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偉創(chuàng)AC62-L系列變頻器在水箱式（雙變頻）拉絲機(jī)上的應(yīng)用

時(shí)間：2008-08-28 10:42:00來(lái)源：偉創(chuàng)電氣

導(dǎo)語(yǔ)：?拉絲機(jī)以拉伸方式可分為直進(jìn)式、水箱式等，以線徑粗細(xì)又可分為大拉機(jī)、中拉機(jī)、細(xì)拉機(jī)和微拉機(jī)等，都由拉絲伸線和收線兩部分組成。

前言

拉絲機(jī)以拉伸方式可分為直進(jìn)式、水箱式等，以線徑粗細(xì)又可分為大拉機(jī)、中拉機(jī)、細(xì)拉機(jī)和微拉機(jī)等，都由拉絲伸線和收線兩部分組成。為提高線纜的產(chǎn)量、質(zhì)量和降低成本，拉絲機(jī)一般改為雙變頻或多變頻恒張力控制，而目前大多數(shù)變頻同步控制一般是采用外接PID控制器的控制方式，此方式的缺點(diǎn)有：PID控制器的控制參數(shù)調(diào)試?yán)щy，價(jià)格昂貴，容易損壞，模擬量在傳輸過(guò)程中有衰減、漂移的問(wèn)題存在維修、維護(hù)費(fèi)用較高。

一、水箱式拉絲機(jī)工作原理

以水箱式雙變頻拉絲機(jī)為例來(lái)說(shuō)明拉絲收卷機(jī)控制原理。該原理也適用于其它恒定張力控制設(shè)備，直進(jìn)式拉絲機(jī)與其區(qū)別僅在于減少卷徑計(jì)算部分。

為保證拉絲機(jī)特別是微拉機(jī)收放線過(guò)程張力恒定，收、放線同步不斷線，一般采用拉絲主機(jī)頻率作為收卷從機(jī)的前饋頻率，隨著收線盤(pán)徑的增大，為使收放線恒定張力，收線機(jī)的輸出頻率要不斷降低，收線機(jī)輸出頻率與卷徑成反比。

電線電纜收、放卷拉絲機(jī)如圖1所示。一般放卷輥、主機(jī)、拉伸模、張力輥、收卷輥和排線機(jī)等組成。

二、改造工藝要求

1、低頻力矩要體現(xiàn)。低頻點(diǎn)動(dòng)穿線時(shí)，要有足夠的力矩，響應(yīng)速度快，無(wú)抖動(dòng)發(fā)顫的現(xiàn)象。

2、主機(jī)起停時(shí)絕不允許發(fā)生斷線的現(xiàn)象，如出現(xiàn)斷線故障應(yīng)迅速報(bào)警且緊急停車。

3、運(yùn)行平穩(wěn)，在正常運(yùn)行過(guò)程中，不允許擺桿碰撞上下限位。

4、停機(jī)時(shí)保持同步不斷線。

一、AC62-L型專用拉絲機(jī)變頻器之特點(diǎn)

（1）獨(dú)有的卷徑系數(shù)自動(dòng)計(jì)算功能

隨著收線機(jī)卷徑的不斷增大，收線機(jī)的輸出頻率需不斷降低。AC62-L系列變頻器內(nèi)部專門(mén)設(shè)有卷徑計(jì)算功能，動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、自動(dòng)計(jì)算收線機(jī)的當(dāng)前卷徑，以達(dá)到最佳的恒張力收線效果。

（2）卷徑系數(shù)K1增量

運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)張力平衡桿偏離中心位置時(shí)，卷徑系數(shù)K1自動(dòng)計(jì)算功能開(kāi)啟。為了保證高、中、低不同速度下的張力穩(wěn)定，擺桿不同的位置偏差對(duì)應(yīng)不同的卷徑系數(shù)K1增量（H-22~H-25）。不同系統(tǒng)卷徑變化速率不同，通過(guò)調(diào)整K1增量來(lái)實(shí)現(xiàn)卷徑的準(zhǔn)確計(jì)算。

（3）卷徑自動(dòng)計(jì)算死區(qū)范圍

為保證收線機(jī)在擺桿中心位附近平穩(wěn)運(yùn)行，避免卷徑自動(dòng)計(jì)算對(duì)擺桿擺幅的影響，AC62-L系列變頻器在擺桿中心位的上下2.5%范圍設(shè)定了死區(qū)，該范圍內(nèi)卷徑暫停計(jì)算。

（4）卷徑復(fù)位（手動(dòng)/自動(dòng)）

相同的線速度下，滿徑和空徑時(shí)的收線機(jī)輸出頻率相差很大，為使收線機(jī)和主機(jī)線速度同步，收線機(jī)在換卷時(shí)需進(jìn)行卷徑復(fù)位。當(dāng)使用卷徑自動(dòng)復(fù)位功能時(shí)，每次停機(jī)后卷徑系數(shù)K1自動(dòng)恢復(fù)位。

