变频器在滑轮式拉丝机的应用过程和效果

一、引言

金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。在金属加工中，滑轮式拉丝机是常见的一种，广泛应用于钢丝，钢缆，建筑构件，镀锌铁丝，金属网，制钉等拉丝现场。在以前通常都采用工频实现，现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及，变频控制开始大量使用，并可实现无级调速，相应的逻辑控制以及张力工字轮收卷等功能。

采用变频调速系统的直进式拉丝机技术先进、节能显著，调速范围在正常工作时为30:1，同时在5%的额定转速时能提供超过1.5倍的额定转矩。

本文以杭州某生产铁丝的滑轮式拉丝机现场为例，来说明变频控制的应用过程和效果。

二、工艺介绍和要求

该设备主要对铁丝进行牵伸拉拔，进线6.5mm，经过5道拉拔模具的作用，出线3.2mm，拉丝部分共有5个直径550mm的转鼓，相邻转鼓之间安装有用于积放线的滑轮，可以解决前后两级之间速度差造成的张力不稳定，达到每级之间的张力控制。收卷电机工字轮收卷，通过拉拔最后以及与收卷之间的张力摆臂调整收卷的速度，通过PID来调整由于卷径变化引起的速度差，以达到张力收卷的效果。其主要要求如下：

1.各台速度通过电位器单独可设

2.各台都可单独启动，也可系统总启动

3.系统具有总停止和紧急停机功能

4.前面一台停止后，后面台位必须停止

5.收卷能够恒张力收卷

6.加速和减速平稳，没有大的波动

三、系统方案

1、系统配置方案

主拉：采用E380系列通用型变频器，具有输出力矩大，性价比高等优点；

收卷：采用V560系列高性能矢量变频器，实现张力收卷功能；

2、方案介绍

拉拔部分直接通过模拟量电位器给定变频器的频率，通过机械本身的积放线功能进行调整，以达到张力保持的效果，收卷部分采用高性能矢量变频器双通道频率作用，PID做微调来修正由于卷径变化引起的速度变化，以到达张力控制。

3、方案控制逻辑

每一台可以单独启动，停止，如果达到系统启动停止位置时，第一台先启动，只有第一台启动后，才会启动第二台，第二台启动后，才会启动第三台，依次往后；系统停止，第一台停止后，后面都停止，

四、系统图示及调试

1、系统接线图（部分图示，如图1）

按系统接线图接线，并重点检查变频器的电源接线部分，完成检查后上电。

拉拔部分按接线图和所给定参数设置变频器参数后，收卷部分如下

2、调试参数

拉拔变频器参数设置（部分）

F0.1=4                       VC1模拟量给定频率

F0.4=1                       控制方式为端子控制

F0.5=2                      三线控制方式

F0.10=20                    加速时间

F0.11=20                      减速时间

F3.0=18                       X1为三线控制模式

F3.1=16                    EMS自由停机控制

F3.8=0                         继电器输出为变频器运行中

F3.6=16                       变频器故障输出

收卷变频器参数设置（部分）

F0.1.16=13                     频率设置值为两个通道设置值之和

F0.1.19=0.15                    通道2设定系数为15%

F0.3.33=1                       控制方式为端子设定

F1.0.03=2.00                     加速时间为2S

F1.0.04=2.00                    减速时间为2S

F1.0.09=5.00                     点动加速时间为5S

F1.0.10=5.00                   点动减速时间为5S

F5.3.28=0007                   频率设定通道为最高优先级

F7.0.00=2001                  过程PID为启动投入

F7.0.08=60.0                        PID设定值

F7.0.10=1                              PID反馈为AI2

F7.0.17=0.55                          过程PID的P值

F7.0.18=20.00                      过程PID的I值

F7.0.21=0010                     过程PID输出双极性

F7.0.22=0.0                           PID的静态偏差为0

3、调试步骤

（1）电机参数自学习

在按电机实际参数设置【F2.0.00】~【F2.0.04】后，设置【F2.2.53】=1启动静态自学习；

（2）电机参数学习完成后，按以上调试参数设置参数；

在以上调试工作准备完成之后进入调试

（3）调整气缸摆杆传感器的最大值和最小值。范围越大，调整的精度就越高，调整的效果越好。通过D1.0.04来监控调整，在调整完成之后，分别修改对应AI2对应最小值【F4.0.02】和最大值【F4.0.03】

（4）气缸摆杆校正完成之后，在没有穿线之前，分别对从第一台到最后一台的点动，查看每一台的刹车装置和皮带轮是否装好；

（5）调试过程最重要是调试PID限幅比例和PID的P值和I值。I值调试的经验是I值大于收卷加减速时间，小于拉拔加减速时间。根据空盘和满盘的卷径来计算PID的限幅值

五、小结

在本方案中，收卷部分采用四方高性能矢量变频器V560的驱动，拉拔部分E380通用型高性价比变频器，在系统参数优化后，启动停止非常平滑，稳定运行并大大减少了断线率。相比工频驱动系统，效率和节电率也大大提高。而且本系统中电气器件配置简练，逻辑清楚，便于故障检查，完全满足新型滑轮式拉丝机的工艺要求，得到了客户的好评。

编辑：黄飞