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              MX系列PLC在拉絲機上的應用
              2017-11-11 08:00:00

              摘要
              拉絲機屬于線纜行業的一種常用設備,按結構形狀可分為水箱式拉絲機、倒立式拉絲機、直徑式拉絲機等。按出線直徑可分為:1.大拉機(進線直徑:8mm ,出線直徑:3~1.3mm);2.中拉機(進線直徑:3~1.8 mm, 出線直徑:1~0.3mm);。殻├瓩C(進線直徑:1~0.2mm,出線直徑:0.3~0.06mm);3.微拉機(進線直徑:0.12~0.06mm,出線直徑:0.06~0.01mm)。
              拉絲機主要用于拉拔銅絲,其主電氣傳動部分由牽伸電機、排線電機、收線電機組成。設備其他輔助部分由擺桿(張力架)、定位輪、分線輪、往復排線桿等組成。牽伸電機驅動伸線輪運轉、多級伸線輪經皮帶聯動,實現金屬拉伸,收線電機實現收卷。
              對于大部分使用拉絲機的國內金屬加工企業來說,國產品牌的拉絲機械產品已經能夠被接受替代國外高端的產品,拉絲機械配套國外變頻器的主要原因有兩個:國產變頻器技術在一段時間內落后于國外變頻器,無論從硬件平臺的簡易性還是穩定性都有一定的差距;國外拉絲機械設備生產廠商,更傾向于配套國外變頻器和PLC。但隨著國內產品的不斷發展,針對各種不同的拉絲機械,都能夠實現較為簡潔方便的拉絲機控制方式。目前拉絲機變頻控制系統用的最多的是PLC加變頻器控制系統,其中拉絲部分由一臺變頻器控制,收卷部分由兩臺變頻器控制,實現自動狀態下的自由換盤。

              控制方案
              系統主體架構如下圖所示;

                                                          圖1 系統主體架構
              ①最高收線速度1200m/min;主拉和收線變頻器的最大運行頻率可以通過工藝要求的最高收線速度計算出來,主拉傳動輪
              直徑為280mm,收卷筒的初始直徑為280mm,最終直徑為560mm。初始卷繞時卷筒直徑最小,轉速要求最高:1200m/min,從而可以推導出收線變頻器的最高輸出頻率為45.4Hz。由此可以設定0.88m/r 收線變頻器的最大頻率為50Hz,以保證其最高收線速度≥1200m/min。主拉變頻器的最大頻率根據傳動比計算出為75Hz(收線的卷筒直徑取中間值420mm);上限頻率為45.4Hz(保證最大為1200m/min),調試基本上設定50Hz。
              ②點動控制,拉絲機的點動可以方便的實現串模過程;收卷點動,可以方便的實現收卷電機的調試過程。
              ③PID控制:線纜的退火過程及收卷動作全部由PID控制,P、I、D的數值由HMI設定,達到快速有效以及更加準確的控制。
              ④具有自動換盤控制邏輯,使不停機換盤控制簡化,提高工作效率。豐富的端子控制功能使收放卷、速度與張力間的切換非常簡單?焖夙憫簾o論空盤、半盤、滿盤,啟動、加速、停機不斷線,過程平滑無沖擊,張力始終恒定。
              ⑤配備了相應的按紐和腳踏開關,操作工可以在各拉絲點操作點動以及起停,也可在操作臺進行更復雜的操作。
              ⑥風機、油泵、機械抱閘等外部部件控制可選。
              1.自動運行
              1)按下啟動按鈕收卷電機先啟動。當舞輪的反饋張力進入張力調整范圍后,拉絲機以一定的速度啟動,收卷電機也進入PID調節,拉絲機的速度按照設定的加速時間到達設定速度。
              2)拉絲機在自動運行過程中,PLC根據張力信號進行PID運算,以保證運行過程中張力恒定。
              3)PLC通過D/A模塊把運算結果發送給各個變頻器,變頻器根據PLC的指令運行。
              4)隨時按下停止按紐,變頻器會按照設定減速度均勻減速到0速,然后抱閘制動;按下急停按紐或者變頻器報警,變頻器輸出切斷,同時PLC輸出抱閘信號,在有斷線檢測信號時按急停處理。
              系統PID控制程序如下圖所示;

                                                                       圖2 系統PID控制程序
              2.操作說明
              人機界面主要包括主控畫面、手動畫面、參數畫面、監控畫面、報警畫面和幫助畫面。

                                                                  圖3 人機界面
              畫面中可以進行以下操作;輸入線徑、設定米數、速比設定、系統參數設置、故障顯示和狀態觀察等。
              3.調試注意
              1)主機最大頻率與最大線速度間關系的確認:一般最大線速度由機械設計決定,根據最大線速度與最高轉速的關系確定主機的最大頻率;
              2)停車方式:必須采用自由停車才能保證停車時不斷線,其它減速方式很難保證各工位同步停車,容易導致斷絲。
              3)電機參數:需正確設定電機極數及額定轉速。
              4)張力反饋:張力反饋裝置請選用擺動幅度較大的汽缸擺臂或類似裝置,可以降低PID的調試難度。
              4.系統優點
              麥科電氣公司的MX系列PLC和變頻器配合使用取得了很好的效果。整個系統的自動化程度提高,連線簡單,傳輸速度快,成本低、精度高,可在一定范圍內加工不同的線徑。


              下載附件MX系列PLC在拉絲機上的應用


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