在金屬線材加工設(shè)備中，直進(jìn)式拉絲機(jī)是常見的一種，在以前通常都采用直流發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組（F-D系統(tǒng)）來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步和變頻器的大量普及，變頻控制開始在直進(jìn)式拉絲機(jī)中大量使用，并可通過PLC來實(shí)現(xiàn)拉拔品種設(shè)定、操作自動(dòng)化、生產(chǎn)過程控制、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制、自動(dòng)計(jì)米等功能。采用INVT-CHV130系列變頻器進(jìn)行直進(jìn)式拉絲機(jī)的控制，節(jié)能顯著，同時(shí)，在5%的額定轉(zhuǎn)速時(shí)能超過1.5倍的額定轉(zhuǎn)矩，能很好完成穿絲及相關(guān)絲線調(diào)整工藝。
　　
直進(jìn)式拉絲機(jī)，可對(duì)高、中、低碳鋼絲、不銹鋼絲、銅絲、合金銅絲、鋁合金絲等，進(jìn)行伸線加工，該設(shè)備是由多臺(tái)拉伸轉(zhuǎn)鼓同時(shí)對(duì)金屬絲進(jìn)行連續(xù)伸線，作業(yè)效率高。由于不銹鋼金屬絲特性比較脆，且不允許鋼絲在模道內(nèi)打滑，特別容易在伸線過程中被拉斷，因此在伸線的過程中，嚴(yán)格要求金屬絲在各級(jí)轉(zhuǎn)鼓中線速度同步，這樣，對(duì)各級(jí)電機(jī)的同步控制、線速度穩(wěn)態(tài)精度以及電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有的要求。
　　
直進(jìn)式拉絲機(jī)機(jī)械示意圖

上述系統(tǒng)中有8臺(tái)電機(jī)。系統(tǒng)的電氣配置為活套電機(jī)一臺(tái)，安裝在級(jí)，作用是將成卷的不銹鋼絲牽引到拉絲部分，由于活套可以自由打滑，因此這臺(tái)電機(jī)不需要特別的要求。拉絲部分共有六個(gè)轉(zhuǎn)鼓，每個(gè)轉(zhuǎn)鼓之間安裝有線斧，線斧的主要作用為研磨處理及動(dòng)平衡校正，同時(shí)設(shè)置有強(qiáng)制水冷卻裝置，水冷卻為循環(huán)系統(tǒng)，另外，在每個(gè)轉(zhuǎn)鼓的前端還裝置有用于檢測(cè)位置的氣缸擺臂，采用位移傳感器可以檢測(cè)出擺臂的位置，當(dāng)絲拉得緊的時(shí)候，絲會(huì)在擺臂的氣缸上面產(chǎn)生壓力使得擺臂下移。最終是收卷電機(jī)，該部分采用自行滑動(dòng)的錐型支架，整個(gè)過程卷徑基本不變化，因此不需要用到卷徑計(jì)算功能。八臺(tái)電機(jī)均采用變頻專用電機(jī)，同時(shí)通常帶有機(jī)械制動(dòng)裝置。另外說明，在卷取部分，控制的方式比較多，通常采用力矩電機(jī)進(jìn)行收線控制，也有采用變頻控制交流異步電機(jī)進(jìn)行收卷的恒張力控制，在此說明的收線方式僅供參考，具體的設(shè)計(jì)要求要以實(shí)際的要求為準(zhǔn)。
　　
依據(jù)直進(jìn)式伸線機(jī)工作原理及機(jī)械特性，INVT推薦的電氣控制示意圖如下：

直進(jìn)式拉絲機(jī)電氣控制示意圖：

　上述示意圖為INVT推薦的直進(jìn)式拉絲機(jī)電氣控制圖。直進(jìn)式伸線機(jī)的同步控制由變頻器內(nèi)部完成，活套變頻器及收線錐型架由PLC直接控制其頻率和起停，伸線電機(jī)的主速度由PLC給定，擺臂信號(hào)作為PID的反饋，形成微調(diào)，同時(shí)PLC進(jìn)行控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)穿線、定長(zhǎng)控制等邏輯操作，觸摸屏進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行速度、長(zhǎng)度等參數(shù)的顯示。

　　直進(jìn)式拉絲機(jī)電氣系統(tǒng)的邏輯控制較為復(fù)雜，因工藝不同也有區(qū)別，各級(jí)聯(lián)動(dòng)，由PLC控制。同步方面的控制則由變頻器內(nèi)部控制。其工作原理為：根據(jù)操作員在HMI設(shè)定決定作業(yè)的速度，該速度的信號(hào)進(jìn)入PLC，PLC考慮加減速度的時(shí)間后，按照一定的斜率輸出該模擬信號(hào)或者通訊指令給各傳動(dòng)變頻器，作為頻率的主給定信號(hào)，這樣做的目的是滿足點(diǎn)動(dòng)穿絲等作業(yè)的需要，各擺臂位置傳感器的信號(hào)接入到對(duì)應(yīng)的模道變頻器，作為PID控制的反饋信號(hào)，根據(jù)擺臂在中間位置，設(shè)定PID給定值。這個(gè)系統(tǒng)是非常典型的前反饋PID控制系統(tǒng)，一級(jí)連一級(jí)，PID作為微調(diào)量與主給定相疊加，共同控制轉(zhuǎn)鼓的速度，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與轉(zhuǎn)鼓之間保持一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)鼓切線線速度始終保持恒定的控制要求。
　　
　　本機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性在很大程度上取決于PID作用速度、變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速精度、電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)速度等，針對(duì)INVT-CHV130系列變頻器的PID功能，增加了外圍PID限幅的模糊控制，能很好的解決啟動(dòng)與停車過程中的同步控制，保障直進(jìn)式拉絲機(jī)的平穩(wěn)遠(yuǎn)行。為了提高電機(jī)運(yùn)行速度的穩(wěn)態(tài)精度，在有的情況下也采用有PG矢量控制技術(shù)（INVT-CHV130系列變頻器的有PG矢量控制的穩(wěn)態(tài)精度可達(dá)1/1000，頻率指令從信號(hào)采集到生成可控制在4ms左右，從頻率指令下達(dá)到最終轉(zhuǎn)矩輸出可控制在20ms以下，因此，被控系統(tǒng)從狀態(tài)發(fā)生改變到電機(jī)轉(zhuǎn)速的適應(yīng)可控制在25ms以下）來調(diào)節(jié)拉伸電機(jī)的速度，以適應(yīng)高速伸線的要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī) 變頻器傳感器專用電機(jī)

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