NBB变频器在拉丝机上的应用.docx

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1、NBB变频器在拉丝机上的应用大局部使用拉丝机的国内金属加工企业来讲，对变频调速器并不生疏，这是由于变频调速器很早之前就有在拉丝机械中得到广泛应用，拉丝机，又名牵伸机。从产品终端来讲，拉丝机可以分为大拉机、中拉机、小拉机、微拉机；从拉丝机内部控制方式和机械构造来讲，又可以分为水箱式、滑轮式、直进式等主要的几种。对于不同要求，不同精度规那么的产品，不同的金属物料，可选择不同规格的拉丝机械。对电线电缆消费企业，双变频控制的细拉机应用比拟广泛，相对而言，其要求的控制性能也较低，而对大局部钢丝消费企业，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，因此使用直进式拉丝机较多。尽管拉丝工艺不同，但其工作经过根本一

2、样如下列图：放线：金属丝的放线，对于整个拉丝机环节来讲，其控制没有过高的精度要求，大局部拉丝机械，放线的操纵是通过变频器驱动放线架实现的，但也有局部双变频控制的拉丝机械，甚至直接通过拉丝环节的丝线张力牵伸送进拉丝机，实现自由放线；拉丝：拉丝环节是拉丝机最为重要的工作环节。不同金属物料，不同的丝质品种和要求，拉丝环节有很大的不同，文章的后面将具体讲明水箱式拉丝机与直进式拉丝机详细操纵经过；收线：收线环节的工作速度决定了整个拉丝机械的消费效率，也是整个系统最难控制的局部。在收线局部，常用的控制技术有同步控制与张力控制实现金属制品的收卷；下面，将以双变频控制水箱式拉丝机与多变频同步控制直进式拉丝机为

3、例，介绍我公司产品在拉丝机行业的应用。1、青岛胶州某拉丝机厂细拉机双变频控制1.1系统主要参数1.2细拉机双变频控制原理系统为塔轮式水箱拉丝机。塔轮式水箱拉丝机，通过塔轮的速比，逐步拉伸金属丝，并允许金属丝在塔轮内打滑，因此，加工的金属丝必须韧性较好。此种拉丝机加工铜丝的场合应用较多。主机采用开环矢量变频器NBB-BR5R5G-4，收卷采用高性能V/F控制变频器NBB-BR1R5G-4。两台电机用同一个运行信号K1，并在收卷的运行信号上并联一个开关量信号K2。由于主机的减速时间较长30s，收卷减速时间很短0.1s，保证在有停机命令时，收卷变频器还可正常运行。其并联的运行信号K2由主机的集电极输

4、出Y控制一个中间继电器给定。电气原理图如图2所示：1.3速度同步控制主控操纵开关K1控制主机启停。牵引拉伸级变频器控制整个系统的运行线速度，控制面板上的电位器发出主机拉丝速度信号，此模拟电压信号010V通过AI1口输入拉丝机主变频器，作为其频率给定，决定伸线机总车速。同时，拉丝主变频器的运行频率，通过模拟量AO输出到收卷变频器AI2，作为收卷变频器线速度同步给定。留意，对于收卷变频器所对应的运行频率应该即是收卷轮径最大时的运行频率。卷曲级变频器输出频率跟随拉丝级变频器运行频率变化，考虑到设备机械特性、一定的速度要求,主机加减速时间设定为30s，收卷变频器加减速时间设定为0.1s。在拉丝机出线端

5、与收线端之间安装有张力摆杆，用来检测输出金属丝的张力，作为拉丝收线张力信号反应输入收卷变频器，收卷变频器将此反应量通过内部PID运算和各种补偿后，与收卷的当前同步速度模拟量AI2输入进展叠加，调节变频器的输出频率，进而控制收卷电机转速相对拉丝机出丝线速度到达同步，同时，也使线材张力保持了恒定。1.4变频器主要功能参数设置1.4.1主机变频器NBB-BH7R5G-4高性能矢量变频器P0.01：1端子指令通道；P0.03：1AI1给定；P0.08：30加速时间；P0.09：30减速时间；P6.00：1正转运行中；P6.01：3故障输出；1.4.2收卷级变频器CHF100-1R5G-4P0.03：1

6、外部端子运行P0.07：0.1加速时间P0.08：0.1减速时间P3.01：6PID控制P3.02：1AI2设定P3.04：2A+BP5.17：43AI2上限对应设定P9.01：50PID给定值P9.03：1PID为反特性P9.04：10比例增益P9.05：1.0积分时间其他详情参见（NBB-BH高性能系列矢量变频器讲明书）、（NBB通用变频器讲明书）。2、杭州某拉丝机厂直进式拉丝机变频控制2.1直进式拉丝机扼要讲明在金属制品消费及加工中，直进式拉丝机是最常用的一种制造设备，在以前通常都采用电动机组及力矩电机来实现，但其控制的灵敏性、自动化程度及能耗上，传统的控制方式越来越不适应行业的开展。随

