变化。以这种模式设置的目的就是当后一级发生振动时,必定会影响前面几级的张力稳定性,然后通过前面几级一级一级逐步减弱直到消除,最后保持整个系统张力的稳定。

       用E380拉丝机专用变频器组成的电气系统,运行频率是PLC直接以广播形式发送统一频率到各变频器,各变频器的联动比例,是以收卷电机为基准,根据拉丝模的参数和机械传动比例,通过屏送到PLC,由PLC计算出来,把机台之间的联动比例发送各变频器EEPROM区,联动比例参数只有在更换拉丝模时才更改。运行时E380变频器根据联动比例,内部自行调节加减速时间,以保持在加速和减速过程中恒定的张力而不断线。各台变频器的加速时间与减速时可以完成设置一样,加速在15S-50S。减速在10S以内。正因为如此所以在加减速时间上,克服了一般拉丝机系统存在加减速时间过短,引起的断线问题。

       在调试初期可以启动变频器的联动比例自矫正功能,在低速运行时从各台变频器键盘上直接读取运行频率,最快找到最佳的联动比例,无需通过人为计算,为调试节省时间。对变频器设置参数时要根据现场机械特点进行设置,由于机械的误差有的参数可能不尽相同。

       各台变频器主要参数设置如下:

 

功能代码

放卷

变频器

1#

变频器

2#

变频器

3#

变频器

 

4#

变频器

5#

变频器

 

6#

变频器

收卷

变频器

F0.0

 0000

 0001

 0001

0001

 0001

 0001

 0001

 0000

F0.1

   2

   2

   2

  2

   2

  2

   2

   2

F0.4

 0001

 0001

 0001

 0001

 0001

 0001

 0001

 0001

 F0.10

  40

  40

  40

  40

  40

  40

  40

  40

 F0.11

  10

  10

  10

  10

10

  10

  10

  10

F4.5

   0

   2

  2.1

  2.2

 2.3

  2.4

  2.5

  2.7

F4.6

   1

   1

   1

  1

   1

  1

   1

   1

F4.7

  30

  50

  50

  50

  50

  50

  50

  50

F7.0

  ___

   1

   1

  1

   1

  1

   1

  ___

F7.1

  ___

 0001

 0001

0001

  0001

 0001

  0001

  ___

F7.2

  ___

  0.8 

  0.8

  0.7

  0.7

  0.55

  0.5

  ___

F7.3

  ___

  10

  10

  20

  20

  25

  25

  ___

F7.4

  ___

  20

  20

  25

  35

  40

  50

  ___

F7.8

  ___

  40

  35

  30

  27

  15

  10

  ___

F8.2

  ___

  20

  10

  10

  10

  10

  20

  ___

 F8.11

  ___

  25

  25

  25

  25

  25

  25

  ___

F9.0

 0015

 0015

 0015

 0015

 0015

 0015

 0015

 0015

F9.1

  7

  0

  1

  2

  3

  4

  5

  6

F9.3

 0000

 0000

 0000

 0000

 0000

 0000

 0000

 0000

 

5 调试效果

      用四方E380拉丝机专用变频器组成的直进式拉丝机电气系统,在调试完毕优化参数之后。通过测试在更换模具后的系统稳定性。最后设备正常生产的线速度比原来的电气控制系统提高了三分之一,整个系统在高速运行时关键的几个环节(加速、PID调节、减速)张力都保持的非常稳定,如果机械设备再改进一些,把普通电机换成变频电机。速度完全可以再往上提。电气系统的完善也极大的提高了客户产品在市场上的竞争力。

希望大家看了有启发和收获!

 
TAG:四方变频器,线缆机械,直进拉丝机

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