四方V360系列变频器在直进式拉丝机的应用

四方V360系列变频器在直进式拉丝机的应用

一、 引言

金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。在金属加工中，直进式拉丝机是常见的一种，也是比较先进且具发展前途的拉丝设备。在以前通常都采用直流发电机-电动机组(F-D系统)来实现，现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及，变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用，并可通过PLC来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。

采用变频调速系统的直进式拉丝机技术先进、节能显著，调速范围在正常工作时为30:1，同时在5%的额定转速时能提供超过1.5倍的额定转矩。

本文以某生产铁丝的直进式拉丝机现场为例，来说明变频控制的应用过程和效果。

二、 工艺介绍和要求

该设备主要对铁丝进行牵伸拉拔，进线6.5mm，经过6道拉拔模具的作用，出线2.43mm，最高拉拔速度8m/s。拉丝部分共有6个直径550mm的转鼓，相邻转鼓之间安装有用于检测位置的气缸摆杆，采用位移传感器可以检测出摆臂的位置，当拉丝拉得紧的时候，丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂下移，使前一台进行加速，达到每级之间的张力控制。收卷电机采用自动滑行的锥形支架，整个过程卷径不变化，采用调谐辊调整的方式来使其跟随主拉的线速度恒定。其主要要求如下：

1. 各台有点动正转、点动反转功能

2. 具有前联(第一台无前联)，后联功(收卷无后联)能

3. 具有跳模功能(包括主拉)，并根据跳模情况，自动计算系统频比

4. 系统运行最大速度为8m/s

5. 系统具备自动计米、计重功能，并在设定米数、重量到达时，具备自动停机功能。

6. 加速和减速平稳，没有大的波动

7. 系统运行稳定，并且具备断线检测报警停机功能

三、 系统方案和调试

1. 系统组成

名称 规格 数量 PLC FX2N-128MR-1 1 触摸屏 威伦10寸 1 D/A模块 FX2N-4DA 2 变频器 V360-4T0300 6 变频器 V360-4T0185 1 开关电源 1 按钮 若干 继电器 若干

2. 系统方案

依照直进式拉丝机秒体积相等的原则，系统根据人机界面设置的模具以及机械传动比，在PLC内部计算包括N级从拉、主拉和收卷的每一级主给定速度，通过PLC的D/A模块(7个通道)阶梯波式分别传给变频器的AI1接口，变频器通过摆杆反馈的信号进行微调，来达到系统的每一级之间的张力恒定;PLC内部集成前联、后联、跳模、断线检测、计米计重等功能。

3. 系统动作逻辑要求

第一台和收卷只有3个逻辑关系，除了点动正转、点动反转等以外，第一台有后联功能，收卷有前联功能。从第二级从拉到主拉分别有4个逻辑关系，分别是点动正转、点动反转、前联、后联。举例如下：

3#点动正转：3#闭合 正转点动端子

3#点动反转：3#闭合 反转点动端子

3#前联：1#运行，2#运行，3#运行，并且3#为主机(速度给定为PLC模拟量AI2给定，无摆杆反馈)

3#后联：3#运行，4#运行，5#运行，6#运行(主机)，7#运行

4. 跳模功能

除收卷外，系统的任何一台或者多台都可以被跳模(但主拉和N级从拉一般至少一台保留作为主机)，当在人机界面选择某一台或者多台跳模后，系统会自动计算主机和余下从机之间的速度比例并同样发送给变频器。

5. 调试参数

N级从拉参数设置

F0.1.16=13 频率设置值为两个通道设置值之和 F0.1.19=0.15 通道2设定系数为15% F0.1.23=4.00 正点频率为4HZ F0.1.24=4.00 反点频率为4HZ

F0.2.25=9 通道1设定源为模拟量AI1设定 F0.2.26=23 通道2设定源为过程PID输出 F0.3.33=1 控制方式为端子设定 F1.0.03=2.00 加速时间为2S F1.0.04=1.80 减速时间为1.8S F1.0.09=5.00 点动加速时间为5S F1.0.10=5.00 点动减速时间为5S F3.0.00=7 DI1为运行信号 F3.0.01=5 DI2为正转点动信号 F3.0.02=6 DI3为反转点动信号 F3.0.03=14 DI4为EMS信号 F3.0.05=22 DI6为过程PID投入信号 F3.0.12=6 DO1为故障输出 F3.0.21=27 断线检测功能检测 F3.0.27=17 断线检测 F3.0.30=95.0 断线检测 F9.0.31=95.0 断线检测

F5.3.28=0007 频率设定通道为最高优先级 F7.0.00=2002 过程PID为端子投入 F7.0.08=60.0 PID设定值 F7.0.10=1 PID反馈为AI2

F7.0.17=0.55 过程PID的P值 F7.0.18=20.00 过程PID的I值 F7.0.21=0010 过程PID输出双极性 F7.0.22=0.0 PID的静态偏差为0 主拉参数设置 F0.1.23=2.00 F0.1.24=2.00 F0.2.25=9 F0.3.33=1 F1.0.03=35.00 F1.0.04=35.00 F1.0.09=5.00 F1.0.10=5.00 F3.0.00=7 F3.0.01=5 F3.0.02=6 F3.0.03=14 F3.12=6 收卷参数设置 F0.1.16=13 F0.1.19=0.15 F0.1.23=4.00 F0.1.24=4.00 F0.2.25=9 F0.2.26=23 F0.3.33=1 频率设置值为两个通道设置值之和 通道2设定系数为15% 正点频率为4HZ 反点频率为4HZ 通道1设定源为模拟量AI1设定 通道2设定源为过程PID输出 控制方式为端子设定 正点频率为4HZ 反点频率为4HZ 频率设定源为AI1设定 控制方式为端子设定 加速时间为35S 减速时间为35S 点动加速时间为5S 点动减速时间为5S DI1为运行信号 DI2为正转点动信号 DI3为反转点动信号 DI4为EMS信号 DO1为故障输出 F1.0.03=2.00 加速时间为2S F1.0.04=1.80 减速时间为1.8S F1.0.09=5.00 点动加速时间为5S F1.0.10=5.00 F3.0.00=7 F3.0.01=5 F3.0.02=6 F3.0.03=14 F3.0.05=22 F3.0.12=6 F3.0.21=27 F3.0.27=17 F3.0.30=95.0 F9.0.31=95.0 F5.3.28=0007

点动减速时间为5S DI1为运行信号 DI2为正转点动信号 DI3为反转点动信号 DI4为EMS信号 DI6为过程PID投入信号 DO1为故障输出 断线检测功能检测 断线检测 断线检测 断线检测 频率设定通道为最高优先级