SVF3000變頻器在拉絲機(jī)雙變頻控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

1、前言

拉絲機(jī)屬于線纜行業(yè)的一種常用設(shè)備，按結(jié)構(gòu)形狀分為水箱式拉絲機(jī)、倒立式拉絲機(jī)、直進(jìn)式拉絲機(jī)等。按出線直徑分為：大拉機(jī)（進(jìn)線直徑=8mm ，出線直徑=3～1.3mm）；中拉機(jī)（進(jìn)線直徑=3～1.8 mm， 出線直徑=1～0.3mm）；?。?xì)）拉機(jī)（進(jìn)線直徑=1～0.2mm，出線直徑=0.3～0.06mm）；微拉機(jī)（進(jìn)線直徑=0.12～0.06mm，出線直徑=0.06～0.01mm）。粗線通過模具經(jīng)過多道拉細(xì)處理， 模具有很多種，常見的有以下幾種=圓形拉絲模、螺旋模、聚晶模等。

本文以某廠家在微拉機(jī)中的應(yīng)用為例，來說明SVF3000變頻器控制的應(yīng)用過程及效果。

2、拉絲機(jī)雙變頻控制系統(tǒng)

拉絲機(jī)變頻控制系統(tǒng)目前用的最多的是雙變頻系統(tǒng)，其中一臺(tái)作為主拉，另一臺(tái)作收線控制；小（細(xì)）拉機(jī)目前還有單變頻控制系統(tǒng)。

以下詳細(xì)介紹SVF3000變頻器在該廠的應(yīng)用情況。

2.1 系統(tǒng)配置

主拉為3.7kW/SVF3000，收線采用1.5kW/SVF3000.

2.2 工藝要求

（1）最高收線速度 1200m/min；

（2）加工品種 0.12mm → 0.06mm；

（3）不論擺桿在任何位置都可直接啟動(dòng)，且啟動(dòng)過程中不用手扶；

（4）運(yùn)行全過程中張力擺桿穩(wěn)定；

（5）不論當(dāng)前收卷的狀態(tài)是空盤、半盤、滿盤都隨時(shí)可以停機(jī)、啟動(dòng)；

2.3 控制原理

主拉變頻器實(shí)際上只作一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)速，但需要輸出脈沖信號(hào)作為收線變頻器速度基準(zhǔn)。收線拉絲機(jī)根據(jù)主機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)以及擺桿電壓信號(hào)計(jì)算同步輸出頻率，計(jì)算時(shí)要考慮適應(yīng)主機(jī)不同速度，收線盤不同盤經(jīng)，擺桿不同位置的情況。

根據(jù)以上需求，作為收卷變頻器，SVF3000提供一個(gè)創(chuàng)新的PID工作模式（機(jī)械傳動(dòng)比自適應(yīng)PID）;

在該模式下： 輸出頻率 = 主頻率源X（主拉發(fā)出的脈沖信號(hào)給到DI） * 機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)（初始化值為F9.22）+ PID（Y）

該模式下PID不僅能計(jì)算出偏差引起的疊加到主頻率（X）上的PID輸出頻率（Y），還可以根據(jù)反饋偏差自動(dòng)校正主從機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)，這里，P用來計(jì)算疊加量，I用來校正機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)。由于PID很快對(duì)機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)進(jìn)行校正，所以啟動(dòng)前收卷盤的狀態(tài)將不影響收卷動(dòng)作，為提高適應(yīng)能力，建議默認(rèn)機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)（F9.22）要根據(jù)半盤的情況設(shè)定。

啟動(dòng)過程中，如果收卷變頻器不對(duì)輸出頻率進(jìn)行特殊處理，將可能出現(xiàn)拉斷絲的現(xiàn)象，為此新增了一個(gè)平緩啟動(dòng)模式（F9.20）選項(xiàng)，該模式的作用時(shí)間由啟動(dòng)時(shí)間（F9.19）來設(shè)定。這樣可以實(shí)現(xiàn)擺桿在任意位置下啟動(dòng)不用手扶的功能。

由于收線電機(jī)在機(jī)械傳動(dòng)比自適應(yīng)PID模式控制下，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)與主拉同步，擺桿的位置也基本保持在中間位置，從某種意義上講也保證了收線的張力恒定。

