作业帮铜线拉丝机的电路控制原理
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/10 07:08:39
铜线拉丝机的电路控制原理
直进式拉丝机工作原理简介
直进式拉丝机是有多个拉拔头组成小型连续生产设备,逐级拉拔,可以一次性把钢丝冷拉到所需规格,工作效率比较高.,每一级拉拔后,钢丝线径发生了变化,每个拉拔头工作线速度也应有变化.
拉模配置不同,各个拉拔头拉拔速度也要变化.拉拔速度基准是每个时刻拉模钢丝秒流量体积不变,以下公式成立：
πR2×V1= πr2×V2
其中 R：进线钢丝直径
V1：进线钢丝线速度
r：出线钢丝直径
V2：出线钢丝线速度
直进式拉丝机各个拉拔头工作速度就是基于以上公式,保证各个拉拔头同步运行.,以上说明是基于理想状态稳态工作过程,机械传动误差以及机械传动间隙,还有起动、加速、减速、停止等动态工作过程中,各个拉拔头就无法保持同步,现大多数直进式拉丝机上都有张力传感器,动态测量各个拉拔头间钢丝张力,再把张力转换成标准信号（0～20mA或0～10V）,用这个标准信号反馈给调速变频器,变频器用这个信号作闭环PID过程控制,主速度上叠加上PID计算调整量,保持各个张力检测点张力恒定,也就保证了直进式拉丝机工作同步恒张力工作状态.
以上说明,直进式拉丝机对变频器性能提出较高要求.变频器应具有以下性能.
1,低频起动力矩大,过载能力强,速度精度高
2,有内置PID功能,PID参数丰富
3,动态响应快
,我们选用了优利康（Yolico）高性能电流矢量变频器作为直进式拉丝机驱动装置,该变频器实际使用中也完全满足了拉丝机要求,响应快,起动力矩大,过载能力强,矢量控制时速度控制精度达到0.2%（无PG）,有内置PID,PID参数丰富,包括PID增益、限幅、偏置等等.
三,配置及说明
直进式拉丝机电气系统配置如下图所示,主要包括以下几个部分：触摸屏—西门子TP270,10′真彩,可编程控制器（PLC）—西门子S7-315-2DP,带Profibus现场总线接口,变频器—优利康（Yolico）高性能电流矢量变频器YD5000,内置PID,传感器—图尔克线性传感器,10V,或4～20mA.触摸屏与PLCMPI总线连接,PLC与变频器之间Profibus现场总线连接,组成高速现场总线网络,数据传输速率达到1.5M,极大提高了变频器响应速度,提高了同步精度,基本上做到了正常工作时不断丝.这对提高工作效率非常有效.
整个系统领航速度是由最后一台拉拔变频器决定,再每道拉模压缩比与减速比,计算其它每个机台主给定速度,机械上误差和拉模磨损,使给定参数与实际数值有一定差异,这个差异就张力臂来纠正.事实上,张力臂下面连接着一只位置传感器,该传感器测量出张力臂转动角度,输出一个0～10V模拟量信号给变频器,变频器再设定位置值（一个相对与10V百分比值）,PID计算,输出频率上叠加上一个纠偏量,消除上述差异.
系统中,触模屏作为人机界面,起着人机接口作用,每道拉模压缩比,就是触模屏输入,触模屏还能存储若干套不同拉模参数,方便用户快速选择成套拉模参数,而不必每次都要输入参数,方便了用户,提高了效率.触模屏还显示工作中各道拉模实际工作参数,包括电压、电流、速度等等,系统出现报警时,触模屏上及时显示系统故障内容,方便用户及时诊断,排除一些简单故障.触模屏与PLC是MPI连接,速率为：187.5K.
PLC是整个系统控制中心,控制着整个系统工作流程.按钮操作,控制每个机台前联动、后联动、点动及整个系统点动、自动运行.触模屏输入拉模压缩比参数,计算每个机台同步速度,并Profibus总线传输给变频器,由变频器直接驱动机台电机工作.PLC还Profibus总线,从变频器中读取变频器工作参数,对变频器各种工作异常作出处理,并及时触模屏显示.
四,结语
该变频器直进式拉丝机上使用一段时间来,客户反映设备运行平稳,起动、停止、加速、减速平滑稳定,同步精度高,起动电流小,噪音低,已获了最终使用客户广泛认可.
