一、引言

金屬制品是冶金工業(yè)中的重要一環(huán)，但在我國該行業(yè)卻是一個薄弱環(huán)節(jié)，機械、電氣設(shè)備陳舊，阻礙了行業(yè)的發(fā)展。在金屬加工中，滑輪式拉絲機是常見的一種，廣泛應(yīng)用于鋼絲，鋼纜，建筑構(gòu)件，鍍鋅鐵絲，金屬網(wǎng)，制釘?shù)壤z現(xiàn)場。在以前通常都采用工頻實現(xiàn)，現(xiàn)在隨著工藝技術(shù)的進步和變頻器的大量普及，變頻控制開始大量使用，并可實現(xiàn)無級調(diào)速，相應(yīng)的邏輯控制以及張力工字輪收卷等功能。
采用變頻調(diào)速系統(tǒng)的直進式拉絲機技術(shù)先進、節(jié)能顯著，調(diào)速范圍在正常工作時為30:1，同時在5%的額定轉(zhuǎn)速時能提供超過1.5倍的額定轉(zhuǎn)矩。
本文以杭州某生產(chǎn)鐵絲的滑輪式拉絲機現(xiàn)場為例，來說明變頻控制的應(yīng)用過程和效果。

二、工藝介紹和要求

該設(shè)備主要對鐵絲進行牽伸拉拔，進線6.5mm，經(jīng)過5道拉拔模具的作用，出線3.2mm，拉絲部分共有5個直徑550mm的轉(zhuǎn)鼓，相鄰轉(zhuǎn)鼓之間安裝有用于積放線的滑輪，可以解決前后兩級之間速度差造成的張力不穩(wěn)定，達到每級之間的張力控制。收卷電機工字輪收卷，通過拉拔最后以及與收卷之間的張力擺臂調(diào)整收卷的速度，通過PID來調(diào)整由于卷徑變化引起的速度差，以達到張力收卷的效果。其主要要求如下：
1.各臺速度通過電位器單獨可設(shè)
2.各臺都可單獨啟動，也可系統(tǒng)總啟動
3.系統(tǒng)具有總停止和緊急停機功能
4.前面一臺停止后，后面臺位必須停止
5.收卷能夠恒張力收卷
6.加速和減速平穩(wěn)，沒有大的波動

三、系統(tǒng)方案

1、系統(tǒng)配置方案
主拉：采用E380系列通用型變頻器，具有輸出力矩大，性價比高等優(yōu)點；
收卷：采用V560系列高性能矢量變頻器，實現(xiàn)張力收卷功能；

2、方案介紹
拉拔部分直接通過模擬量電位器給定變頻器的頻率，通過機械本身的積放線功能進行調(diào)整，以達到張力保持的效果，收卷部分采用高性能矢量變頻器雙通道頻率作用，PID做微調(diào)來修正由于卷徑變化引起的速度變化，以到達張力控制。
3、方案控制邏輯
每一臺可以單獨啟動，停止，如果達到系統(tǒng)啟動停止位置時，第一臺先啟動，只有第一臺啟動后，才會啟動第二臺，第二臺啟動后，才會啟動第三臺，依次往后；系統(tǒng)停止，第一臺停止后，后面都停止，

四、系統(tǒng)圖示及調(diào)試

1、系統(tǒng)接線圖（部分圖示，如圖1）

按系統(tǒng)接線圖接線，并重點檢查變頻器的電源接線部分，完成檢查后上電。
拉拔部分按接線圖和所給定參數(shù)設(shè)置變頻器參數(shù)后，收卷部分如下
2、調(diào)試參數(shù)
拉拔變頻器參數(shù)設(shè)置（部分）
F0.1=4                       VC1模擬量給定頻率
F0.4=1                       控制方式為端子控制
F0.5=2                      三線控制方式
F0.10=20                    加速時間
F0.11=20                      減速時間
F3.0=18                       X1為三線控制模式
F3.1=16                    EMS自由停機控制
F3.8=0                         繼電器輸出為變頻器運行中
F3.6=16                       變頻器故障輸出

收卷變頻器參數(shù)設(shè)置（部分）
F0.1.16=13                     頻率設(shè)置值為兩個通道設(shè)置值之和
F0.1.19=0.15                    通道2設(shè)定系數(shù)為15%
F0.3.33=1                       控制方式為端子設(shè)定
F1.0.03=2.00                     加速時間為2S
F1.0.04=2.00                    減速時間為2S
F1.0.09=5.00                     點動加速時間為5S
F1.0.10=5.00                   點動減速時間為5S
F5.3.28=0007                   頻率設(shè)定通道為最高優(yōu)先級
F7.0.00=2001                  過程PID為啟動投入
F7.0.08=60.0                        PID設(shè)定值
F7.0.10=1                              PID反饋為AI2
F7.0.17=0.55                          過程PID的P值
F7.0.18=20.00                      過程PID的I值
F7.0.21=0010                     過程PID輸出雙極性
F7.0.22=0.0                           PID的靜態(tài)偏差為0
3、調(diào)試步驟
（1）電機參數(shù)自學習
在按電機實際參數(shù)設(shè)置【F2.0.00】~【F2.0.04】后，設(shè)置【F2.2.53】=1啟動靜態(tài)自學習；
（2）電機參數(shù)學習完成后，按以上調(diào)試參數(shù)設(shè)置參數(shù)；
在以上調(diào)試工作準備完成之后進入調(diào)試
（3）調(diào)整氣缸擺桿傳感器的最大值和最小值。范圍越大，調(diào)整的精度就越高，調(diào)整的效果越好。通過D1.0.04來監(jiān)控調(diào)整，在調(diào)整完成之后，分別修改對應(yīng)AI2對應(yīng)最小值【F4.0.02】和最大值【F4.0.03】
（4）氣缸擺桿校正完成之后，在沒有穿線之前，分別對從第一臺到最后一臺的點動，查看每一臺的剎車裝置和皮帶輪是否裝好；
（5）調(diào)試過程最重要是調(diào)試PID限幅比例和PID的P值和I值。I值調(diào)試的經(jīng)驗是I值大于收卷加減速時間，小于拉拔加減速時間。根據(jù)空盤和滿盤的卷徑來計算PID的限幅值

五、小結(jié)

在本方案中，收卷部分采用四方高性能矢量變頻器V560的驅(qū)動，拉拔部分E380通用型高性價比變頻器，在系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化后，啟動停止非常平滑，穩(wěn)定運行并大大減少了斷線率。相比工頻驅(qū)動系統(tǒng)，效率和節(jié)電率也大大提高。而且本系統(tǒng)中電氣器件配置簡練，邏輯清楚，便于故障檢查，完全滿足新型滑輪式拉絲機的工藝要求，得到了客戶的好評。