一,、拉絲機(jī)原理:
拉絲機(jī)原理簡(jiǎn)述:
雙變頻伸線機(jī)為電線電纜的主要加工設(shè)備,屬于拉絲機(jī)的一種,。它通過機(jī)械機(jī)構(gòu)傳動(dòng)導(dǎo)輪,,牽引絲線經(jīng)過拉絲模,逐步將絲線牽引到目標(biāo)直徑,。為了保證出線的線徑均勻,,保證產(chǎn)品質(zhì)量,使絲線通過一個(gè)張力桿,,調(diào)節(jié)張力桿的重量,,達(dá)到調(diào)節(jié)絲線直徑的目的。而保證張力桿的平衡,,是保證線徑均勻,,保證好的產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件。控制的關(guān)鍵在于保證張力桿的穩(wěn)定和平衡,。簡(jiǎn)單的開環(huán)控制和普通PID調(diào)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求的,。因此,現(xiàn)有的拉絲機(jī)有不同的控制方案:1,、使用 PID控制板,。調(diào)節(jié)控制板的電子元器件參數(shù),達(dá)到調(diào)節(jié)穩(wěn)定度的目的,。使用此方法具有很大的劣勢(shì),,因?yàn)殡娮釉骷S溫度等外界環(huán)境的變換而變換導(dǎo)致PID參數(shù)改變,需要長(zhǎng)期的維護(hù),。2,、使用外部PLC控制??梢詢?nèi)部集成PID算法,,穩(wěn)定性比較好,但是PLC的成本壓力,,使這種方案的采用較少,。3、使用單片機(jī)控制系統(tǒng)或者人機(jī)界面替代PLC,,集成外部顯示信號(hào),,做到控制的人性化。但是與PLC控制類似,,無(wú)形中增加了廠家的制造成本,。4、使用拉絲機(jī)專用卷繞變頻器,。當(dāng)前市場(chǎng)上針對(duì)拉絲專用的變頻器種類比較多,,控制方法也不相同,但有一個(gè)共同點(diǎn),,集成了部分拉絲機(jī)設(shè)定和顯示功能,,使用前饋PID算法,保證了拉絲機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行,。針對(duì)無(wú)錫新區(qū)客戶,我們推薦使用四方拉絲機(jī)專用變頻器,。分析如下:
客戶原有控制方案使用東元做主拉變頻器,,通過PID控制板實(shí)現(xiàn)張力閉環(huán)控制??蛻舴从?,由于PID反饋控制板的參數(shù)調(diào)試?yán)щy比較大,維護(hù)不方便,,使用過程中,,由于PID板電子器件的寄生參數(shù)變化經(jīng)常導(dǎo)致產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定,,需要工程師及時(shí)跟進(jìn)維護(hù),運(yùn)行中擺動(dòng)幅度較大,,影響產(chǎn)品品質(zhì),。四方拉絲機(jī)專用變頻器的參數(shù)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定度比PID控制板優(yōu)化,,參數(shù)的可拷貝功能,,減免了調(diào)節(jié)參數(shù)的繁瑣過程。
二,、產(chǎn)品功能特點(diǎn):
E380是四方電氣于2007年年初推出的集成型變頻器,,在E350系列的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了硬件和軟件設(shè)計(jì),,集成了多種專用功能,,針對(duì)拉絲行業(yè),E380改進(jìn)了PID設(shè)計(jì),,通過參考主機(jī)頻率的前饋PID設(shè)計(jì),,達(dá)到張力的平衡,為實(shí)現(xiàn)主機(jī)和卷繞的穩(wěn)定同步,。此外如主機(jī)為E380系列,,則可通過 RS485通信功能聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)加工產(chǎn)品的高性能,。
