直進式拉絲機應用方案

引言

拉絲機是金屬線材生產(chǎn)的重要設備，主要是將金屬線材拉拔成各種規(guī)格的細絲。從產(chǎn)品規(guī)格上可分為：大拉機、中拉機、小拉機以及細微拉。從機械結(jié)構(gòu)上可分為：滑輪式、活套式、水箱式和直進式。在電線電纜行業(yè)，雙變頻細微拉應用十分廣泛。相對而言，其要求的控制性能也較低，而對大部分鋼絲生產(chǎn)企業(yè)，針對材料特性，其精度要求和拉拔穩(wěn)定度高，因此使用直進式拉絲機較多。特別是焊材生產(chǎn)企業(yè)，氣體保護焊絲、埋弧焊絲、鋁焊絲、氬弧焊絲、不銹鋼焊絲、高強度焊絲以及最先進的藥芯焊絲，其對拉絲機的電氣控制要求很高。變頻器作為主要的電氣控制部分，特別是張力控制的精度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。深圳市偉創(chuàng)電氣作為一家專業(yè)的變頻器制造商，所生產(chǎn)的恒張力AC62-L型專用變頻器，以其卓越的性能贏得了電線電纜企業(yè)和焊絲生產(chǎn)企業(yè)的認可和好評。

一、拉絲機工作原理

直進式拉絲機是有多個拉拔頭組成的小型的連續(xù)生產(chǎn)設備，通過逐級拉拔，可以一次性地把鋼絲冷拉到所需的規(guī)格，所以工作效率比較高。但是，由于通過每一級的拉拔后，鋼絲的線徑發(fā)生了變化，所以每個拉拔頭工作線速度也應有變化。

根據(jù)拉模配置的不同，各個拉拔頭的拉拔速度也要變化。拉拔速度的基準是每個時刻通過拉模的鋼絲的秒流量體積不變。直進式拉絲機的各個拉拔頭的工作速度就是基于以上的原則，保證各個拉拔頭同步運行。但是，以上的說明是基于理想狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)工作過程，由于機械傳動的誤差以及機械傳動的間隙，還有在起動、加速、減速、停止等動態(tài)的工作過程中，各個拉拔頭就無法保持同步，所以，我們在直進式拉絲機上采用了張力傳感器，動態(tài)測量各個拉拔頭間的鋼絲的張力，再把張力轉(zhuǎn)換成標準信號(0～10V)，用這個標準信號反饋給變頻調(diào)速器，變頻器用這個信號作閉環(huán)PID過程控制，在主速度上疊加上PID計算的調(diào)整量，保持各個張力檢測點的張力恒定，也就保證了直進式拉絲機工作在同步恒張力的工作狀態(tài)。

二、系統(tǒng)介紹（以11臺直進式拉絲機組為例）

該套設備的作用是對線材的二次細拉。過程中，經(jīng)過拉拔后形成2.80mm左右的一次成品。再經(jīng)過二次拉拔形成1.20mm左右的成品（依需求而定）。模具的配比如下表：

根據(jù)客戶要求，該系統(tǒng)為11聯(lián)直進式拉絲機，該系統(tǒng)采用深圳偉創(chuàng)電氣張力控制專用變頻器AC62-L系列，系統(tǒng)配置如下圖（1）所示，PLC+11臺專用型變頻器。前饋通道由主機PLC給定，PLC作為主機與從機變頻器作485通訊，（由主機發(fā)送廣播指令）即前饋頻率由485通訊給定。省卻了價格高昂的DA模塊。

圖（1）

該系統(tǒng)設計有功能全面（系統(tǒng)啟動、停車、跳卷、線速度設定、收卷點動、斷線保護等），極大的方便了操作人員對設備進行熟練的操作和監(jiān)控。PLC在整個系統(tǒng)中起著重要的作用。                             

（1）得到啟動信號后，PLC輸出使變頻器FWD與COM端子閉合，變頻器運行。

（2）根據(jù)按鈕或主電位器由PLC的485通訊端口發(fā)出主速度信號。

（3）低速穿線時，需要前聯(lián)動、正轉(zhuǎn)點動、反轉(zhuǎn)點動和后聯(lián)動。

前聯(lián)動：我們以放線工字輪為最前，假如我們在4#塔輪處腳踏前聯(lián)動開關(guān)，應該是1#～4#機聯(lián)動，即4#機點動運行，1至3號機自動運行，即1到3號機頻率信號來自點動頻率加張力桿PID疊加后給定運行頻率，以此類推。

正轉(zhuǎn)點動：當某臺塔輪上線材松動時，需要單獨點動該臺，其它塔輪不動作。

反轉(zhuǎn)點動：極少用到可以不設計。

后聯(lián)動：仍以放線工字輪為參照，假如我們在4#塔輪處腳踏后聯(lián)動開關(guān)，應該是4#～11#機聯(lián)動。即4#機點動運行，5至11號機自動運行，即5到11號機頻率信號來自點動頻率加張力桿PID疊加后給定運行頻率，以此類推。

變頻器的應用要求

如圖（1）所示，機臺上有11個塔輪，其中1#～10#采用偉創(chuàng)電氣拉絲機張力控制專用變頻器，分別對應張力傳感器。張力傳感器反饋給變頻器一個0～10V信號，變頻器以此保證線材的張力恒定。10#也采用拉絲機專用變頻器，但沒有張力機構(gòu)。收線機的前一臺定義為主機，沒有張力機構(gòu)，目的是為了收卷前的變頻器的速度沒有波動。便于收卷，11#采用拉絲機收卷張力控制專用變頻器控制收線輪，即收卷采用恒轉(zhuǎn)矩矢量變頻器，與1#～10#所不同的是，收線工字輪的卷徑在不斷的變化，而且還要保持線材恒張力，以免張力過大斷線或太松亂線，也就是要求變頻器有很好的張力控制能力。

三、AC62-L系列變頻器特點

1、只需要按說明書正確接線，就可以開機正常工作。

2、所有動態(tài)參數(shù)：卷徑、傳動比、線徑，空盤、半盤、滿盤，低速、中速、高速，張力、斷線全部由變頻器內(nèi)部自動處理。

3、不需要PID板，只需要外接操作開關(guān)、少量中間繼電器、指示燈和顯示儀表。

4、系統(tǒng)更簡潔、成本更低、維護更方便，同時，控制效果更佳，設備運行更穩(wěn)定。

5、張力桿（位移傳感器）在下限位、中間位或上限位，都可開機運行。自動跟蹤拉絲線速度，張力平衡桿或位移傳感器基本維持在中點位置。

6、變頻器與電機同功率匹配使用，不需要放大變頻器的容量。

7、適用于雙變頻，多變頻拉絲或收卷的張力控制應用場合，更換拉絲模具或機臺數(shù)時不需要調(diào)整任何參數(shù)。

參數(shù)設置：

（1）1#～10#變頻器參數(shù)設置

注：其中部分參數(shù)應根據(jù)實際情況設置。

（3）張力部分調(diào)試

11#收卷變頻器同樣采用AC80型變頻器，唯一不同的是，1#～10#變頻器塔輪上的卷徑?jīng)]有變化，而11#在生產(chǎn)進行中，工字輪卷徑不斷增大。變頻器通過實時卷徑自動計算，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，保持線速度一定。PID自動調(diào)節(jié)使張力輪始終處在中間位置，保持恒張力。