深圳市四方電氣技術有限公司

一   前言

       在冶金行業拉絲機是金屬線材生產的重要設備，主要功能是將各種線材拉成所需各種規格的細絲。從工作形式和機械結構上分為直進式、活套式、水箱式（也稱雙變頻拉絲機）等。對于不同精度不同規格的產品，不同的金屬種類，可選擇不同規格的拉絲機械。對于銅鋁基材的電線電纜生產企業，雙變頻控制的細拉機應用比較廣泛，而對于大部分鋼絲生產企業，針對鋼材特性，使用直進式拉絲機較多。其中雙變頻拉絲機應用最廣泛，也最具有代表性，下面就雙變頻拉絲機工藝及電氣控制原理加以介紹。

二  工藝介紹

1   工藝流程圖

2   工藝說明

（1）放線: 拉絲機線材的放線過程，對于整個拉絲機環節來說，其控制沒有過高精度要求，雙變頻控制的拉絲機械，利用拉絲環節的絲線張力通圓盤拉伸，也就是通過后道工序拉絲的張力自動放線。

（2）拉絲:不同金屬物料，不同的產品精度和要求，拉絲環節有很大的不同，拉絲部分由一臺主電機控制（稱為主機），金屬線材通過內部塔輪的導引，經過各級模具而逐步拉伸，以達到所要求規格的線材。同時在拉絲時，開啟冷卻液對模具冷卻。

（3）收卷：收卷為雙變頻拉絲機最為關鍵的環節，對拉絲機的性能起決定性的影響，也是考驗拉絲機電氣系統性能的重要依據。收卷由一收卷電機帶動收卷盤進行收卷，線材由拉絲部分出來經過張力擺桿，張力擺桿的作用是反饋當前的張力信號給從機，從機根據反饋信號的偏差調節輸出頻率，以此來保證在收卷過程中恒定的張力。

線材通過張力擺桿上升到一個導輪，然后被牽引到一個排線機的導輪，排線機由單獨小型電機驅動作往返運動，功能是把線材勻稱的排在收卷盤上；收卷電機帶動收卷盤旋轉，把由排線機引導的線材自動的卷繞到收卷盤上。到此完成整個收卷過程。當收卷出現異常斷線時，系統需自動停機并打開抱閘使收卷盤快速停車。

三   線路圖

1   變頻器接線圖

                               圖（一）

2   控制回路圖

圖（二）

3    線路圖說明

     在圖一中為主機與收卷變頻的接線圖，主機的速度由操作面臺上的電位器通過端子VC2給定，啟動由啟動繼電器KA2給定信號，與別的變頻器不同的是，從機的啟動，停機及速度給定通過與主機RS485通訊給定，無需單獨給出信號。擺桿的反饋信號輸入到VC2，主機的頻率給定與反饋信號的偏差作為從機的輸出頻率。

     在穿線材過程中，主機的點動控制由腳踏開關來控制，但這時主機點動從機不能動，所以點動信號只送到主機，同時在參數設置時要設置主機點動不同步。

     圖二為控制回路圖，按下 SB3啟動主機，SB2為停止控鈕，主機啟動后在正常的升速的過程中，當主機速度升到從機設定的起始頻率時，（從機的起始頻率一般設成2HZ，最小可設成1HZ。）通過RS485通訊控制從機輸出頻率運行。

排線機的啟動由從機參數FDT設定，如果FDT設定2HZ，從機頻率達到2HZ時，OC1輸出信號啟動排線機。行程開關SQ1，SQ2控制接觸器KM2的通斷來改變排線機的正反轉。

     在主機或從機的主軸上裝有一傳感器，主軸轉一圈輸出一脈沖信號到計米器，計米器的功能是用戶根據要求設定每卷產品的大小，當計米到設定值時，計米器的輸出信號串在主機的啟動線路上，系統從而自動停機，下次啟動時需先把計米器復位再啟動主機。

     抱閘信號的輸出有兩個方式給出，一個是由控制面臺上的急停按鈕直接輸出，另一個是從機根據參數F8.12-F8.16設定，當條件達到時OC2就輸出一個抱閘信號。當抱閘信號有效時，主機與從機同時停機，抱閘線圈把收卷盤剎車。

四  調試

1     擺桿反饋位置校正：

通過監測參數D－9，調節參數F2.2,F2.3實現擺桿的實際位置對應反饋值。（即保證擺桿最低位置D-9=0,擺桿最高位置D-9=100。且成線性變化）。啟動初始時，擺桿位置反饋值要處于最小。啟動過程完成后，擺桿的平衡穩定點處于設定的PID目標位置。

2     啟動停機過程調試：

（1）、主機的加減速時間：主機加減速時間越長，啟停穩定度越高，一般推薦使用50S以上。

（2）、從機的加減速時間：從機加減速時間有加減速時間1，加減速時間4，其中加減速時間1為變頻器的輸出頻率加減速，加減速時間4為前饋PID的PID環輸出加減速時間。為了保證變頻器啟動停機以及平穩運行時的快速響應，在保證變頻器無報警輸出時，應該盡量減少此兩個加減速時間。