E380系列拉絲專用軟件模塊特點(diǎn):
1:前饋PID功能控制,,節(jié)省PID控制板。
2:自適應(yīng)PID參數(shù)調(diào)整,,變頻器自優(yōu)化PID調(diào)節(jié)性能,。
3:簡(jiǎn)單易懂的拉絲專用參數(shù)組,大大減少客戶調(diào)試時(shí)間和難度,。
4:轉(zhuǎn)速檢測(cè)和顯示,,線長(zhǎng)計(jì)長(zhǎng)設(shè)定和檢測(cè),顯示功能,,節(jié)省客戶轉(zhuǎn)速顯示表,,計(jì)5:米表等設(shè)備成本。
5:多種斷線檢測(cè)和報(bào)警方式,,避免出現(xiàn)意外情況下的事態(tài)擴(kuò)大,。
6:RS485聯(lián)動(dòng)控制,且可隨意調(diào)節(jié)的聯(lián)動(dòng)比例,,增加了聯(lián)動(dòng)信號(hào)的精度,,更易于實(shí)現(xiàn)張力桿的穩(wěn)定控制。
7:軟件的模塊化設(shè)計(jì),可切換到通用模式,。
三,、系統(tǒng)概述:
伸線動(dòng)力: 東元7200MA-4T0037變頻器
收卷動(dòng)力: 四方E380-4T0022拉絲專用變頻器
進(jìn)線徑: ф0.5
出線徑: ф0.06
張力反饋方式: 360度高精度旋轉(zhuǎn)電位計(jì),重力式擺桿反饋,。
模數(shù):22
四,、拉絲伸線機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):
1、外圍器件功能說明:
R1 拉絲機(jī)主拉調(diào)節(jié)電位機(jī)
R2 反饋桿高精度旋轉(zhuǎn)電位計(jì)
R3 從機(jī)外接制動(dòng)電阻
S1 主機(jī)啟動(dòng)常開自鎖按鈕
S2 主機(jī)停機(jī)常閉自鎖按鈕
S3 主機(jī)點(diǎn)動(dòng)腳踏點(diǎn)動(dòng)開關(guān)
S4 主機(jī)以及從機(jī)故障復(fù)位非自鎖開關(guān)
S5 斷線檢測(cè)接近開關(guān)
M1 抱閘信號(hào)控制繼電器
M2 排線機(jī)啟動(dòng)信號(hào)控制接觸器
2,、主機(jī)接線功能說明:
15V VIN GND 主機(jī)頻率給定
DI1 DG 主機(jī)正轉(zhuǎn)-停機(jī)指令
DI3 DG 從機(jī)故障反饋信號(hào)
DI5 DG 主機(jī)點(diǎn)動(dòng)指令
DI4 DG 主機(jī),,從機(jī)外部復(fù)位
RA RB RC 主機(jī)故障輸出報(bào)警
AO1 GND 主機(jī)頻率類比信號(hào)輸出
DO1 DOG 主機(jī)頻率到達(dá)信號(hào)
3、從機(jī)接線功能說明:
VC2 GND 主機(jī)聯(lián)動(dòng)頻率信號(hào)
PLS CM 測(cè)速轉(zhuǎn)盤脈沖信號(hào)
X1 CM 斷線檢測(cè)信號(hào)
RST CM 從機(jī)外部復(fù)位信號(hào)
FWD CM 從機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)
TA TB TC 從機(jī)故障反饋信號(hào)
VS VC1 GND 反饋模擬輸入信號(hào)
OC2 CM 斷線抱閘輸出信號(hào)
OC1 CM 排線機(jī)啟動(dòng)信號(hào)
PB P+ 從機(jī)外接制動(dòng)電阻
五,、控制功能注意事項(xiàng):
1:主機(jī)點(diǎn)動(dòng)信號(hào)與主機(jī)控制從機(jī)啟動(dòng)
為了確保主機(jī)的點(diǎn)動(dòng)獨(dú)立,,從機(jī)的啟動(dòng)在主機(jī)啟動(dòng)后執(zhí)行,方案中使用主機(jī)的集電極輸出作為控制從機(jī)的啟動(dòng)信號(hào),,需要設(shè)定主機(jī)的點(diǎn)動(dòng)頻率低于DO1的頻率檢出對(duì)應(yīng)頻率,。
