直進(jìn)式拉絲機(jī)技術(shù)實(shí)施方案

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1、無錫市安宏工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司工程部關(guān)于LZ8-400直進(jìn)式拉絲機(jī)學(xué)術(shù)報(bào)告時(shí)間：2002年10月報(bào)告人員：朱健共5頁第5頁無錫市安宏工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司工程部前言在金屬制品行業(yè)中，直進(jìn)式拉絲機(jī)是一種重要的機(jī)械設(shè)備，以其拉拔效率高、工藝性能好、磨耗小等優(yōu)點(diǎn)而得以廣泛應(yīng)用。在電氣傳動(dòng)方面，由于拔絲工藝要求拉絲機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，能無級(jí)調(diào)速，低速時(shí)啟動(dòng)力矩大，過去一直采用直流拖動(dòng)。但直流電機(jī)拖動(dòng)由于生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，使電機(jī)整流子磨損嚴(yán)重、維護(hù)困難、故障率高，因此，近年來直流電機(jī)拖動(dòng)已被交流變頻調(diào)速拖動(dòng)所代替。在電氣控制部分，由于拉絲機(jī)是一種多臺(tái)聯(lián)動(dòng)拖動(dòng)系統(tǒng)，各機(jī)臺(tái)在啟動(dòng)、停車以及運(yùn)行過程中同步的

2、問題也是不可忽略的；在拉拔過程中，由于鋼絲抗拉強(qiáng)度、拉模的磨損等因素會(huì)造成電機(jī)力矩的變化，從而影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，需要自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速，以保證每個(gè)轉(zhuǎn)筒之間的金屬絲秒流量相等，實(shí)現(xiàn)正常拉拔。一、設(shè)備概況本設(shè)備設(shè)計(jì)使用的原料：冷拔鋼絲2.00~3.50mm，產(chǎn)品：0.5~1.50mm。本設(shè)備設(shè)計(jì)使用放線架一個(gè)、八個(gè)卷筒（機(jī)臺(tái)）、七個(gè)張力輥、一個(gè)收線機(jī)組、及九個(gè)防護(hù)罩。卷筒采用風(fēng)冷和水冷，拉模采用水冷并前置潤滑粉，在1#拉模和6#拉模處使用旋轉(zhuǎn)模。收線機(jī)組包括收線機(jī)和收線張力架。在8#卷筒后設(shè)有縱矯直器、橫矯直器和計(jì)米器，在收線機(jī)前也設(shè)有縱、橫矯直器。2#~7#機(jī)臺(tái)都設(shè)有跳頭裝置。放線機(jī)采用從動(dòng)

3、方式工作，收線機(jī)通過張力架控制轉(zhuǎn)速。在進(jìn)行拉拔時(shí)，鋼絲坯通過1#拉模到1#卷筒，經(jīng)1#張力輥，穿過2#模到2#卷筒，這樣順序穿絲，至到收線機(jī)。如有跳頭，則在相應(yīng)的機(jī)臺(tái)使用跳頭裝置。拉模的冷卻水采用低進(jìn)高出的方式，水的流量通過閥門的開度調(diào)節(jié)。卷筒的冷卻水由手動(dòng)閥控制，冷卻風(fēng)機(jī)提供固定的冷卻風(fēng)。放線處設(shè)有亂絲和放線盡的檢測(cè)裝置，機(jī)臺(tái)上設(shè)有斷絲報(bào)警裝置。張力輥的張力通過氣壓調(diào)節(jié)大小。收線機(jī)組放線機(jī)拉模轉(zhuǎn)筒電動(dòng)機(jī)張力輥圖1-1直進(jìn)式拉絲機(jī)工藝流程二、電氣設(shè)備本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用西門子ＴＰ２７０－１０的作為人機(jī)界面，Ｓ７－３００的ＰＬＣ作為中央控制器，丹佛斯的ＶＬＴ５０００系列變頻器作為傳動(dòng)裝置。人機(jī)

