巨聯(lián)電氣JL910系列變頻器在直進(jìn)式式拉絲機(jī)上的應(yīng)用
拉絲機(jī)是金屬線材生產(chǎn)的重要設(shè)備,主要功能是將各種線材拉成所需規(guī)格的細(xì)絲。近年來,變頻器得以在拉絲機(jī)行業(yè)大量應(yīng)用,其大大提高了拉絲機(jī)的自動(dòng)化水平與加工能力,有效降低了設(shè)備的單位能耗與維護(hù)成本,得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)同。
拉絲機(jī)及其工藝簡介
拉絲機(jī)簡介
拉絲機(jī)也被叫做拔絲機(jī),是指在常溫下通過拉伸模具對(duì)金屬材料進(jìn)行壓力加工的一種機(jī)械設(shè)備,通過拉伸可以將線材加工成為所需要的各種規(guī)格的線材,是在工業(yè)應(yīng)用中使用很廣泛的機(jī)械設(shè)備,廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、五金加工、石油化工、塑料、竹木制品、電線電纜等行業(yè)。
拉絲機(jī)按其用途可分為金屬拉絲機(jī)、塑料拉絲機(jī)、竹木拉絲機(jī)等;從產(chǎn)品終端來說,拉絲機(jī)可以分為大拉機(jī)、中拉機(jī)、小拉機(jī)、微拉機(jī);從拉絲機(jī)內(nèi)部控制方式和機(jī)械結(jié)構(gòu)來說,又可以分為水箱式、滑輪式、直進(jìn)式等主要的幾種。一般,大拉機(jī)的加工線徑在10mm以上,中拉機(jī)在1~10mm之間,小拉在0.1~1mm之間,小于0.1mm的為微拉。
拉絲機(jī)工藝簡介
◆ 放線:對(duì)于整個(gè)拉絲機(jī)環(huán)節(jié)來說,拉絲機(jī)線材的放線過程沒有過高精度的要求,雙變頻控制的拉絲機(jī)械,利用拉絲環(huán)節(jié)的絲線張力通過圓盤拉伸,也就是通過張力放線架自動(dòng)放線。
◆ 拉絲:不同金屬材料,不同的產(chǎn)品精度和要求,拉絲環(huán)節(jié)有很大的不同。拉絲部分由一臺(tái)主電機(jī)控制,金屬線材通過內(nèi)部塔輪的導(dǎo)引,經(jīng)過各級(jí)模具而逐步拉伸,以達(dá)到所要求規(guī)格的線材。同時(shí)在拉絲時(shí),開啟冷卻液對(duì)模具冷卻。
◆ 收卷:收卷為雙變頻拉絲機(jī)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),對(duì)拉絲機(jī)的性能起決定性的影響,也是考驗(yàn)拉絲機(jī)電氣性能的重要依據(jù)。收卷由收卷電機(jī)帶動(dòng)收線盤收卷,線材由拉絲部分出來經(jīng)過張力擺桿,張力擺桿的作用是反饋當(dāng)前的張力信號(hào)給主機(jī),從機(jī)根據(jù)反饋信號(hào)的偏差調(diào)節(jié)輸出頻率,以此來保證在收卷過程中恒定的張力。
工藝要求
◆ 拉絲部分速度無級(jí)可調(diào),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,運(yùn)行平穩(wěn)
◆ 收線部分卷徑從小到大變化時(shí),始終要保證線速度恒定
◆ 不論擺桿在任何位置都可直接啟動(dòng),且啟動(dòng)過程中不用手扶
◆ 運(yùn)行全過程中張力擺桿穩(wěn)定。當(dāng)檢測到張力有所變化時(shí),收卷要快速響應(yīng),以重新達(dá)到張力恒定狀態(tài)
◆ 起動(dòng)停機(jī)時(shí)均保證平穩(wěn)過度,并保證一定的張力,防止斷線
◆ 穿線時(shí),拉絲電機(jī)需要點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行
◆ 斷線時(shí),需有抱閘信號(hào),克服收卷的慣性,防止原來纏繞好的線散卷
◆ 不論當(dāng)前收卷的狀態(tài)是空盤、半盤、滿盤都隨時(shí)可以停機(jī)、起動(dòng)
雙變頻拉絲機(jī)工作原理
主拉變頻器實(shí)際上只作一個(gè)簡單的調(diào)速,但需要輸出頻率變化的信號(hào)(即模擬量AO輸出信號(hào),AO功能選擇為輸出頻率)作為收線變頻器速度基準(zhǔn)。收線拉絲機(jī)根據(jù)主機(jī)發(fā)出的信號(hào)以及擺桿位置反饋電壓信號(hào)計(jì)算同步輸出頻率,計(jì)算時(shí)要考慮適應(yīng)主機(jī)不同速度、收線盤不同盤徑、擺桿不同位置的情況。
放線電機(jī)與收線電機(jī)分別由兩臺(tái)變頻器控制。放線變頻器通過外部模擬量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,收線變頻器由放線變頻器的頻率變化輸出信號(hào)、張力擺桿反饋信號(hào),經(jīng)PID調(diào)節(jié)后控制收線變頻器。隨著收線筒卷徑的變化張力擺桿的反饋信號(hào)也隨著變化,這個(gè)信號(hào)與放線變頻器模擬AO輸出信號(hào)構(gòu)成PID兩路輸入信號(hào),經(jīng)PID調(diào)節(jié)后控制收線變頻器,使絲線保持一定的線速度。
