一 精密繞線應(yīng)用方案
■ 可以做收線和倒線控制,正常工作都在收線狀態(tài);
■ 在整個運行過程中,要求張力擺桿穩(wěn)定;
■ 收線的速度要求在1200m/min以上(收線變頻器的運行頻率在60Hz以上);
■ 一停車立即抱閘動作。
■ 采用CM580變頻器端子控制作為命令源,二線式端子控制:一個正轉(zhuǎn)命令FWD(收線),一個反轉(zhuǎn)命令REV(倒線);
■ 收線和倒線狀態(tài)下可以做頻率源切換,收線時為PID調(diào)節(jié),倒線時為AI2給定;
■ 收卷時要求快速進行PID調(diào)節(jié),加減速時間設(shè)定為0.1s,所以需要加制動單元的變頻器。
采用日業(yè)電氣CM580高性能模塊化磁通矢量控制變頻器能夠保證實現(xiàn)上述變頻器功能要求。
二 動力放線架應(yīng)用方案
線纜行業(yè)目前正在向產(chǎn)品多樣化、生產(chǎn)自動化等更高的技術(shù)層次發(fā)展。在線纜行業(yè)中,應(yīng)用廣泛的就是放線架,而動力放線架又是其中技術(shù)含量較高的一種設(shè)備。動力放線架一般要求變頻器含有PID調(diào)節(jié)的功能,并且PID是可以雙向控制的。日業(yè)電氣CM530HLS磁通矢量控制變頻器以出色的矢量控制和良好的可靠性保證了日業(yè)變頻器能在線纜行業(yè)做出優(yōu)越表現(xiàn)。
動力放線架作為多種設(shè)備的前端,在線纜行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。一般來說,對動力放線架的要求有以下幾點:
■ 在引取速度加快時,放線速度也跟著引取速度快速加速;
■ 在引取速度減速時,放線速度也跟著引取速度減慢;
■ 當穩(wěn)定運行在某個速度時,放線架的擺桿要穩(wěn)定;
■ 當出現(xiàn)松線和斷線的時候,要求放線盤可以進行自動反轉(zhuǎn)。
以上的幾點全部要求由變頻器的PID功能完成,而且要求變頻器對速度的反應(yīng)要相當靈敏。
CM530HLS系列變頻器在頻率源的組合方面靈活多樣。主、輔頻率源分別可由10種選擇,而且還可以實現(xiàn)主/輔、主/主+輔、主+輔等頻率切換方式,從而為用戶提供了一個頻率源自定義的選擇需求。針對動力放線架對變頻器的要求,日業(yè)電氣CM530HLS系列頻率源選擇選為主+輔,主頻率為0,輔助頻率采用PID給定方式,則可實現(xiàn)雙向控制。
選擇日業(yè)電氣CM530HLS磁通矢量控制變頻器系統(tǒng)有如下優(yōu)點:
■ PID反應(yīng)速度靈敏;
■ 線速度跟蹤和松線反向收線兩方面的快速響應(yīng)出色。
三 直進式拉絲機應(yīng)用方案
拉絲機屬于線纜行業(yè)的一種常用設(shè)備,按結(jié)構(gòu)形狀可分為水箱式拉絲機、倒立式拉絲機、直進式拉絲機等。按出線直徑有:1、大拉機(進線直徑:8mm,出線直徑:3——1.3mm);2、中拉機(進線直徑:3——1.8mm,出線直徑:1——0.3mm);小拉機(進線直徑:1——0.2mm,出線直徑:0.3——0.06mm);微拉機(進線直徑:0.12——0.06mm,出線直徑:0.06——0.01mm)。粗線通過模具經(jīng)過多道拉細處理, 模具有很多種,常見的有以下幾種:圓形拉絲模、螺旋模、聚晶模等。
直進式拉絲機是拉絲機中控制難度較高的一種拉絲機,由于它是多臺電機同時對金屬絲進行拉伸,作業(yè)的效率很高。不象以前經(jīng)常遇到的水箱拉絲機和活套式拉絲機,允許金屬絲在各道模具之間打滑。同時它對電機的同步性和動態(tài)響應(yīng)的快速性都有較高的要求。由于不銹鋼材料比較脆,缺少像高碳鋼絲或者鋼簾線那樣的韌性,比較容易在作業(yè)過程中拉斷。
1、直進式拉絲機是由多個拉拔頭組成的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備,通過逐級拉拔,一次性把鋼絲、銅絲、電焊絲等冷拉到所需的規(guī)格,并將成品線材收卷,工作效率高,設(shè)備占地面積小。
2、通過每一級的拉拔后,線材的線徑發(fā)生了變化,所以每個拉拔頭工作線速度也發(fā)生變化。根據(jù)拉模配置的不同,各個拉拔頭得拉拔速度也要變化。拉拔速度的基準是,每個時刻通過拉模的金屬線材流量體積不變。直進式拉絲的各個拉拔頭的工作速度就是基于以上原理,保證各個拉拔頭線速度比例同步運行。
3、直進式拉絲機各個拉拔頭變頻器的速度是由主速度和PID微調(diào)量相疊加,各個拉拔頭在張力平衡桿上安裝位移傳感器,用于動態(tài)監(jiān)測各個拉拔頭間金屬線材的張力,位移傳感器輸出4——20mA或0——10V)標準信號,作為變頻器張力閉環(huán)PID控制的反饋,通過調(diào)整各級電機轉(zhuǎn)速,系統(tǒng)保證各個張力檢測點張力恒定,才能保證多級連續(xù)拉拔順利進行和拉出金屬線材的品質(zhì)。