4、界面和ＰＬＣ之間采用西門子的ＭＰＩ網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式，ＰＬＣ和變頻器之間采用ＲＳ４８５通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。反饋信號(hào)由張力輥的張力大小提供。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)考慮到如下幾點(diǎn)：控制器控制屏MPIRS485變頻器圖1-2電氣控制系統(tǒng)圖共5頁第5頁無錫市安宏工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司工程部１．由于在鋼絲冷拔過程中，考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量和系統(tǒng)的要求，選用了丹佛斯ＶＬＴ５０００系列的變頻器。丹佛斯為ＶＬＴ５０００系列開發(fā)了內(nèi)置的張力控制選件，它可以提供帶前饋功能的高級(jí)ＰＩＤ過程控制。從整卷到芯的拆卷過程或反過來的卷繞過程，由于帶前饋功能的高級(jí)ＰＩＤ控制器的作用，可獲得穩(wěn)定的張力。即使在拼接（換卷）和緊急停車時(shí)，由于張

5、力反饋補(bǔ)償了系統(tǒng)有慣性，仍具有穩(wěn)定的張力。由于零點(diǎn)位置是可調(diào)節(jié)的，所以調(diào)節(jié)輥位置可任意設(shè)定。由于Ｄ增益極限，ＰＩＤ低通濾波器和ＰＩＤ調(diào)節(jié)范圍調(diào)整，降低了調(diào)節(jié)輥的擺動(dòng)幅度。由于可標(biāo)定的Ｐ增益，能夠適應(yīng)不同應(yīng)用的調(diào)節(jié)輥反饋。張力轉(zhuǎn)筒張力輥?zhàn)冾l器變頻器變頻器速度微調(diào)張力基準(zhǔn)線速度基準(zhǔn)圖1-3張力控制系統(tǒng)示意圖+PID正/反向基準(zhǔn)信號(hào)處理和標(biāo)定線速度基準(zhǔn)++調(diào)節(jié)輥零基準(zhǔn)PID限位器過程PID控制器PID偏差正/反向給定/反饋范圍增益比例+調(diào)節(jié)輥反饋模擬（反饋）信號(hào)處理和標(biāo)定積分器?？乖浇珙l率輸出斜坡及極限圖1-4PID控制系統(tǒng)原理圖張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成帶前饋功能的PID控制器，線速度給定信號(hào)是可

6、標(biāo)定的，并且可選擇它是正向還是反向。給PID控制器的反饋信號(hào)是可標(biāo)定的，其極性亦是可選擇的。PID調(diào)節(jié)器允許限制D增益，PID調(diào)節(jié)器的低通濾波器使反饋的振動(dòng)得以衰減。在達(dá)到輸出頻率極限時(shí)，PID的抗超界功能將凍結(jié)積分器。PID的限位功能使得當(dāng)頻率超出限位范圍時(shí)，關(guān)閉PID調(diào)節(jié)器。比例增益范圍使P增益依賴于當(dāng)前的線速度。這些特征在具有多個(gè)調(diào)節(jié)輥的串聯(lián)系統(tǒng)中，以振動(dòng)衰減是相當(dāng)有用的。正因?yàn)閂LT5000變頻器擁有這些功能，故在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程決定使用它。在拉拔過程中，就很好的解決了在啟動(dòng)和停車時(shí)經(jīng)常斷絲的現(xiàn)象，甚至在大多數(shù)快停（2秒內(nèi)停車）的情況下，也能很好的保證鋼絲不被拉斷。通過速度微調(diào)，可

7、以有效的克服諸多外界的干擾因素使得轉(zhuǎn)筒間的金屬流量相等、速度平穩(wěn)，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，也降低了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用和延長了設(shè)備的使用壽命。共5頁第5頁無錫市安宏工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司工程部２．在生產(chǎn)過程中由于原料和產(chǎn)品的規(guī)格不斷發(fā)生變化，需要不斷調(diào)整變頻器的相關(guān)參數(shù)以適應(yīng)其變化。為了了解生產(chǎn)過程中各拉模的狀況，需要知道各變頻器的輸出功率、輸出頻率和輸出電流，故在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中采用了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的ＲＳ４８５通訊方式，完成人機(jī)界面和變頻器之間的數(shù)據(jù)交