方案及說明
方案
根據(jù)客戶現(xiàn)場實(shí)際情況提供的方案
◆ 放線:自由方式放線
◆ 拉絲:由一臺(tái)功率為22kW的JL910矢量控制變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)22kW異步電動(dòng)機(jī),經(jīng)過5級(jí)模具,將1.2mm的銅線拉到0.3mm,采用水冷
◆ 收線:由一臺(tái)功率為11kW的JL910拉絲機(jī)專用矢量控制變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)11kW異步電動(dòng)機(jī),電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí),有抱閘動(dòng)作,收線裝置不能再轉(zhuǎn)動(dòng)
◆ 張力反饋:在拉絲和收線環(huán)節(jié)中間有一張力浮輥,浮輥后端接有一單圈電位器,通過電位器來反饋浮輥位置,即達(dá)到檢測張力的目的
調(diào)試說明
◆ 首先根據(jù)工藝要求的最大線速度計(jì)算出主拉變頻器所需要的最大運(yùn)行頻率
◆ 根據(jù)實(shí)際的傳動(dòng)比情況算出收卷所需的最大頻率
◆ 根據(jù)半盤時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)比關(guān)系設(shè)定默認(rèn)傳動(dòng)比系數(shù)
◆ 主拉變頻器的加減速時(shí)間盡可能的長(一般在40~60s),可以平穩(wěn)的進(jìn)行加減速
◆ 要調(diào)整好張力擺桿的平衡位置,保證機(jī)械中點(diǎn)對(duì)應(yīng)反饋的中點(diǎn)
為了配合斷線的檢測,在起動(dòng)的時(shí)候,先將擺桿托起到平衡位置,等線拉緊了,再松開,防止擺桿在限位開關(guān)位置電機(jī)不能起動(dòng)。在調(diào)試時(shí),首先將主拉和收卷變頻器的開環(huán)矢量方式調(diào)試正常。由工藝要求的最大線速度計(jì)算出收卷變頻器所需要的最大運(yùn)行頻率,然后根據(jù)實(shí)際的傳動(dòng)比對(duì)應(yīng)好主拉的最大頻率,保證前后級(jí)的線速度差不是很大。從而根據(jù)張力擺桿反饋值做PID調(diào)節(jié),控制收卷變頻器。
參數(shù)設(shè)置(僅列出收卷機(jī)變頻器參數(shù))
調(diào)試注意事項(xiàng)
◆ 擺桿位置電壓反饋信號(hào)與擺桿位置的線性關(guān)系要正確,若不正確,可通過設(shè)置F01組外部給定量特性曲線修正
◆ 收卷反應(yīng)速度較慢,可以適當(dāng)?shù)募哟驪ID1的比例增益P和減小積分時(shí)間I
◆ 拉絲電機(jī)加減速時(shí)間設(shè)長一點(diǎn),這樣便于收卷電機(jī)的跟蹤
◆ 正常運(yùn)行中,張力擺桿擺動(dòng)過大,而調(diào)節(jié)PID的參數(shù)不能起到很好的效果時(shí),這時(shí)要檢查張力擺桿反饋信號(hào)與擺桿之間的一大一小兩個(gè)齒輪的配合間隙
◆ 系統(tǒng)在低速運(yùn)行時(shí),張力非常的平穩(wěn),但高速運(yùn)行時(shí)張力擺桿出現(xiàn)波動(dòng),這時(shí)需啟用兩組PID參數(shù),將F4.20改成2(依據(jù)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)),同時(shí)以原來設(shè)置好的那組參數(shù)為依據(jù)設(shè)置第二組參數(shù)
◆ 當(dāng)正常運(yùn)行過程中,如果出現(xiàn)周期性的突然波動(dòng),這時(shí)應(yīng)注意排線機(jī)行程開關(guān)的位置。如不在最佳位置時(shí),會(huì)出現(xiàn)卷盤兩邊不平導(dǎo)致卷取直徑變化,進(jìn)一步影響張力擺桿的平穩(wěn)度
結(jié)束語
雙變頻拉絲機(jī)應(yīng)用方案的成功改造,降低了系統(tǒng)成本,加快了系統(tǒng)響應(yīng)速度,操作更為簡單方便,工作效率得到了明顯提高。高穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)減少了斷線率,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)踐證明,本文介紹的改造方案是一種高穩(wěn)定、性能可靠的、能滿足現(xiàn)場實(shí)際要求的拉絲機(jī)改造方案。
提交
JL910高性能矢量變頻器說明書最新版
JL830迷你矢量型變頻器說明書
巨聯(lián)電氣 JL830系列變頻器
巨聯(lián)電氣JL-V81說明書最新修訂版
巨聯(lián)電氣JL-V81系列變頻器在吹膜機(jī)收卷上的應(yīng)用