一、 目前拉丝控制的方式
目前国产的拉丝设备有大拉丝机、中拉丝机、细拉丝机三类www.cechina.cn,每一类拉丝机中根据线径的不同又分为不同型号。大拉丝机和中拉丝机目前采用较多的依然是直流调速。但,近年来,随着交流调速技术的飞速发展,尤其是高性能矢量控制变频器的出现,交流调速性能已经接近直流调速的性能,同时控制工程网版权所有,由于交流调速的方便和实用,大拉丝机和中拉丝机目前已经出现变频化的趋势。国产的细拉丝机主要是拷贝台湾版本的细拉丝机,最初采用的是单变频方式,也是目前生产量最大的细拉丝机。由于单变频控制的细拉丝机的滑差量太大,影响后工序---铜线漆包的质量。对铜线要求比较高的场合,这种控制方式往往达不到用户要求。于是双变频控制的、性能优良的细拉丝机逐步占领市场。
目前双变频控制的细拉丝机,主要是采用张力控制板+主驱动变频器+收卷变频器。由于张力控制板只进行张力摆杆的位置控制,在拉丝机的速度到2000m/min左右时,张力板的控制效果就不太理想,张力摆杆不停的在上下摆动。摆杆的上下波动,说明张力控制不稳定,这样,将不可避免地影响细铜线质量www.cechina.cn,这也是目前众多双变频控制的细拉丝机普遍存在又难以解决的问题。
二
、 艾默生TD3300张力控制专用变频器功能简介
艾默生TD3300系列变频器是在其高性能变频器TD3000系列的基础上,针对张力控制行业推出的一种专用变频器。艾默生TD3300系列变频器整合了绝大多数张力控制器的功能特点,能够取代目前的大部分张力控制器,节省用户投资;其完善的功能控制工程网版权所有,精确的控制,高可靠性,能够满足用户各种要求;同时艾默生变频器优秀的电网适应性和良好的售后服务,解决了用户的后顾之忧。
艾默生TD3300张力专用变频器具备如下专用功能:
1) 备TD3000矢量变频器的所有高性能;
2) 可实现张力闭环控制和张力开环控制,满足各种卷取控制要求;
3) 多种卷径计算功能,满足不同场合;
4) 多种线速度测量方式,方便用户选用;
5) 可以实现张力锥度的多种方式控制,进一步提高产品质量;
6) 具有拉丝机卷绕控制的特殊解决方案;
三、 张力变频器TD3300在蓉胜公司的应用
广东蓉胜超微线材股份有限公司是目前亚洲最大的超微线生产基地。目前该厂有单变频细拉丝机、双变频细拉丝机300多台,由于中国经济的蓬勃发展,目前的产能已经明显不能满足市场的需求。为了进一步扩大产能,广东蓉胜超微线材股份有限公司决定自主生产300台不同型号的双变频控制的细拉丝机。
由于艾默生公司TD3300张力专用变频器基本具备数种张力解决方案,广东蓉胜公司决定采用艾默生公司的TD3300系列变频器作为细拉丝机的收卷驱动部分,由于主驱动部分对变频器没有特殊要求,选用艾默生公司TD1000与TD2000系列通用变频器作为系统的主驱动部分。
另外,TD3300由于具备两组PID参数可以设定,使两组PID参数按照一定的函数关系随着卷径变化改变参数,完全克服了大卷径响应慢,小卷径振荡的问题。这是因为大卷径时,惯量会大大增加,需要更快的响应速度,而小卷径的时候,参数过大则容易出现振荡。
同时控制工程网版权所有,TD3300系列变频器具备断线(带)自动检测功能,用户完全可以不用安装断线开关(或接近开关),缩短了生产周期,同时节约了成本。
广东蓉胜公司通过对深圳市兴合实业有限公司以往在拉丝行业生产的控制系统进一步考察,决定:控制系统由艾默生能源系统有限公司变频器代理商---深圳市兴合实业有限公司与广东蓉胜公司共同开发(增加蓉胜公司特有功能),机架由广东蓉胜公司生产。
24模细拉丝机工作简图:
图1:24模细拉丝机工作简图
四、双变频控制细拉丝机控制原理及接线图
图2:拉丝机工作主电路
图3:主驱动变频器与收卷变频器接线图
图4:PLC接线图
控制方案:
张力闭环控制的速度模式:
υ=υ1×(D0/D)+Δυ
由带(线)材的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步速度υ1×(D0/D),然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环控制工程网版权所有,调整变频器的频率指令。
υ为卷曲给定速度;υ1为主机实际输出的线速度,利用主驱动变频器的模拟输出按空卷时对应的比例取得;D0为空筒卷径;D为实际卷径;Δυ为过程PID的输出量,由变频器内置PID实现,反馈信号为张力摆杆(电位器)的输出。
系统控制要求:
主驱动用艾默生TD1000系列通用变频器,采用模拟电压给定速度的方式,加减速度时间设定均为50~70S,加减速度方式为S曲线加减速度。卷绕部分采用TD3300系列张力专用变频器驱动,要求