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V360系列變頻器在雙變頻拉絲機上的應用

時間：2012-09-27 16:33:32來源：四方電氣

導語：?本文就四方V360系列變頻器在華東地區某拉絲機廠水箱雙變頻細拉機上的調試應用優勢做了總結。

摘要：本文就四方V360系列變頻器在華東地區某拉絲機廠水箱雙變頻細拉機上的調試應用優勢做了總結。隨著工藝要求的不斷提高，拉絲機系統對變頻收卷的要求越來越高，在基于V360高性能矢量變頻器的基礎上，拉絲機專用卡結合現場工藝，采用智能控制算法，很好滿足了收卷快速啟動，穩定運行等要求。

關鍵字：V360系列變頻器，水箱式拉絲機，恒張力

一、拉絲機及雙變頻拉絲機工藝介紹

1、拉絲機簡介

拉絲機是金屬線材生產的重要設備，主要功能是將各種線材拉成所需各種規格的細絲。從工作形式和機械結構上分為直進式、活套式、水箱式（也稱雙變頻拉絲機）等。對于不同精度不同規格的產品，不同的金屬種類，可選擇不同規格的拉絲機械。對于銅鋁基材的電線電纜生產企業，雙變頻控制的細拉機應用比較廣泛，而對于大部分鋼絲生產企業，針對鋼材特性，使用直進式拉絲機較多。

2、雙變頻器拉絲機工藝介紹

3、工藝說明

1、放線: 拉絲機線材的放線過程，對于整個拉絲機環節來說，其控制沒有過高精度要求，雙變頻控制的拉絲機械，利用拉絲環節的絲線張力通圓盤拉伸，也就是通過張力放線架自動放線。

2、拉絲:不同金屬物料，不同的產品精度和要求，拉絲環節有很大的不同，拉絲部分由一臺主電機控制（稱為主機），金屬線材通過內部塔輪的導引，經過各級模具而逐步拉伸，以達到所要求規格的線材。同時在拉絲時，開啟冷卻液對模具冷卻。

3、收卷：收卷為雙變頻拉絲機最為關鍵的環節，對拉絲機的性能起決定性的影響，也是考驗拉絲機電氣系統性能的重要依據。收卷由一收卷電機（從機）帶動收卷盤進行收卷，線材由拉絲部分出來經過張力擺桿，張力擺桿的作用是反饋當前的張力信號給從機，從機根據反饋信號的偏差調節輸出頻率，以此來保證在收卷過程中恒定的張力。

二、工藝要求及調試方案

1、工藝要求:

該使用客戶為自己生產水箱式拉絲機的機械廠家，也為拉絲機機械的最終使用客戶。規格為19模具，進線1.5mm，出線0.15mm的水箱式拉絲機。其有如下要求：

① 啟動平穩。要求0.15mm的鐵線材在收卷啟動、加速、減速等過程中平穩不斷線；

② 穩定運行速度為900m/Min.（空卷運行頻率為42HZ，滿卷為21HZ）；

③ 運行過程中，擺桿擺幅小，穩定運行。（卷徑變化引起頻率變化率為1HZ以內）；

④ 具備緊急停機功能（整個系統在2S之內能夠停下來，并且保持不斷線）；

⑤ 具備自動檢測斷線功能。（根據擺桿的位置檢測斷線功能）。

2、調試方案

客戶前期使用的是某變頻器品牌拉絲機專用變頻器，我們采用的方案是：

主拉：V360(高性能閉環矢量變頻器)

收卷：V360(高性能閉環矢量變頻器) +拉絲機專用卡

3、V360系列變頻器介紹

該產品基于四方全新的矢量控制平臺，內置閉環矢量、開環矢量、V/F、力矩控制四類核心控制算法，可輕松實現各類復雜控制應用，可最多擴展3個擴展卡。變頻器自帶的近百種警示功能，可提前預警避免停機。