4、低速點動穿模,運行速度穩(wěn)定。電機滿載啟動,啟動轉(zhuǎn)矩達到180%,最高線速度20米/秒。
日業(yè)電氣直進式拉絲機解決方案:
工作原理是:根據(jù)操作工在面板設(shè)定決定作業(yè)的速度,該速度的模擬信號進入PLC,PLC考慮加減速度的時間之后按照一定的斜率輸出該模擬信號。這樣做的目的主要是滿足點動、穿絲等一些作業(yè)的需要。PLC輸出的模擬電壓信號同時接到所有變頻器的AI1輸入端,作為速度的主給定信號。各擺臂位移傳感器的信號接入到對應(yīng)的轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動變頻器作為PID控制的反饋信號。根據(jù)擺臂在中間的位置,自己設(shè)定一個PID的給定值(PID給定為數(shù)字給定)。這個系統(tǒng)是非常典型的帶前饋的PID控制系統(tǒng),一級串一級,PID作為微調(diào)量。
選擇日業(yè)電氣公司CM580高性能磁通矢量控制變頻器控制直進式拉絲機優(yōu)點:
■ 能輕松實現(xiàn)主速度跟隨加PID微調(diào)的功能,而無須額外的控制板;
■ 復(fù)雜的控制全部由變頻器完成,減少了PLC程序和系統(tǒng)硬件開發(fā)難度;
■ 不需要D/A、A/D轉(zhuǎn)換模塊,降低了對PLC指標要求;
■ 優(yōu)化了成本,提高了系統(tǒng)的性價比。
四 水箱式雙變頻拉絲機應(yīng)用方案
雙變頻拉絲機可實現(xiàn)對銅線或者鋼線逐級拉伸并將成品快速收卷,一般常用于0.1mm以上線材的加工。雙變頻拉絲機通常采用被動放線,原材料經(jīng)過放線架進入拉伸箱內(nèi),經(jīng)過多個模具后,線徑被拉細至預(yù)先設(shè)定的粗細,然后經(jīng)過排線工藝后再層繞到工字輪上。
1、穿模。在整機啟動之前,需通過手工將原材料前端打磨并逐級通過模具??赏ㄟ^腳踏開關(guān)實現(xiàn)電機點動低速轉(zhuǎn)動,同時采用工具將絲線從模具的前端牽拉到后端,通過模具后的絲線為了能夠通過下一級模具,需將其前端打磨或拉細,后才可以通過下一級模具。在這個工藝環(huán)節(jié)里,要求主拉伸電機在啟動和低速運行時力矩大且穩(wěn)定,運行轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,而且在減速停機時電機沒有反轉(zhuǎn)。
2、拉伸。手工完成穿模以后就可以通過逐漸加大電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)連續(xù)的拉伸過程了。注意雙變頻拉絲機的拉絲通常是由一臺拉伸電機實現(xiàn),后續(xù)由多個模具來實現(xiàn)逐級拉伸。在實際運行過程中,電機的運行速度范圍會比較大,甚至電機會在恒功率區(qū)工作。在這個工藝環(huán)節(jié)里,要求無論負載大小,電機速度波動小,低速或弱磁區(qū)工作時轉(zhuǎn)矩輸出大且穩(wěn)定。
3、收卷。收卷部分是一臺獨立的收卷電機實現(xiàn),和拉伸電機之間通過張力擺桿PID調(diào)節(jié)實現(xiàn)線速度一致。經(jīng)過拉伸后的成品需要同步地纏繞在工字輪上,在整個工藝過程中,無論啟動加速、停機減速,任何線速度下的恒速運行均要求收卷電機和拉伸電機的運行轉(zhuǎn)速同步,否則就會出現(xiàn)絲線拉斷或者纏繞亂線等異常。在這個工藝環(huán)節(jié)里,要求收卷電機PID調(diào)速響應(yīng)快,速度控制精確。
4、排線。通常成品線材是層繞在工字輪上的,在工字輪的橫軸上,線材應(yīng)該一圈一圈平行緊密地從橫軸的一段到另一段排列在一起,實現(xiàn)一層;再逐層地加厚最后實現(xiàn)一卷成品。這就要求有一個排線裝置來完成線材在橫軸上端到下端往復(fù)的排列成品線材。根據(jù)機械設(shè)計的要求,排線的實現(xiàn)有很多種方案,比如機械,變頻,或伺服等。
5、啟動和急停。設(shè)備啟動時,拉伸和收卷電機處于加速狀態(tài),絲線克服經(jīng)摩擦力后,擺桿擺幅會比較大,要求啟動平滑,擺桿擺幅小,不斷線;運行過程中,若出現(xiàn)緊急情況,要求整個設(shè)備盡可能快地停下來。這時候拉伸和收卷電機處于快減速的狀態(tài),要求停機過程結(jié)束后絲線不會被拉斷。
選擇日業(yè)電氣CM530HLS拉絲機收線專用變頻器優(yōu)點:
1:PID響應(yīng)快,收卷變頻器能實時響應(yīng)牽引變頻器速度的變化
2:速度控制平穩(wěn),正常工作中,擺桿位置波動小
3:優(yōu)化的三防和散熱處理,能適應(yīng)拉絲機行業(yè)多金屬粉塵和高溫的惡劣環(huán)境
4:軟件優(yōu)化了起停處理,啟動平穩(wěn),停機不斷線