2:主機(jī)與從機(jī)的故障復(fù)位
在運(yùn)行中,如從機(jī)出現(xiàn)故障,,通過主機(jī)的DI3端口檢測(cè),,使主機(jī)做出對(duì)應(yīng)的處理,當(dāng)故障排除后,,可通過S4開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位,,S4的復(fù)位是同時(shí)對(duì)主機(jī)和從機(jī)進(jìn)行復(fù)位。
3:主機(jī)和從機(jī)的同步控制
主拉變頻器輸出頻率決定了整個(gè)拉絲機(jī)械的工作效率,,同時(shí)也為卷繞機(jī)的PID環(huán)節(jié)提供前饋頻率信號(hào),,從而使卷繞變頻器的PID功能輸出穩(wěn)定,保證擺桿的穩(wěn)定運(yùn)行,。主機(jī)通過類比輸出AO1,,輸入到從機(jī)VC2模擬信號(hào)輸入端。
4:張力桿反饋調(diào)節(jié)
張力反饋電位計(jì)R2為360度的高精度電位計(jì),,通過E380監(jiān)控參數(shù)監(jiān)測(cè),,當(dāng)擺桿位置最低時(shí),對(duì)應(yīng)反饋D-9的值為0,。當(dāng)擺桿位置最高時(shí),,對(duì)應(yīng)反饋D-9的值為100,同時(shí)保證在平衡點(diǎn)反饋值與設(shè)定值一致,,可以通過調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)模擬輸入通道的特性實(shí)現(xiàn),。
5:斷線檢測(cè)功能
使用X1端子作為變頻器斷線檢測(cè)接近開關(guān),通過參數(shù)調(diào)節(jié),,當(dāng)擺桿在低位時(shí),通過設(shè)定的延遲時(shí)間,對(duì)斷線故障進(jìn)行判斷,,從而及時(shí)停止從機(jī)的運(yùn)行,。同時(shí)輸出電動(dòng)機(jī)抱閘信號(hào)。使主機(jī)和從機(jī)停止運(yùn)行,。變頻器輸出故障FU.24,,在設(shè)定時(shí)間內(nèi),可將FU.24自動(dòng)復(fù)位,。
6:線速度檢測(cè)
卷繞機(jī)的線速度檢測(cè)通過滑動(dòng)導(dǎo)輪的接近開關(guān)實(shí)現(xiàn),,通過檢測(cè)接近開關(guān)信號(hào)的頻率,可以實(shí)現(xiàn)卷繞機(jī)線速度的檢測(cè),,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)米功能和自動(dòng)計(jì)長(zhǎng)功能?,F(xiàn)有控制方式中,導(dǎo)輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,,接近開關(guān)輸出一開關(guān)信號(hào),。絲線最大線速度需要根據(jù)導(dǎo)輪的半徑具體計(jì)算。
F8.9=2*(3.14)*R*[(F2.7)*1000]
(其中R為導(dǎo)輪的半徑,,單位為m,,F(xiàn)8.9的單位為m/S)。
附錄1:東元變頻器主機(jī)主要參數(shù)表:
主機(jī)參數(shù)參考表及簡(jiǎn)單說明:
附錄2:四方變頻器從機(jī)對(duì)應(yīng)參數(shù)表:
從機(jī)參數(shù)參考表及簡(jiǎn)單說明:
六,、調(diào)試注意事項(xiàng)說明:
1:擺桿反饋位置調(diào)試
四方變頻器啟動(dòng)過程不需要人為參與,,因此,必須保證幾個(gè)先決條件:(1),、啟動(dòng)初始時(shí),,擺桿位置反饋值處于最小。(2),、啟動(dòng)過程完成后,,擺桿的平衡穩(wěn)定點(diǎn)處于反饋中間位置??梢酝ㄟ^監(jiān)測(cè)參數(shù)D-9,,調(diào)節(jié)參數(shù)F2.2,F2.3實(shí)現(xiàn)(即保證擺桿最低位置D-9=0,擺桿最高位置D-9=100,擺桿平衡位置D-9=50),。