當(dāng)停電或緊急停車后，應(yīng)使用手動(dòng)卷徑復(fù)位功能，即定義外部多功能端子（X1～X6）為卷徑復(fù)位端子；收卷恒張力控制

E-04設(shè)為3時(shí)，即為恒張力控制模式，可用于其它卷曲機(jī)器設(shè)備的恒張力控制的場(chǎng)合。

五、改造方案（見(jiàn)圖示2）

接線說(shuō)明：

寸動(dòng)開(kāi)關(guān)與主機(jī)的X1端子（出廠值為點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)）連接。

外部端子啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與主機(jī)FWD連接。

拉線速度電位器與拉絲機(jī)（主機(jī)）的+10V、VS1和GND連接。

主機(jī)的模擬輸出A02端子、GND端子與收線機(jī)的AS端子、GND端子連接。將控制板上的跳線端子J2短接。

張力桿的電位器與AC62-L系列變頻器的+10V、VS1、GND端子連接。

二、參數(shù)設(shè)置

（1）主機(jī)（拉絲機(jī)）參數(shù)

功能代碼	功能名稱	設(shè)定值
E-01	運(yùn)行命令給定通道選擇	1
E-02	頻率給定主通道選擇	2
E-04	拉絲收線機(jī)類型	1
E-09	最大頻率	根據(jù)系統(tǒng)最大線速度設(shè)定
E-10	上限頻率	根據(jù)系統(tǒng)最大線速度設(shè)定
E-13	加速時(shí)間1	40.0~60.0
E-14	減速時(shí)間1	40.0~60.0
E-25	點(diǎn)動(dòng)速度（寸動(dòng)）	5.00
E-26	寸動(dòng)加速時(shí)間2	10.0
E-27	寸動(dòng)加速時(shí)間2	10.0
E-34	停機(jī)方式	0
E-36	停止時(shí)直流制動(dòng)時(shí)間	0
F-30	繼電器輸出端子	1
F-31	輸出端子Y1	4
F-34	輸出頻率水平FDT（收線機(jī)啟動(dòng)控制）	2.00
F-62	輸出端子AO2選擇	2（4-20ma電流信號(hào)）
F-66	A01輸出倍率(收、發(fā)頻率同步)	100.0~115.0范圍調(diào)整

（2）收卷機(jī)參數(shù)設(shè)置

功能代碼	功能名稱	推薦設(shè)定值
E-01	運(yùn)行命令給定通道選擇	1
E-02	頻率給定中通道選擇	8
E-03	前饋通道選擇	3
E-04	拉絲收線機(jī)機(jī)類型	2
E-09	最大頻率	與主機(jī)對(duì)應(yīng)
E-10	上限頻率	與主機(jī)對(duì)應(yīng)
E-30	啟動(dòng)選擇	3
E-34	停機(jī)方式	3
F-30	繼電器輸出端子	1
F-31	開(kāi)路集電極輸出Y1	4
F-32	開(kāi)路集電極輸出Y2	16
F-34	輸出頻率水平FDT（排線機(jī)動(dòng)作頻率）	2.00
F-41	VS1端子輸入電壓下限	根據(jù)擺桿下限位置設(shè)定
F-42	VS1端子輸入電壓上限	根據(jù)擺桿上限位置設(shè)定
F-57	輸入上限對(duì)應(yīng)設(shè)定頻率	根據(jù)主機(jī)最大頻率設(shè)定
H-12	PID控制器給定信號(hào)源	1
H-13	PID鍵盤(pán)數(shù)字設(shè)定	50%
H-14	PID控制器反饋信號(hào)源	0
H-17	收卷比例增益	3.0～5.0范圍內(nèi)調(diào)整
H-22	PID調(diào)節(jié)1區(qū)K1增量	200.0
H-23	PID調(diào)節(jié)2區(qū)K1增量	600.0
H-24	PID調(diào)節(jié)3區(qū)K1增量	1000
H-25	PID調(diào)節(jié)4區(qū)K1增量	5000
H-26	收卷控制選擇	0010H
H-27	第二比例增益	5.0～8.0范圍內(nèi)調(diào)整
H-27	空盤(pán)復(fù)位K1值	40%
H-29	啟動(dòng)平滑時(shí)間	2.0～4.0
H-30	啟動(dòng)平滑時(shí)間內(nèi)每秒K1增量	0.1%
H-31	收卷啟動(dòng)頻率	0.50hz
H-32	收卷停機(jī)頻率	2.00hz
H-33	斷線反饋檢測(cè)報(bào)警選擇	1
H-34	斷線反饋檢測(cè)值	1.0%
H-35	斷線反饋報(bào)警延時(shí)時(shí)間	1.000s
H-36	啟動(dòng)后斷線反饋檢測(cè)延時(shí)	5.0s
H-37	斷線反饋檢測(cè)最低頻率	10.00Hz
H-38	斷線反饋故障復(fù)位選擇	1
H-39	斷線反饋故障自動(dòng)復(fù)位時(shí)間間隔	5.0s
H-40	停機(jī)抱閘信號(hào)動(dòng)作頻率	1.50Hz
H-41	停機(jī)抱閘持續(xù)時(shí)間	5.0s