2.4 調(diào)試說明

a、 首先根據(jù)工藝要求的最大線速度計(jì)算出主拉變頻器所需要的最大運(yùn)行頻率（F0.11）；

b、 再根據(jù)實(shí)際的傳動(dòng)比情況算出收卷所需的最大頻率（F0.11）；

c、 最后根據(jù)半盤時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)比關(guān)系設(shè)定默認(rèn)傳動(dòng)比系數(shù)（F9.22）；

d、 主拉變頻器的加減速時(shí)間盡可能的長(zhǎng)（一般在40～60s），可以平穩(wěn)的進(jìn)行加減速；

e、 要調(diào)整好反饋電位器的位置，保證機(jī)械中點(diǎn)對(duì)應(yīng)反饋的中點(diǎn)。

參數(shù)配置情況：

主拉變頻器（SVF3000，3.7kW）：

F0.02： 1 端子命令

F0.03： 2 AI1輸入

F0.11： 60.00Hz 上限頻率

F0.13： 60.0s 加速時(shí)間

F0.14： 60.0s 減速時(shí)間

F3.01： 6 X2：正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)

F3.03： 10 X4：自由停車

F3.20： 1.00S 模擬輸入濾波時(shí)間

F4.00： 2 繼電器：故障輸出

F4.01： 3 OC1：FDT1檢測(cè)到達(dá)

F4.08： 20 AO2輸出脈沖信號(hào)作為同步信號(hào)

F7.00： 5.00Hz 點(diǎn)動(dòng)頻率

F7.01： 20.0s 點(diǎn)動(dòng)加速時(shí)間

F7.02： 20.0s 點(diǎn)動(dòng)減速時(shí)間

F7.15： 2.00Hz FDT1電平頻率檢測(cè)值

收卷變頻器（SVF3000，1.5kW）：

F0.02： 1 端子命令

F0.03： 4 DI輸入（主頻率源X）

F0.04： 7 PID輸入（輔助頻率源Y）

F0.07： 2 頻率源X+頻率源Y

F0.11： 75.00Hz 上限頻率

F0.13： 2.0s 加速時(shí)間

F0.14： 2.0s 減速時(shí)間

F3.00： 30 X1：斷線保護(hù)開關(guān)輸入

F3.03： 10 X4：自由停車

F3.08： 2.0V 張力擺桿下限位反饋電壓值

F3.10： 8.0V 張力擺桿上限位反饋電壓值

F3.20： 0.05s 模擬輸入濾波時(shí)間

F4.00： 2 繼電器：故障輸出

F4.01： 3 OC1：FDT1輸出（啟動(dòng)排線電機(jī)）

F4.02： 23 OC2：抱閘信號(hào)輸出（在每次進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)下啟動(dòng)）

F4.07： 5.0s 抱閘信號(hào)持續(xù)時(shí)間

F5.05： 1 自由停機(jī)（停機(jī)方式）

F7.13： 1 禁止反轉(zhuǎn)

F7.15： 2.00Hz FDT1檢測(cè)值

F7.16： 1.00Hz FDT1滯后值

F9.00： 3001 PID控制模式設(shè)定

3 機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)自動(dòng)校正PID控制模式

0 PID作用方向：正作用

0 PID反饋源：AI1

1 PID給定源：F9.02

F9.02： 500 PID給定值

F9.06： 2.0% 比例增益P

F9.07： 12.0s 積分時(shí)間I

F9.08： 50.00Hz 反轉(zhuǎn)截止頻率

F9.16： 2 斷線檢測(cè)方式

0：不檢測(cè)

1：根據(jù)PID反饋（擺桿信號(hào)）信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)

2：根據(jù)斷線接近開關(guān)信號(hào)檢測(cè)

F9.17： 10% PID反饋斷線判斷閥值（當(dāng)斷線檢測(cè)方式設(shè)定為1時(shí)需要設(shè)定本參數(shù)）

F9.18： 2.0S 斷線檢測(cè)判斷延時(shí)

F9.19： 5.0s 啟動(dòng)時(shí)間

F9.20： 1 平緩啟動(dòng)模式（該模式的作用時(shí)間由F9.19設(shè)定）

F9.22： 0.600 默認(rèn)機(jī)械傳動(dòng)比系數(shù)

雙變頻拉絲機(jī)電氣示意圖