AC62-L系列在水箱式(雙變頻)拉絲機上的應用
拉絲機以拉伸方式可分為直進式、水箱式等,以線徑粗細又可分為大拉機、中拉機、細拉機和微拉機等,都由拉絲伸線和收線兩部分組成。為提高線纜的產量、質量和降低成本,拉絲機一般改為雙變頻或多變頻恒張力控制,而目前大多數變頻同步控制一般是采用外接PID控制器的控制方式,此方式的缺點有:PID控制器的控制參數調試困難,價格昂貴,容易損壞,模擬量在傳輸過程中有衰減、漂移的問題存在維修、維護費用較高。
一、水箱式拉絲機工作原理
以水箱式雙變頻拉絲機為例來說明拉絲收卷機控制原理。該原理也適用于其它恒定張力控制設備,直進式拉絲機與其區別僅在于減少卷徑計算部分。
為保證拉絲機特別是微拉機收放線過程張力恒定,收、放線同步不斷線,一般采用拉絲主機頻率作為收卷從機的前饋頻率,隨著收線盤徑的增大,為使收放線恒定張力,收線機的輸出頻率要不斷降低,收線機輸出頻率與卷徑成反比。
電線電纜收、放卷拉絲機如圖1所示。一般放卷輥、主機、拉伸模、張力輥、收卷輥和排線機等組成。

二、改造工藝要求
1、 低頻力矩要體現。低頻點動穿線時,要有足夠的力矩,響應速度快,無抖動發顫的現象。
2、主機起停時絕不允許發生斷線的現象,如出現斷線故障應迅速報警且緊急停車。
3、運行平穩,在正常運行過程中,不允許擺桿碰撞上下限位。
4、停機時保持同步不斷線。
三、AC62-L型專用拉絲機變頻器之特點
(1) 獨有的卷徑系數自動計算功能
隨著收線機卷徑的不斷增大,收線機的輸出頻率需不斷降低。AC62-L系列變頻器內部專門設有卷徑計算功能,動態、實時、自動計算收線機的當前卷徑,以達到最佳的恒張力收線效果。
(2) 卷徑系數K1增量
運行過程中,當張力平衡桿偏離中心位置時,卷徑系數K1自動計算功能開啟。為了保證高、中、低不同速度下的張力穩定,擺桿不同的位置偏差對應不同的卷徑系數K1增量(H-22~H-25)。不同系統卷徑變化速率不同,通過調整K1增量來實現卷徑的準確計算。
(3)卷徑自動計算死區范圍
為保證收線機在擺桿中心位附近平穩運行,避免卷徑自動計算對擺桿擺幅的影響,AC62-L系列變頻器在擺桿中心位的上下2.5%范圍設定了死區,該范圍內卷徑暫停計算。
(4)卷徑復位(手動/自動)
相同的線速度下,滿徑和空徑時的收線機輸出頻率相差很大,為使收線機和主機線速度同步,收線機在換卷時需進行卷徑復位。當使用卷徑自動復位功能時,每次停機后卷徑系數K1自動恢復位。
當停電或緊急停車后,應使用手動卷徑復位功能,即定義外部多功能端子(X1~X6)為卷徑復位端子;收卷恒張力控制
E-04設為3時,即為恒張力控制模式,可用于其它卷曲機器設備的恒張力控制的場合。
四、改造方案(見圖示2)

接線說明:
寸動開關與主機的X1端子(出廠值為點動正轉)連接。
外部端子啟動開關與主機FWD連接。
拉線速度電位器與拉絲機(主機)的+10V、VS1和GND連接。
主機的模擬輸出A02端子、GND端子與收線機的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。
五、參數設置
(1)主機(拉絲機)參數
功能代碼 | 功能名稱 | 設定值 |
E-01 | 運行命令給定通道選擇 | 1 |
E-02 | 頻率給定主通道選擇 | 2 |
E-04 | 拉絲收線機類型 | 1 |
E-09 | 最大頻率 | 根據系統最大線速度設定 |
E-10 | 上限頻率 | 根據系統最大線速度設定 |
E-13 | 加速時間1 | 40.0~60.0 |
E-14 | 減速時間1 | 40.0~60.0 |
E-25 | 點動速度(寸動) | 5.00 |
E-26 | 寸動加速時間2 | 10.0 |
E-27 | 寸動加速時間2 | 10.0 |
E-34 | 停機方式 | 0 |
E-36 | 停止時直流制動時間 | 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(收線機啟動控制) | 2.00 |
F-62 | 輸出端子AO2選擇 | 2(4-20ma電流信號) |
F-66 | A01輸出倍率(收、發頻率同步) | 100.0~115.0范圍調整 |
功能代碼 | 功能名稱 | 推薦設定值 |
E-01 | 運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 | 拉絲收線機機類型 | 2 |
E-09 | 最大頻率 | 與主機對應 |
E-10 | 上限頻率 | 與主機對應 |
E-30 | 啟動選擇 | 3 |
E-34 | 停機方式 | 3 |
F-30 | 繼電器輸出端子 | 1 |
F-31 | 開路集電極輸出Y1 | 4 |