（3）擺桿的啟動：擺桿的啟動時間是指從機啟動后擺桿被拉起到目標位置的時間，時間越長，可能會造成從機輸出斷線報警，時間越短，可能會引起擺桿上下震蕩。擺桿最好的拉起方式是成線性的啟動，根據不同的線材規格，參數F8.0設置合理的數值。

（4）聯動比例值：四方變頻器具有自動矯正聯動比例功能（FC.6百位設1，出廠值），在初次調試或更改線材時，無需設置聯動比例，從機啟動后通過擺桿反饋位置就自動跟蹤聯動比例值。監控D-22可以看到聯動比例值。                                                          

3     擺桿平穩度調試：

        擺桿的平穩度是檢驗變頻器性能的標準。PID參數可以選擇單一參數組，也可以選擇根據運行頻率用兩組參數進行自動調節。以下說明PID參數組調試方法：

        （1）、比例增益：比例增益影響PID環節的快速響應，當擺桿在啟停或者穩定運行時出現較大超調時，可適當增加此參數值。

        （2）、積分時間：積分時間常數使保證PID環節穩定的關鍵參數，增加積分時間，可以減少在穩定運行時的擺桿振幅。過大的積分時間常數容易形成擺桿的大幅超調。

        （3）、微分時間：微分時間常數可使PID環節做出預先判斷，抑制擺桿超調，但是此參數值設置過大，容易出現振蕩。

         具體的參數值要根據現場來調試。

     五  參數設置

主機參數設置：

 從機參數設置：

六   調試過程中注意的幾點問題

1  擺桿的位置一定要成線性關系與反饋通道相對應，也就是在最低位D-9的值為0，最高位是100，如果不是就得調整反饋通道的最大值與最小值。

2  從機啟動時，如果長時間擺桿拉起的速度過慢，當達到斷線條件時，有可能系統認為斷線，出現斷線報警（FU24）。這就要適當的減少參數F8.0的值，同時查看與斷線檢測相關的幾個參數設置的是否合適。

3  正常運行中，張力桿的擺動過大，而調節PID的參數不能起到很好的效果時，這時要檢查反饋電位器與擺桿之間的一大一小兩個齒輪的配合間隙，在現場經常因為兩個齒輪配合間隙過大引起張力桿波動大。

4  系統在低速運行時，張力非常的平穩，但高速運行時張力桿出現波動，那就得啟用兩組PID參數進，把F7.1改成（0021）根據運行頻率調節。同時以原來調節好的那組參數為依據調節第二組參數。

5   當運行在正常的過程中，如果出現周期性的突然波動，這時就得注意排線機行程開關的位置，行程開關位置不在最佳位置時，會出現卷盤兩邊不平導致卷取直徑變化。進一步影響張力桿的平穩度。

七   拉絲機專用變頻器的特點及監控參數說明

     1   可以自動矯正聯動比例值，無需考慮聯動比例值或設定，在啟動后自動跟蹤線速度及卷取盤直徑。

     2   在任何位置停機或啟動不會因為卷徑的變化影響啟停的質量。

     3   主機與從機通過RS485通訊控制，非常方便實現從機的啟停與頻率給定，減少了模擬干擾及簡化了控制線路。

d-0:    變頻器輸出頻率

d-6:    前饋疊加頻率

d-8:    擺桿位置設定值

d-9:    擺桿位置反饋值

d-21:   PID環輸出頻率

d-22:   自適應同步增益

八   附加說明

     有的設備上主機是別的品牌變頻器，四方變頻器當從機組成拉絲機變頻系統，這種情況以改造為主。下面說明以四方變頻當從機在改造時注意的事項：

（1）主從不能通訊控制，從機的啟動與停機以及主頻的給定與主從通訊控制有所不同。從機的啟動信號由主機輸出一個FDT信號給出。主機輸出一個頻率相對應的模似量作為從機的主頻率給定。

（2）老的拉絲機系統很大一部分排線機的啟動與停機，是由主機的輸出頻率為依據來控制，這樣就會出現如果聯動比例改變過大，排線機不能很好的跟蹤收卷盤在合適的頻率啟停，導致收卷盤的排線不勻稱。盡量不改變原有外部電路的基礎上，排線的啟動改由從機控制。

（3）抱閘信號的控制在原來的系統中也是由主機來控制，有的抱閘時間由時間繼電器來控制。改造時如果還是由主機控制抱閘信號，就會出現從機還沒停機的情況下抱閘信號打開，引起從機堵轉報警。所以抱閘信號改由從機控制，原來的時間繼電器時間盡量調短。

（4）改變原有的電路時要特別注意各條線路的電壓以及繼電器的線圈電壓，分清是直流還是交流。