7、着控制技术和变频调速技术的大量推广，变频控制开场在直进式拉丝机中大量使用，系统并可借助PLC来实现拉丝速度、品种设定、经过闭环控制、定长控制等功能。直进式拉丝机，是由多台拉伸电机同时对金属丝进展拉伸，作业的效率很高。由于不锈钢金属丝特性比拟生脆，且不允许钢丝在模道内打滑，因此轻易在拉伸的经过中拉断，故严格要求金属丝在各级模道中线速度同步，这样，对各级电机的同步控制性能、速度稳态精度以及电机的动态响应的快慢都有较高的要求。2.2控制系统的描绘杭州某拉丝机厂，为专业的直进式拉丝机消费厂家。简易电气控制示意图如下，本系统共使用五台NBB-BH7R5G-4高性能矢量变频器实现拉伸局部的传动控制，一台N

8、BB-BH7R5G-4高性能变频器装备张力控制卡进展收卷控制。每个模道前面都装有摆臂，采用位置传感器可以检测出摆臂的位置，用于检测金属丝的张力，该信号010V作为PID的反应。6台电机都采用变频异步电机，同时带有机械制动装置。拉丝机系统的逻辑控制较为复杂，因工艺不同也有所区别，各级联动，由PLC控制。同步方面的控制那么由变频器内部控制，其工作原理是：根据操纵工在面板设定决定作业的速度，该速度的模拟信号进入PLC，PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。这样做的目的主要是知足点动、穿丝等一些作业的需要。PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的AI2输入端，作为频率的主给定信

9、号。各摆臂位置传感器的信号接入到对应的模道变频器作为PID控制的反应信号。根据摆臂在中间的位置，设定一个PID的给定值。这个系统是非常典型的带前馈的PID控制系统，一级连一级，PID作为微调量与主给定作为叠加。本拉丝系统的稳定状况在很大程度上取决于PID作用速度、变频器控制电机的转速精度、输出转矩的响应速度等，为了进步电机运行速度的稳态精度，在很多情况下也采用有PG矢量控制技术NBB-BH7R5G-4高性能矢量变频器系列的有PG矢量控制的稳态精度可达1/1000来调节拉伸电机的速度，因此对其参数的设定必须考虑周全，在低速、中速、高速，以及加速和减速速等情况都需要加以考虑。另外，收卷局部，是由N

10、BB高性能矢量变频器加张力控制专用模块来实现的。收卷线速度是由最后一级第五级模道控制变频器提供，作为卷径计算的线速度信号。系统的张力可通过电位器设定，收卷级变频器采用转矩控制，需要在收卷电动机的轴上安装编码器，编码器接入NBB高性能矢量变频器内置的PG卡，作为电机转速的收集输入。其控制原理如下：通过收卷的当前线速度模拟量AI2输入，计算出当前收卷的卷曲直径。计算方程式如下：D=iNV/f其中i机械传动比N电机极对数V线速度f当前匹配频率由设定的张力和卷筒的卷径由线速度卷径计算模块获得计算出变频器的输出转矩。计算方程式为：T=FD/2i其中：T变频器输出转矩F张力设定D转筒的转径i机械传动比进而

11、控制电机输出相应的转矩，到达线材上张力F的恒定。张力控制专用模块中，增加了转动惯量补偿，可以很好地解决张力控制系统在加、减速的经过中，因克制系统惯量而出现的张力不稳定的现象。整个拉丝系统开动时，六台变频器同时起动，逐渐调节线速度给定，使系统加速，最终到达要求的消费线速度。2.3变频器主要参数的设置2.3.1拉丝变频器P0.011：端子指令通道P0.036：PID控制设定P0.040：模拟量AI2设定P0.062：A+BP9.000：键盘给定P9.020：模拟通道AI1反应P0.03根据实际情况进展设定P0.04根据实际情况进展设定P0.05根据实际情况进展设定P0.06根据实际情况进展设定采样

12、周期TP0.07、PID控制偏向极限P0.08、PID输出缓冲时间P0.08均根据实际情况进展设定。2.3.2收卷变频器P0.001：有PG矢量控制P0.011：端子指令通道P1.081：自由停车P3.10PG参数编码器线数，以实际情况为依准P5.021：S1端子功能选择：正转运行PF.001：无张力反应转矩控制PF.010：收卷形式PF.04最大张力设置以实际情况为依准PF.051：模拟量AI1作为张力设定PF.11机械传动比以实际情况为依准PF.12最大卷曲直径PF.14卷轴直径PF.180：线速度法计算卷径PF.22最大线速度以实际情况为依准PF.232：模拟量AI2作为线速度设定源PF.33系统惯量补偿系数以实际情况为依准其他具体情况请参阅（CHV矢量变频器讲明书）及（CHV张力控制功能讲明书）。在拉丝机的控制上，NBB变频器构成的电气控制系统，构造简单、逻辑明晰，本钱与原来相比还有较大的降低，而且，在拉丝工艺，节能上来讲，都是非常优良的方案。理论证实，上述两种控制方案，分别控制水箱式拉丝机与直进式拉丝机上，在同步和恒张力收线控制上完全可以知足工艺要求。0