三、調(diào)試

（1）主機(jī)、收線機(jī)接線

主機(jī)變頻器的輸出頻率由可編程模擬量輸出口A02、GND端子與收線變頻器的電流輸入口AS、GND連接。主機(jī)變頻器的輸出頻率作為收線機(jī)的前饋頻率，與收線機(jī)內(nèi)部計(jì)算的PID調(diào)節(jié)量共同作用，保證收放線張力恒定。

（2）收線機(jī)反饋接線

張力輥電位器的三端與收線變頻器的+10V、VS1、GND連接，根據(jù)擺桿最高位置反饋電壓和最低位置反饋電壓分別設(shè)定F-41和F-42，這樣可以保證擺桿在中間位置時(shí)PID反饋值為50%。張力反饋電位器應(yīng)為360°高精度電位器。

（3）制動(dòng)電阻接線

為保證收放線的張力恒定，收線機(jī)變頻器需在較短的時(shí)間內(nèi)加速和減速，高速減速時(shí)，變頻器的直流母線電壓會(huì)升高，為保證變頻器的正常工作，需外接制動(dòng)電阻，制動(dòng)電阻的阻值及功率參見(jiàn)AC60系列變頻調(diào)速器使用說(shuō)明書(shū)。制動(dòng)電阻與AC62-L系列拉絲機(jī)專用變頻器的（+）、PB連接。

（4）收線變頻器調(diào)試

設(shè)置H-28略低于機(jī)械裝置的實(shí)際傳動(dòng)比，出廠值為40%（一般不用改動(dòng)）可保證啟動(dòng)時(shí)擺桿由低位平穩(wěn)上升到中間位置。調(diào)整H-29和H-30可改變擺桿升起的速度，H-30越大，擺桿升起速度越快。當(dāng)擺桿過(guò)中點(diǎn)位置，收卷機(jī)進(jìn)入PID調(diào)節(jié)狀態(tài)。

根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的快慢調(diào)整H-17、H-22-H-25，得到合適的PID響應(yīng)速度，使系統(tǒng)運(yùn)行根平穩(wěn)。一般說(shuō)來(lái)，線徑越粗系統(tǒng)反應(yīng)越慢，參數(shù)值應(yīng)調(diào)??；線徑越細(xì)系統(tǒng)反應(yīng)越快，參數(shù)值應(yīng)調(diào)大。

收線滿盤(pán)停機(jī)時(shí)，可能因收線盤(pán)過(guò)重而慣性過(guò)大，可增大主機(jī)停機(jī)時(shí)間避免收線機(jī)出現(xiàn)過(guò)流或過(guò)壓故障。換卷時(shí)，進(jìn)行卷徑復(fù)位。

（5）斷線檢測(cè)功能

當(dāng)PID反饋值達(dá)到H-34設(shè)定的范圍并保持H-35設(shè)定的時(shí)間后，變頻器自由停機(jī)并由設(shè)定的輸出端子輸出斷線報(bào)警及抱閘信號(hào)。H-34參數(shù)定義為距離擺桿上下限的偏移量。若擺桿下限位反饋值為0%，上限位反饋值為100%，反饋值在[H-34]及100-[H-34]范圍內(nèi)為斷線報(bào)警區(qū)域。

為避免啟動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中誤報(bào)，可設(shè)置變頻器啟動(dòng)運(yùn)行超過(guò)H-36設(shè)定時(shí)間，并且變頻器輸出頻率高于H-37設(shè)定頻率后，開(kāi)啟斷線檢測(cè)功能。

檢測(cè)到斷線，變頻器自由停機(jī)并報(bào)Sen故障。若H-38設(shè)為1，則經(jīng)過(guò)H-39設(shè)定時(shí)間后，斷線故障自動(dòng)復(fù)位，同時(shí)抱閘信號(hào)解除。

（6）抱閘的控制

當(dāng)變頻器檢測(cè)到斷線后，由選中的輸出端子輸出抱閘信號(hào)，經(jīng)過(guò)H-39設(shè)定的時(shí)間后，斷線故障自動(dòng)復(fù)位，抱閘信號(hào)取消。

正常停機(jī)，當(dāng)變頻器輸出頻率低于H-40時(shí)，由選中的輸出端子輸出抱閘信號(hào)，經(jīng)過(guò)H-41設(shè)定的時(shí)間后，抱閘信號(hào)取消。

抱閘信號(hào)輸出期間，運(yùn)行命令無(wú)效。

（7）由于主機(jī)的頻率輸出作為收放線的線速度給定，為保證主機(jī)和收線機(jī)的頻率輸出之間的線性關(guān)系，主機(jī)和收線機(jī)的最大頻率要相等。收線機(jī)的上限頻率等于其最大頻率。

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