F-32 | 開路集電極輸出Y2 | 16 |
F-34 | 輸出頻率水平FDT(排線機動作頻率) | 2.00 |
F-41 | VS1端子輸入電壓下限 | 根據擺桿下限位置設定 |
F-42 | VS1端子輸入電壓上限 | 根據擺桿上限位置設定 |
F-57 | 輸入上限對應設定頻率 | 根據主機最大頻率設定 |
H-12 | PID控制器給定信號源 | 1 |
H-13 | PID鍵盤數字設定 | 50% |
H-14 | PID控制器反饋信號源 | 0 |
H-17 | 收卷比例增益 | 3.0~5.0范圍內調整 |
H-22 | PID調節1區K1增量 | 200.0 |
H-23 | PID調節2區K1增量 | 600.0 |
H-24 | PID調節3區K1增量 | 1000 |
H-25 | PID調節4區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范圍內調整 |
H-27 | 空盤復位K1值 | 40% |
H-29 | 啟動平滑時間 | 2.0~4.0 |
H-30 | 啟動平滑時間內每秒K1增量 | 0.1% |
H-31 | 收卷啟動頻率 | 0.50hz |
H-32 | 收卷停機頻率 | 2.00hz |
H-33 | 斷線反饋檢測報警選擇 | 1 |
H-34 | 斷線反饋檢測值 | 1.0% |
H-35 | 斷線反饋報警延時時間 | 1.000s |
H-36 | 啟動后斷線反饋檢測延時 | 5.0s |
H-37 | 斷線反饋檢測最低頻率 | 10.00Hz |
H-38 | 斷線反饋故障復位選擇 | 1 |
H-39 | 斷線反饋故障自動復位時間間隔 | 5.0s |
H-40 | 停機抱閘信號動作頻率 | 1.50Hz |
H-41 | 停機抱閘持續時間 | 5.0s |
(1) 主機、收線機接線
主機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。主機變頻器的輸出頻率作為收線機的前饋頻率,與收線機內部計算的PID調節量共同作用,保證收放線張力恒定。
(2) 收線機反饋接線
張力輥電位器的三端與收線變頻器的+10V、VS1、GND連接,根據擺桿最高位置反饋電壓和最低位置反饋電壓分別設定F-41和F-42,這樣可以保證擺桿在中間位置時PID反饋值為50%。張力反饋電位器應為360°高精度電位器。
(3) 制動電阻接線
為保證收放線的張力恒定,收線機變頻器需在較短的時間內加速和減速,高速減速時,變頻器的直流母線電壓會升高,為保證變頻器的正常工作,需外接制動電阻,制動電阻的阻值及功率參見AC60系列變頻調速器使用說明書。制動電阻與AC62-L系列拉絲機專用變頻器的(+)、PB連接。
(4)收線變頻器調試
設置H-28略低于機械裝置的實際傳動比,出廠值為40%(一般不用改動)可保證啟動時擺桿由低位平穩上升到中間位置。調整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。當擺桿過中點位置,收卷機進入PID調節狀態。
根據機械系統的快慢調整H-17、H-22-H-25,得到合適的PID響應速度,使系統運行根平穩。一般說來,線徑越粗系統反應越慢,參數值應調小;線徑越細系統反應越快,參數值應調大。
收線滿盤停機時,可能因收線盤過重而慣性過大,可增大主機停機時間避免收線機出現過流或過壓故障。換卷時,進行卷徑復位。
(5)斷線檢測功能
當PID反饋值達到H-34設定的范圍并保持H-35設定的時間后,變頻器自由停機并由設定的輸出端子輸出斷線報警及抱閘信號。H-34參數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]范圍內為斷線報警區域。
為避免啟動或停機過程中誤報,可設置變頻器啟動運行超過H-36設定時間,并且變頻器輸出頻率高于H-37設定頻率后,開啟斷線檢測功能。
檢測到斷線,變頻器自由停機并報Sen故障。若H-38設為1,則經過H-39設定時間后,斷線故障自動復位,同時抱閘信號解除。
(6) 抱閘的控制
當變頻器檢測到斷線后,由選中的輸出端子輸出抱閘信號,經過H-39設定的時間后,斷線故障自動復位,抱閘信號取消。
正常停機,當變頻器輸出頻率低于H-40時,由選中的輸出端子輸出抱閘信號,經過H-41設定的時間后,抱閘信號取消。
抱閘信號輸出期間,運行命令無效。
(7)由于主機的頻率輸出作為收放線的線速度給定,為保證主機和收線機的頻率輸出之間的線性關系,主機和收線機的最大頻率要相等。收線機的上限頻率等于其最大頻率。
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