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MM440變頻器在鋼絲/鋼管復繞生產(chǎn)線上的應用

2010/4/28 12:09:00

一、簡述

OPGW光纜是近幾年來流行的特種光纜，其優(yōu)良的使用方式和廣泛用途使其具有廣泛的市場。由于生產(chǎn)這種光纜所需要的不銹鋼管，鋼絲，鋁合金和鋁包鋼絲通常是散圈提供或采用1米盤包裝，而OPGW生產(chǎn)線上所使用的線盤規(guī)格為0.63米，因此需要一種復繞機，將散裝的原材料復繞到0.63米的小盤上。

二、技術要求和系統(tǒng)構成

1、技術要求：生產(chǎn)線速度：≥300m/min；

張力要求：A：不銹鋼管：10N≤F≤50N；

B：鋼絲，鋁包鋼絲：100N≤F≤250N；

C：鋁合金絲：50N≤F≤150N；

記米精度：0.2%；

排線速度：自動跟蹤收線速度；

2、系統(tǒng)構成（電氣部分）

收線，排線和放線電機均采用變頻電機，驅動器采用SIEMENS的MM-440系列變頻器，操作和生產(chǎn)工藝參數(shù)顯示采用SIEMENS的TP-070觸摸屏，全線控制采用SIEMENS的S7-226+EM-231構成。S7-226的port0用于和MM-440通訊（USS4），port1用于和TP-070通訊。

三、各系統(tǒng)簡介

1、收線速度控制

收線用于收卷鋼絲，鋼管。上下，開合線盤采用電動機帶動絲桿的方式。電機采用普通的交流電機加接觸器控制。而收線電機采用變頻電機和MM-440控制。

收線速度由速度電位器通過EM-231送入S7-226，再通過USS4協(xié)議由S7-226加到MM-400上。由于生產(chǎn)線的速度較快，線盤具有較大的轉動慣量。收線的加速度不宜太大，因此收線速度的設定采用PID運算。同時收線盤應采用高速平衡盤。

驅動器類型：MM-440，7.5KW。

MM-440設定：P700=5 P731=52.3（驅動風機） P1000=5 P2009=1 P2010=6 P2011=0

2、線徑控制

由于排線速度需要根據(jù)線徑自動跟蹤收線速度（U=K*ω*D）。

其中U：排線速度，K：修正系數(shù)，ω：收線速度，D：線徑

所以排線電機驅動器的設定由以下兩個因素決定：

收線速度通過旋轉編碼器測定，其信號通過S7-226的I0.6和I0.7送入PLC（高速計數(shù)器4），PLC編程采用定時中斷，在單位時間內(nèi)測量高速計數(shù)器的計數(shù)值媽為收線速度。

線徑設定通過TP-070設定，并送入PLC，PLC將上述兩個參數(shù)相乘并乘以相應的修正系數(shù)（根據(jù)機械變速比決定），即為排線速度，通過USS4協(xié)議送入MM-440。

需要注意的是，由于排線電機在使用過程中需要高速換向，因此當收到換向信號時，電機需要高速的降速和升速過程，MM-440需外接制動電阻。

排線驅動器類型：MM-440，0.75KW。

MM-440設定：P700=5 P731=52.3（驅動風機） P1000=5 P1120=3 P1121=3 P1234=

P1235= P1237= P2009= 1 P2010=6 P2011=1

3、放線張力控制

在整條生產(chǎn)線上，收線電機決定線速度，而張力則是由放線電機決定，由于較高的張力要求，放線需采用主動工作方式。

當復繞不銹鋼管時采用速度方式，P1000=2，速度給定由跳舞輪電位器送入PID板，經(jīng)過PID運算由MM-440模擬量輸入1#口輸入。其張力的大小由舞蹈輪的配重決定。

當復繞鋼絲，鋁包鋼絲，鋁合金絲時采用張力方式，P1000=5，速度給定由USS4協(xié)議設定一個反向速度，當鋼絲拉緊以后，速度環(huán)飽和，根據(jù)線速度和放線角速度即可以確定放線盤半徑，根據(jù)工藝張力要求，通過設定電機電流比率（P0640）即可以控制張力。

由于在張力方式時放線電機處于發(fā)電狀態(tài)，因此驅動器必須外接制動電阻，制動電阻必須具有足夠的制動電流和功率。

放線驅動器類型：MM-440，7.5KW

MM-440設定： P700=5 P0640=150（速度方式）或根據(jù)工藝設定（張力方式）

P731=52.3（驅動風機） P1000=2或5（根據(jù)速度和張力的方式切換由USS4寫入MM-440）

P1237=5 P2009= 1 P2010=6 P2011=2

4、計米和線速度系統(tǒng)

計米和線速度傳感器采用旋轉編碼器，由S7-226的I0.1和I0.2端（高速計數(shù)器0）送入PLC。該計數(shù)器值乘以修正系數(shù)（有計米輪徑和編碼器線數(shù)決定）即為計米值。單位時間內(nèi)高速計數(shù)器的計數(shù)值即為全線速度。計米值和全線速度通過TP-070顯示。

四、設計特點

由于采用USS4協(xié)議，電氣系統(tǒng)具有以下特點：

1、電氣硬件設計簡潔，明快。給調試和維修帶來很大方便。

2、系統(tǒng)抗干擾能力大為提高。

3、改變工作方式非常方便（由于MM-440采用BICO技術，通過USS4改變關鍵參數(shù)，即可以達到目的）。

4、由于采用USS4協(xié)議和MM-440變頻器，大大降低了制造成本。通常類似的系統(tǒng)需采用直流系統(tǒng)，昂貴的直流電機和驅動器，是制造成本居高不下的根本原因。而采用MM-440則可以較低的成本，達到上述工藝目的。另外由于采用USS4協(xié)議可以省略D/A模塊，在一定程度上也可以降低成本。