四方E380通用型双变频器拉丝机的应用.doc

四方E380通用型双变频器拉丝机的应用一 前言 在冶金行业拉丝机是金属线材生产的重要设备，主要功能是将各种线材拉成所需各种规格的细丝。从工作形式和机械结构上分为直进式、活套式、水箱式（也称双变频拉丝机）等。对于不同精度不同规格的产品，不同的金属种类，可选择不同规格的拉丝机械。对于铜铝基材的电线电缆生产企业，双变频控制的细拉机应用比较广泛，而对于大部分钢丝生产企业，针对钢材特性，使用直进式拉丝机较多。其中双变频拉丝机应用最广泛，也最具有代表性，下面就双变频拉丝机工艺及电气控制原理加以介绍。二 工艺介绍1 工艺流程图2 工艺说明（1）放线: 拉丝机线材的放线过程，对于整个拉丝机环节来说，其控制没有过高精度要求，双变频控制的拉丝机械，利用拉丝环节的丝线张力通圆盘拉伸，也就是通过后道工序拉丝的张力自动放线。（2）拉丝:不同金属物料，不同的产品精度和要求，拉丝环节有很大的不同，拉丝部分由一台主电机控制（称为主机），金属线材通过内部塔轮的导引，经过各级模具而逐步拉伸，以达到所要求规格的线材。同时在拉丝时，开启冷却液对模具冷却。（3）收卷：收卷为双变频拉丝机最为关键的环节，对拉丝机的性能起决定性的影响，也是考验拉丝机电气系统性能的重要依据。收卷由一收卷电机带动收卷盘进行收卷，线材由拉丝部分出来经过张力摆杆，张力摆杆的作用是反馈当前的张力信号给从机，从机根据反馈信号的偏差调节输出频率，以此来保证在收卷过程中恒定的张力。线材通过张力摆杆上升到一个导轮，然后被牵引到一个排线机的导轮，排线机由单独小型电机驱动作往返运动，功能是把线材匀称的排在收卷盘上；收卷电机带动收卷盘旋转，把由排线机引导的线材自动的卷绕到收卷盘上。到此完成整个收卷过程。当收卷出现异常断线时，系统需自动停机并打开抱闸使收卷盘快速停车。三 线路图1 变频器接线图 图（一）2 控制回路图图（二）3 线路图说明 在图一中为主机与收卷变频的接线图，主机的速度由操作面台上的电位器通过端子VC2给定，启动由启动继电器KA2给定信号，与别的变频器不同的是，从机的启动，停机及速度给定通过与主机RS485通讯给定，无需单独给出信号。摆杆的反馈信号输入到VC2，主机的频率给定与反馈信号的偏差作为从机的输出频率。 在穿线材过程中，主机的点动控制由脚踏开关来控制，但这时主机点动从机不能动，所以点动信号只送到主机，同时在参数设置时要设置主机点动不同步。 图二为控制回路图，按下 SB3启动主机，SB2为停止控钮，主机启动后在正常的升速的过程中，当主机速度升到从机设定的起始频率时，（从机的起始频率一般设成2HZ，最小可设成1HZ。）通过RS485通讯控制从机输出频率运行。排线机的启动由从机参数FDT设定，如果FDT设定2HZ，从机频率达到2HZ时，OC1输出信号启动排线机。行程开关SQ1，SQ2控制接触器KM2的通断来改变排线机的正反转。 在主机或从机的主轴上装有一传感器，主轴转一圈输出一脉冲信号到计米器，计米器的功能是用户根据要求设定每卷产品的大小，当计米到设定值时，计米器的输出信号串在主机的启动线路上，系统从而自动停机，下次启动时需先把计米器复位再启动主机。 抱闸信号的输出有两个方式给出，一个是由控制面台上的急停按钮直接输出，另一个是从机根据参数F8.12-F8.16设定，当条件达到时OC2就输出一个抱闸信号。当抱闸信号有效时，主机与从机同时停机，抱闸线圈把收卷盘刹车。四 调试1 摆杆反馈位置校正：通过监测参数D9，调节参数F2.2,F2.3实现摆杆的实际位置对应反馈值。（即保证摆杆最低位置D-9=0,摆杆最高位置D-9=100。且成线性变化）。启动初始时，摆杆位置反馈值要处于最小。启动过程完成后，摆杆的平衡稳定点处于设定的PID目标位置。2 启动停机过程调试：（1）、主机的加减速时间：主机加减速时间越长，启停稳定度越高，一般推荐使用50S以上。（2）、从机的加减速时间：从机加减速时间有加减速时间1，加减速时间4，其中加减速时间1为变频器的输出频率加减速，加减速时间4为前馈PID的PID环输出加减速时间。为了保证变频器启动停机以及平稳运行时的快速响应，在保证变频器无报警输出时，应该尽量减少此两个加减速时间。（3）摆杆的启动：摆杆的启动时间是指从机启动后摆杆被拉起到目标位置的时间，时间越长，可能会造成从机输出断线报警，时间越短，可能会引起摆杆上下震荡。摆杆最好的拉起方式是成线性的启动，根据不同的线材规格，参数F8.0设置合理的数值。（4）联动比例值：四方变频器具有自动矫正联动比例功能（FC.6百位设1，出厂值），在初次调试或更改线材时，无需设置联动比例，从机启动后通过摆杆反馈位置就自动跟踪联动比例值。监控D-22可以看到联动比例值。 3 摆杆平稳度调试： 摆杆的平稳度是检验变频器性能的标准。PID参数可以选择单一参数组，也可以选择根据运行频率用两组参数进行自动调节。以下说明PID参数组调试方法： （1）、比例增益：比例增益影响PID环节的快速响应，当摆杆在启停或者稳定运行时出现较大超调时，可适当增加此参数值。 （2）、积分时间：积分时间常数使保证PID环节稳定的关键参数，增加积分时间，可以减少在稳定运行时的摆杆振幅。过大的积分时间常数容易形成摆杆的大幅超调。 （3）、微分时间：微分时间常数可使PID环节做出预先判断，抑制摆杆超调，但是此参数值设置过大，容易出现振荡。 具体的参数值要根据现场来调试。 五 参数设置 主机参数设置：功能代码名称出厂值参考设定值参数简述F0.0运行模式00使用通用模式F0.1频率通道35选择VC2作为频率设定F0.4运行命令方式00000001外部端子控制起停F0.6转向控制00100010反向防止有效F0.8上限频率5080上限频率80F0.10加速时间1150加速时间50F0.11减速时间1150减速时间50F2.9最大对应频率5080最大模拟量对应频率80F3.0X1功能16X1点动控制F3.1X2功能1617X2外部故障输入F3.2X3功能316X3自由停机指令F9.0通讯设置00140014通讯基本设置F9.3通讯设置00101111主机通讯设置从机参数设置：功能代码名称出厂值参考设定值参数简述F0.0模式选择00010001拉丝模式F0.1频率输入通道22RS485频率输入选择F0.4运行命令通道00020002RS485起停控制选择F0.6转向控制00100010反向防止有效F0.8上限频率5080上限频率设定为80HzF0.10加速时间1加速时间1SF0.11减速时间1减速时间1SF2.2VC2输入下限00.5摆杆反馈电压最小0.5VF2.3VC2输入上限109.8摆杆反馈电压最大9.8VF3.0输入端子1选择1617外部故障急停F3.6输出端口1选择02OC1选择排线机输出F3.7输出端口2选择2222OC2抱闸输出F3.8继电器输出1616变频器故障输出F3.10FDT水平设定22排线机2Hz启动F3.11FDT输出延迟0.10.1排线机延迟0.1SF4.17第二加速时间10.4PID环加速时间F4.18第二减速时间10.4PID环减速时间F7.0PID反馈通道01反馈杆通道选择VC2F7.1PID功能设置00210001只用第一组参数调整PIDF7.2比例增益110.95比例增益1为0.95F7.3积分时间11015积分时间常数1为15F7.4微分时间124微分时间常数1为4F7.8PID上限限幅2020PID限幅20F8.0启动延时增益108启动延迟为8F8.1起始动作频率61.5等待主机频率1.5HZ后启动F8.12断线检测方式02根据反馈杆检测F8.13断线检测最低频率1010从机超过10Hz开始检测F8.14断线检测下限值1020摆杆下限20检测F8.15断线检测启动延时625断线启动延时2.5秒F8.16断线检测判断延时20.5断线延时判断时间0.5秒F8.17断线故障自动复位01故障自动复位有效F8.18断线故障自动复位157断线故障自动复位时间F9.0通讯设置00140014通讯基本设置F9.3通讯辅助配置00100010设置本站为从机六 调试过程中注意的几点问题1 摆杆的位置一定要成线性关系与反馈通道相对应，也就是在最低位D-9的值为0，最高位是100，如果不是就得调整反馈通道的最大值与最小值。2 从机启动时，如果长时间摆杆拉起的速度过慢，当达到断线条件时，有可能系统认为断线，出现断线报警（FU24）。这就要适当的减少参数F8.0的值，同时查看与断线检测相关的几个参数设置的是否合适。3 正常运行中，张力杆的摆动过大，而调节PID的参数不能起到很好的效果时，这时要检查反馈电位器与摆杆之间的一大一小两个齿轮的配合间隙，在现场经常因为两个齿轮配合间隙过大引起张力杆波动大。4 系统在低速运行时，张力非常的平稳，但高速运行时张力杆出现波动，那就得启用两组PID参数进，把F7.1改成（0021）根据运行频率调节。同时以原来调节好的那组参数为依据调节第二组参数。5 当运行在正常的过程中，如果出现周期性的突然波动，这时就得注意排线机行程开关的位置，行程开关位置不在最佳位置时，会出现卷盘两边不平导致卷取直径变化。进一步影响张力杆的平稳度。七 拉丝机专用变频器的特点及监控参数说明 1 可以自动矫正联动比例值，无需考虑联动比例值或设定，在启动后自动跟踪线速度及卷取盘直径。 2 在任何位置停机或启动不会因为卷径的变化影响启停的质量。 3 主机与从机通过RS485通讯控制，非常方便实现从机的启停与频率给定，减少了模拟干扰及简化了控制线路。d-0: 变频器输出频率d-6: 前馈叠加频率d-8: 摆杆位置设定值d-9: 摆杆位置反馈值d-21: PID环输出频率d-22: 自适应同步增益八 附加说明 有的设备上主机是别的品牌变频器，四方变频器当从机组成拉丝机变频系统，这种情况以改造为主。下面说明以四方变频当从机在改造时注意的事项：（1）主从不能通讯控制，从机的启动与停机以及主频的给定与主从通讯控制有所不同。从机的启动信号由主机输出一个FDT信号给出。主机输出一个频率相对应的模似量作为从机的主频率给定。（2）老的拉丝机系统很大一部分排线机的启动与停机，是由主机的输出频率为依据来控制，这样就会出现如果联动比例改变过大