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1、吉泰科变频器在双变频拉丝机上的应用吉泰科变频器在双变频拉丝机上的应用导语:本文介绍有摆杆及无摆杆双变频拉丝机的工作原理,提出电气控制系统的控制策略,设计变频器控制方案,并分析系统的张力控制经过。系统采用极简化的控制方式,获得满足的运行效果。双变频拉丝机是可实现对金属线或者金属丝,逐级拉伸并将成品快速收卷的设备,一般常用于出线线径在4mm以下线材的加工,广泛应用在钢丝绳、钢帘线、电线电缆行业,在钢丝制品行业一般称为水箱拉丝机,而在铜丝行业更多的被称为大、中、小、微拉机。根据行业特点,在电线电缆行业应用一般采用极简化的配置,两台变频器+外部控制回路+仪表配置,而在钢丝绳和钢帘线行业一般采用PLC+
2、触摸屏+两台变频器配置。在工艺上由于金属材质特性不同,铜丝和钢丝拉丝机在工艺压缩比上是有区别的,并且在运行车速上也是有区别的,一般钢丝拉丝机运行车速在1500米/分钟以下,而铜丝拉丝机车速一般要求在2400米/分钟左右。双变频拉丝机通常采用被动放线,原材料经过放线架进入拉伸箱内,经太多个模具后,线径被拉细至预先设定的粗细,然后经过排线工艺后再层绕到工字轮上。双变频拉丝机工作原理:双变频拉丝机是由多个拉拔头组成的小型连续消费设备,通过逐级拉拔,并将拉拔头置于冷却箱中,最后将金属丝拉到所需的规格。拉拔头根据不同的工艺要求也有所变化。通过每一级的拉拔后,金属丝的线径发生了变化,所以每个拉拔头工作线速
3、度也应有变化。在整个拉拔经过中,只需要1台电动机通过机械传动或者齿轮箱、皮带来驱动。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,即要使下式成立:Dv1dv2式中D进线钢丝的直径v1进线钢丝的线速度d出线钢丝的直径v2出线钢丝的线速度双变频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。由于水箱式拉丝机的拉丝经过完全通过机械轴拉拔完成,并且这些机械轴是在同一主轴下传动的,因此整个拉伸系统各级之间依靠拉伸轮的转速差异和线上张力来控制同步协调工作。目前双变频拉丝机收线有以下两种控制方案:1.有张力摆杆控制方案此方案
4、中又分细为两种方案:a)带前馈,带卷径计算将前级主机线速度给入收线,作为速度主给定,通过减速比、卷径,计算收卷转速,再通过设定摆杆的位置同实际摆杆位置做PID控制,将输出叠加到计算收卷转速上,形成最终收线转速,此方案需要通过变频器计算收卷卷径,并且需要设置主机线速度及收线的速比等一系列参数,调试比拟繁琐。b)无前馈无卷径计算,纯PID控制只需要将摆杆的反应直接接入变频器,设定摆杆位置即可由变频器内部计算出当前收线速度,无需设置太多参数,收线变频器自动适应当前速度。两种方式的区别:有摆杆有前馈速度属于老方案,各家变频器厂家都都有,使用上较复杂;有摆杆无前馈速度属于新方案,目前有此方案厂家不多,调
5、试简单、接线少;吉泰科GK600S产品兼容以上两种方案完美兼容,客户可在两种方案之间自由切换,并且增加自动校准摆杆电位器位置,并且在电位器位置错误时,变频器会报故障提醒客户等功能。2.无摆杆控制方案主要应用在微拉机上,由于微拉机出丝直径太细0.03-0.15mm之间,有摆杆方案无法到达控制要求,极轻易断丝。目前吉泰科GK800产品通过外部接近开关检测主机定速轮的线速度;通过测速轮的接近开关检测收线的线速度,经过内部复杂的运算后,通过控制定速轮和测速轮之间的滑差来控制收线速度。(收线速度不管卷径怎么变化,始终跟随主机速度,保证张力的一致)。使用GK800产品,与市场上之前同类产品有宏大差异,无需PLC和触摸屏用户可根据需求选用触摸屏直接与变频器通讯,仅通过两台变频器即可实现,外围接线少,只需通过简单设置,即可完成调试,并具有完好的保护功能。通过现场测试,滑差控制精度在设定滑差0.1m/s范围内,设定滑差小于0.6m/s。由于采用变频器本身的功能实现,能到达更快的响应速度,减少的外围线路,控制精度更高。以上两种控制方案,均经太多个应用场合,长期使用,运行平稳,控制效果优秀,获得用户好评,吉泰科电气可以提供整套控制解决方案。