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VD520系列变频器在三联直进式+水箱拉丝机设备上的应用案例
日期: 2016-05-30
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关键词:直进式拉丝机,恒张力PID,开环转矩VD530

一、概述

 拉丝机是金属线材生产的重要设备,主要是将金属线材拉拔成各种规格的细丝。从产品规格上可分为:大拉机、中拉机、小拉机以及细微拉。从机械结构上可分为:滑轮式、活套式、水箱式和直进式。在电线电缆行业,双变频细微拉应用十分广泛。相对而言,其要求的控制性能也较低,而对大部分钢丝生产企业,针对材料特性,其精度要求和拉拔稳定度高,因此使用直进式拉丝机较多。特别是焊材生产企业,气体保护焊丝、埋弧焊丝、铝焊丝、氩弧焊丝、不锈钢焊丝、高强度焊丝以及最先进的药芯焊丝,其对拉丝机的电气控制要求很高。变频器作为主要的电气控制部分,它的性能,特别是张力控制的精度直接影响到产品的质量和产量。

 直进式拉丝机是拉丝机中最难控制的一种,由于它是多台电机同时对金属丝进行拉伸,作业的效率很高。不象以前经常遇到的水箱拉丝机和活套式拉丝机,允许金属丝在各道模具之间打滑。同时它对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求。由于不锈钢材料特性比较脆,缺少像高碳钢丝或者钢帘线那样的韧性,比较容易在作业过程中拉断。

  拉丝机工作原理 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。 根据拉模配置的不同,各个拉拔头的拉拔速度也要变化。拉拔速度的基准是每个时刻通过拉模的钢丝的秒流量体积不变,即使以下公式成立: πR2×V1= πr2×V2 其中  R:进线钢丝的直径 r 出线钢丝的直径 V1:进线钢丝的线速度 V2:出线钢丝的线速度 直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的公式,保证各个拉拔头同步运行。但是,以上的说明是基于理想状态的稳态工作过程,由于机械传动的误差以及机械传动的间隙,还有在起动、加速、减速、停止等动态的工作过程中,各个拉拔头就无法保持同步,所以,我们在直进式拉丝机上采用了位移传感器(如图1所示),动态测量各个拉拔头间的钢丝的张力,再把张力转换成标准信号(0/4~20mA0~10V),用这个标准信号反馈给调速变频器,变频器用这个信号作闭环PID过程控制,在主速度上叠加上PID计算的调整量,保持各个张力检测点的张力恒定,也就保证了直进式拉丝机工作在同步恒张力的工作状态。

 二、直进式拉丝机设备机械组成

 1.1 设备机械组成

QQ截图20160530085621.jpg

 直线拔丝部分(1~3#) 从前往后  水箱式拉丝部分(4#)

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       收卷机构的张力传感器  象鼻式收线机构(5#)

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   电气控制柜

  说明:其中,1#电机、2#电机、3#电机驱动直线式拔丝部分的3联,每个电机对应一个张力传感电位器,工作在PID张力控制模式;4#电机驱动水箱拉丝部分,作为整个系统的主机;5#电机驱动象鼻式收线部分,工作在PID张力控制模式或转矩模式下(本方案为转矩模式)

 这种设备是设备厂性价比高,价格只有普通的直线式拉丝机的30%,而产量大约相当于采用传统工艺的2~3倍,收线线速度可达10/秒。

1.2 电气控制部分

 4#电机采用我司90KWVD520变频器,驱动水箱拉丝部分;驱动收线机构的5#电机采用我司15KWVD530变频器;直线拔丝部分的3个电机均采用我司18.5KWVD520变频器。上位控制器采用PLC+HMI

 3.jpg

 三、参数设置

3.1新平台VD520,VD530,通过查看FF-07软件版本:1.10及以上

主机VD520 4#参数:

F0-01=1 端子启动

F0-02=0 频率源设定

F0-10=70 最大频率

F0-12=70 上限频率

F0-18=30S 加速时间

F0-19=10S 减速时间

F1-02=1S 启动延时

F5-02=11 频率加

F5-06=12 频率减

F5-10=1000 DI4取反

F6-02=1 运行中

F6-03=3 故障

F6-13=0 AO1输出

F6-14=0 AO2输出

Fb-01=5 点动加速时间

Fb-02=10 点动减速时间  

四、现场图片

 

1.jpg

2.jpg

 

图1为三联直进式+水箱+象鼻式拉丝机现场图片

 

 

 

 

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