2:?jiǎn)?dòng)停機(jī)過程調(diào)試
四方變頻器使用獨(dú)特的啟動(dòng)算法,,最大限度保持卷繞機(jī)擺桿啟動(dòng)過程的平穩(wěn),實(shí)現(xiàn)啟停不斷線,。影響起停的關(guān)鍵的參數(shù)有:
(1),、主機(jī)的加減速時(shí)間。主機(jī)加減速時(shí)間越長(zhǎng),,啟停穩(wěn)定度越高,,一般推薦使用50S以上,。
(2)、從機(jī)的加減速時(shí)間,。從機(jī)加減速時(shí)間有加減速時(shí)間1,,加減速時(shí)間4,其中加減速時(shí)間1為變頻器的輸出頻率加減速,,加減速時(shí)間4為前饋PID 的PID環(huán)輸出加減速時(shí)間,。為了保證變頻器啟動(dòng)停機(jī)以及平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的快速響應(yīng),在保證變頻器無(wú)故障輸出時(shí),,應(yīng)該盡量減少此兩個(gè)加減速時(shí)間,。
(3)啟動(dòng)平滑時(shí)間。平滑時(shí)間是指啟動(dòng)過程中擺桿被拉起的時(shí)間,,時(shí)間越長(zhǎng),,擺桿啟動(dòng)平穩(wěn)度越好,時(shí)間越短,,擺桿啟動(dòng)越快,,需要折中選擇。
(4)機(jī)械傳動(dòng)比,。四方變頻器具有自動(dòng)識(shí)別機(jī)械傳動(dòng)比功能,,在第一次使用時(shí),如果沒有正確設(shè)置機(jī)械傳動(dòng)比,,則可能出現(xiàn)啟停不穩(wěn)定的情況,。可以通過人為調(diào)節(jié)正確的機(jī)械傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)停機(jī)穩(wěn)定,,也可以通過第一次啟動(dòng),,使變頻器自動(dòng)識(shí)別,在第二次及以后的啟動(dòng)過程,,均可以保證變頻器正常啟停,。
3:擺桿平穩(wěn)度調(diào)試
擺桿的平穩(wěn)度是檢驗(yàn)變頻器性能的標(biāo)準(zhǔn),四方變頻器使用的是前饋PID功能算法,,最大限度保證了擺桿平穩(wěn)運(yùn)行,。四方變頻器可以選擇單一參數(shù)組,也可以選擇根據(jù)運(yùn)行頻率實(shí)際自動(dòng)調(diào)節(jié)PID參數(shù)組,。以下論述PID參數(shù)組基本調(diào)試方法:
(1),、比例增益。比例增益影響PID環(huán)節(jié)的快速響應(yīng),。當(dāng)擺桿在啟?;蛘叻€(wěn)定運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)較大超調(diào)時(shí),可適當(dāng)增加此參數(shù)值,。
(2),、積分時(shí)間,。積分時(shí)間常數(shù)使保證PID環(huán)節(jié)穩(wěn)定的關(guān)鍵參數(shù),增加積分時(shí)間,,可以減少在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的擺桿振幅,。過大的積分時(shí)間常數(shù)容易形成擺桿的大幅超調(diào)。
(3),、微分時(shí)間。微分時(shí)間常數(shù)可使PID環(huán)節(jié)做出預(yù)先判斷,,抑制擺桿超調(diào),,但是此參數(shù)值設(shè)置過大,容易出現(xiàn)振蕩,。
七,、拉絲專用監(jiān)控參數(shù)及說明:
d-0: 變頻器輸出頻率
d-6: 前饋疊加頻率
d-8: 擺桿位置設(shè)定值
d-9: 擺桿位置反饋值
d-10: 從機(jī)運(yùn)行線速度
d-11: 累計(jì)卷繞線長(zhǎng)
d-20: 卷徑當(dāng)前值
d-21: PID環(huán)輸出頻率
d-22: 自適應(yīng)同步增益