-最快75us的電流閉環響應周期，200%的啟動力矩

-標配5位雙行LED面板顯示，可選配LCD、HMI操作面板

-內置多種系統宏和應用宏，宏參數調用，最簡化參數設置

-虛擬輸入輸出，最大限度減少外部配線，并減少因外部配線引起的干擾

-自動實現多機同步傳動時電流、功率或轉矩的自平衡

-數百種轉矩、轉速組合設定

-主軸伺服與分度定位控制

-頻率/轉速設定通道的優先級可靈活配置

-現場調試的任意未存儲參數，可一鍵存儲或放棄并恢復原值

-人體工程學操作面板，可實現鍵盤或軟件鎖定與解鎖

-自動屏蔽未使用功能模塊的參數，或選擇性顯示已修改、已存儲、已變動參數

三、調試參數和說明

1、調試接線圖：

1、主拉和收卷的啟動信號并聯，同時啟動；

2、主拉的點動信號為主拉穿線時使用；

3、收卷的主信號給定通過AI2給定，AI2信號源為主拉的AO1(運行頻率)；擺桿反饋由AI1給定；

4、斷線檢測由收卷檢測，檢測后發給主拉緊急停機信號。

2、調試參數：

主拉變頻器參數

功能代碼	功能名稱	推薦設定值
F0.0.23	點動頻率	5.00HZ
F0.2.25	頻率通道	9（模擬量輸入）
F0.3.33	控制命令	1（外部端子控制）
F1.0.03	加速時間1	20.00S
F1.0.04	減速時間1	20.00S
F1.0.06	減速時間2	2.00（急停減速時間）
F1.0.09	點動加速時間	5.00S
F3.0.00	多功能DI1	7（正轉信號）
F3.0.01	多功能DI2	5（點動信號）
F3.0.02	多功能DI3	14（緊急停機）
FF.0.00	FF參數配置	0001（FF組參數運行修改）
FF.0.01	虛擬輸出1	57（DI3端子有效）
FF.0.09	虛擬輸入1	9（切換到急停減速時間）

收卷變頻器參數

在雙變頻拉絲機擴展卡安裝好約3分鐘之后設置收卷參數：

功能代碼	功能名稱	推薦設定值
F0.3.33	控制命令	1（外部端子控制）
F1.0.03	加速時間1	1.00S
F1.0.04	減速時間1	1.00S
F3.0.00	多功能DI1	7（正轉信號）
F3.0.01	多功能DI2	13（故障復位）
F3.0.02	多功能DI3	14（緊急停機）
FC.0.00	張力控制模式選擇	2（閉環速度控制模式）
FC.0.17	卷徑源選擇	10（拉絲機收卷卷徑專用算法）
FC.0.20	最大卷徑	200（實際滿盤卷徑）
FC.0.22	空盤卷徑1	100（實際空盤卷徑）
FC.0.24	初始卷徑	160（介于滿盤和空盤之間）
FC.0.26	卷徑濾波時間	10.0S
FC.0.34	卷徑增量	0.1
FC.0.37	上位置卷徑增量	0.05
FC.0.38	下位置卷徑增量	0.05
FC.0.39	過渡中心平衡位置	37.0
FC.0.41	斷線檢出功能	1（開啟）
FC.0.42	斷線檢測閥值	10.0
FC.0.43	斷線檢出時間	3.0
FC.0.44	斷線停機方式	1（故障停機）
FC.0.45	零速張力設定比例	100.0
FC.0.46	零速頻率閥值	2.5HZ
FC.0.47	零速張力保持啟動	1（根據頻率自動啟動）
FC.0.48	零速張力保持時間	1.0
FD.0.00	比例增益1	0.1~1.0
FD.0.01	積分時間1	20.0~150.0S
FD.0.03	比例增益2	0.1~1.0
FD.0.04	積分增益2	20.0~150.0S

3、調試總結

在調試過程中通常問題解決辦法

1、收卷反應的速度。：

① 通過主拉設置一個啟動頻率（3HZ）,可以滿足在滿盤啟動時，低頻力矩不夠導致的延時現象；

② 調整拉絲機卡的初始卷徑，初始卷徑越小，反應越快；

③ 可以設置拉絲機卡上的平衡過渡位置，減小平衡位置過渡，可以加快反應速度；

④ 可以適當加大PID1的比例P和減少I。

2、運行過程中的平穩度。基本上與2個參數相關：

第一個是PID2的P和I；減小P，增大I能改善平穩度；

第二個是過渡位置的平穩度，增大過渡位置（建議不要超過50%），能夠改善平穩度。

3、緊急停機不斷線。可以通過配合主拉緊急停機的時間和收卷啟動直流制動的頻率來控制。例如緊急停機斷線了，則需要增加主機的緊急停機時間或者適當調大直流制動的起始頻率。

四、調試效果對比

對比內容	V360+拉絲機擴展卡	某品牌拉絲機專用變頻器	備注
啟動方式	高速直接平穩啟動，不需要任何外圍輔助	需要手扶擺桿慢慢啟動，否則直接斷線	自動高速啟動非常節能人力和提高效率，這個大多數老板客戶所追求的
啟動時間	主機10s加速，收卷平穩跟隨	主機20S，并且需要手動輔助平穩后，才能繼續加速	自動高速啟動非常節能人力和提高效率，這個大多數老板客戶所追求的
運行平穩度	正常運行在收卷頻率擺動在0.05HZ左右，排線到兩端時，在1.5HZ左右	正常運行頻率擺動范圍在0.05HZ左右，排線電機在兩端時，擺動在1.5HZ左右	目前兩家運行平穩度都符合要求
緊急停機功能	主拉2s停下，收卷采用直流制動功能，能夠很好實現不斷線停機功能	需要借助外圍的電磁制動才能不斷線停下來	很多廠家也有直流制動功能，但效果非常一般，可以節約一個電磁制動裝置
斷線檢測功能	通過檢測擺桿位置自動判斷，不需要外圍的信號	需要通過外圍的開關檢測信號	外圍的檢測開關需要操作工人經常復位
總結：通過上面比較發現，雖然在運行過程中，兩家的調試效果不分優劣，但在啟動方式，緊急停機等多項功能上是優于某品牌的。這也是該廠家首選我司產品的一個很重要的因數。