拉絲機張力控制系統(tǒng)

拉絲機張力控制系統(tǒng)核心提示：拉絲機也被叫做拔絲機、拉線機、拔料機，是指在常溫下通過拉伸模具對金屬材料進行壓力加工的一種機械設(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。一拉絲機簡介：拉絲機也被叫做拔絲機、拉線機、拔料機，是指在常溫下通過拉伸模具對金屬材料進行壓力加工的一種機械設(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。從產(chǎn)品終端來說，拉絲機可以分為大拉機、中拉機、小拉機、微拉機；從拉絲機內(nèi)部控制方式和機械結(jié)構(gòu)來說，又可以分為水箱式、滑輪式、直進式等主要的幾種。一般來講大拉機的加工的線徑在10mm以上，中拉機在1mm到10mm之間，小拉在0?1mm到1mm之間，小于0?1mm的為微拉。工藝流程：放線：金屬絲放線，整個拉絲機環(huán)節(jié)來說，其控制沒有過高精度要求，大部分拉絲機械，放線操作是變頻器驅(qū)動放線架實現(xiàn)，但也有部分雙變頻控制拉絲機械，直接通過拉絲環(huán)節(jié)張力牽伸原料送進拉絲機，實現(xiàn)自由放線；本次所控制的拉絲機即為自由放線。

2?拉絲：拉絲部由拉絲輪和模具固定架、模具組成，線材穿過模具后，在拉絲輪上繞卷，當拉絲輪和卷取輪運轉(zhuǎn)時，卷取輪運轉(zhuǎn)提供線材的牽引張力，在牽引張力作用下，線材通過拉絲輪卷繞使線材通過拉絲模具，使線材不斷從粗到細。3?收線：收線環(huán)節(jié)是整個系統(tǒng)最難控制部分，其始終要求收線張力恒定，常用控制技術(shù)有同步控制與張力控制實現(xiàn)金屬制品收卷；所控制的拉絲機工況：放線：自由方式放線；拉絲：由一臺45KW異步電動機驅(qū)動。經(jīng)過5級模具，將6mm的銅線拉到1.2mm，采用水冷式。收線：由一臺15KW異步電動機驅(qū)動，電機處于停止狀態(tài)時，抱閘動作，收線裝置不能再轉(zhuǎn)動。4?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，即達到檢測張力的目的。控制要求：1.拉絲部分速度無級可調(diào)，啟動轉(zhuǎn)矩大，運行平穩(wěn)。

2?收線部分卷徑從小到大變化時，始終要保證線速度恒定，從而保證線卷纏繞的松緊度合適。3?當檢測到張力有所變化時，收卷要快速響應，以重新達到張力恒定狀態(tài)。4?啟動，停機時均保證平穩(wěn)過度，并保證一定的張力，防止斷線。5,斷線時，停機時必須有信號通知抱閘動作，克服收卷的慣性，防止原來纏繞好的線散卷。6?穿線時，拉絲電機需要點動運行。電氣控制：結(jié)合以上調(diào)速，張力控制要求，選用我公司ALPHA-6000系列產(chǎn)品，其啟動轉(zhuǎn)矩大，運行平穩(wěn)，響應速度快，且內(nèi)置PID調(diào)節(jié)，并有豐富的輸入輸出接口，完全滿足需要。不需要PLC等其它控制元件，既降低了成本又使系統(tǒng)變的簡單。其控制原理圖如下：如圖示，啟動拉絲變頻器，通過電位器給定頻率，變頻器運行后TA-TC閉合，從而啟動收卷變頻器；收卷變頻器頻率給定方式為AI2+PID組合頻率給定方式，將拉絲變頻器的模擬輸出作為收卷變頻器的模擬頻率給定源，即給拉絲變頻器一定的前饋頻率，防止PID調(diào)節(jié)不能及時跟隨拉絲變頻器的頻率變化;通過鍵盤數(shù)字設(shè)定PID給定值，然后通過R2，即張力浮輥上的電位器反饋后，經(jīng)PID作用后決

定PID運行頻率，二者共同作用后決定收卷變頻器的頻率。開始運行，隨著卷徑的變化，收卷線速度變化，從而導致張力變化，反饋值變化，收卷變頻器快速響應，使運轉(zhuǎn)頻率下降，線速度降低，使收卷重新回到原平衡狀態(tài)。如果發(fā)生斷線或其它需緊急停機的狀況，按下操作臺急停按鈕，變頻器立即自由停車，收卷變頻器TA-TC閉合，控制機械抱閘動作，使收卷裝置立即停止動作。參數(shù)設(shè)置：拉絲變頻器：P0?01=2AI1輸入頻率P0?04=1端子控制運行P0.21=60加速時間P0.22=60減速時間P3.02=8點動P3.03=13自由停車收卷變頻器：P0?01=9PID給定頻率P0.02=3AI2給定頻率P0?04=1端子控制運行P0.03=2頻率來源為1+2P0.21=6加速時間P0.22=6減速時間P7.00=0PID數(shù)字給定P7.01=0AI1端子為反饋P7.02=4.8PID給定值P7.05=0?2比例增益實際使用狀況：

目前該兩臺機器已投入生產(chǎn)使用2個多月，車速為1200m/min,速度比該公司其它機器效率提高近1/3。拉出來的成品銅線粗細均勻，表面光滑，說明系統(tǒng)運行穩(wěn)定，張力大小控制合適；另在啟動停止均能實現(xiàn)平穩(wěn)過渡，已完全滿足客戶需求。總結(jié)；該機實際是一例典型的恒張力控制系統(tǒng)，當收卷卷徑從小到大變化時，通過控制收卷的線速度始終處于同一速度，從而間接的控制了張力的恒定。從該例可以看出，由于卷徑的變化或者是其它因素導致收卷線速度變化，引起張力的變化，收卷變頻器必須經(jīng)PID運算后快速響應，使運轉(zhuǎn)頻率變化，線速度變化，從而使收卷張力重新回到原平衡狀態(tài)?？梢钥闯鲈摽刂葡到y(tǒng)的核心就是PID控制部分,其決定著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速響應能力。由于該控制系統(tǒng)是通過控制收卷線速度來間接控制收卷張力的，所以不論其收卷