直进式拉丝机是有多个拉拔头组成小型连续生产设备,逐级拉拔,可以一次性把钢丝冷拉到所需规格,工作效率比较高.,每一级拉拔后,钢丝线径发生了变化,每个拉拔头工作线速度也应有变化.
拉模配置不同,各个拉拔头拉拔速度也要变化.拉拔速度基准是每个时刻拉模钢丝秒流量体积不变,以下公式成立：
πR2×V1= πr2×V2
其中 R：进线钢丝直径
V1：进线钢丝线速度
r：出线钢丝直径
V2：出线钢丝线速度
直进式拉丝机各个拉拔头工作速度就是基于以上公式,保证各个拉拔头同步运行.,以上说明是基于理想状态稳态工作过程,机械传动误差以及机械传动间隙,还有起动、加速、减速、停止等动态工作过程中,各个拉拔头就无法保持同步,现大多数直进式拉丝机上都有张力传感器,动态测量各个拉拔头间钢丝张力,再把张力转换成标准信号（0～20mA或0～10V）,用这个标准信号反馈给调速变频器,变频器用这个信号作闭环PID过程控制,主速度上叠加上PID计算调整量,保持各个张力检测点张力恒定,也就保证了直进式拉丝机工作同步恒张力工作状态.
以上说明,直进式拉丝机对变频器性能提出较高要求.变频器应具有以下性能.
1,低频起动力矩大,过载能力强,速度精度高
2,有内置PID功能,PID参数丰富
3,动态响应快
,我们选用了优利康（Yolico）高性能电流矢量变频器作为直进式拉丝机驱动装置,该变频器实际使用中也完全满足了拉丝机要求,响应快,起动力矩大,过载能力强,矢量控制时速度控制精度达到0.2%（无PG）,有内置PID,PID参数丰富,包括PID增益、限幅、偏置等等.
三,配置及说明
直进式拉丝机电气系统配置如下图所示,主要包括以下几个部分：触摸屏—西门子TP270,10′真彩,可编程控制器（PLC）—西门子S7-315-2DP,带Profibus现场总线接口,变频器—优利康（Yolico）高性能电流矢量变频器YD5000,内置PID,传感器—图尔克线性传感器,10V,或4～20mA.触摸屏与PLCMPI总线连接,PLC与变频器之间Profibus现场总线连接,组成高速现场总线网络,数据传输速率达到1.5M,极大提高了变频器响应速度,提高了同步精度,基本上做到了正常工作时不断丝.这对提高工作效率非常有效.
整个系统领航速度是由最后一台拉拔变频器决定,再每道拉模压缩比与减速比,计算其它每个机台主给定速度,机械上误差和拉模磨损,使给定参数与实际数值有一定差异,这个差异就张力臂来纠正.事实上,张力臂下面连接着一只位置传感器,该传感器测量出张力臂转动角度,输出一个0～10V模拟量信号给变频器,变频器再设定位置值（一个相对与10V百分比值）,PID计算,输出频率上叠加上一个纠偏量,消除上述差异.
系统中,触模屏作为人机界面,起着人机接口作用,每道拉模压缩比,就是触模屏输入,触模屏还能存储若干套不同拉模参数,方便用户快速选择成套拉模参数,而不必每次都要输入参数,方便了用户,提高了效率.触模屏还显示工作中各道拉模实际工作参数,包括电压、电流、速度等等,系统出现报警时,触模屏上及时显示系统故障内容,方便用户及时诊断,排除一些简单故障.触模屏与PLC是MPI连接,速率为：187.5K.
PLC是整个系统控制中心,控制着整个系统工作流程.按钮操作,控制每个机台前联动、后联动、点动及整个系统点动、自动运行.触模屏输入拉模压缩比参数,计算每个机台同步速度,并Profibus总线传输给变频器,由变频器直接驱动机台电机工作.PLC还Profibus总线,从变频器中读取变频器工作参数,对变频器各种工作异常作出处理,并及时触模屏显示.
四,结语
该变频器直进式拉丝机上使用一段时间来,客户反映设备运行平稳,起动、停止、加速、减速平滑稳定,同步精度高,起动电流小,噪音低,已获了最终使用客户广泛认可.