本文以河北省某生產鐵絲的直進式拉絲機現場為例，來說明使用變頻器控制的應用過程和使用效果。

一、引言

        金屬制品是冶金工業中的非常重要的一環，但在我國卻還是一個非常薄弱環節，機械設備、電氣設備依然陳舊，從而阻礙了行業的發展。在金屬制品加工中，直進式拉絲機非常常見，同時也是比較*且具有發展前途的拉絲設備。以前一般都采用直流發電機-電動機組（F-D系統）來實現，現如今隨著工藝技術的進步、變頻器的大量普及應用，變頻控制技術在直進式拉絲機中大量使用，并可以通過可編程邏輯控制器PLC來實現拉拔品種設定、實時閉環控制、操作自動化、生產過程控制、自動計米等功能。

        采用變頻調速技術的直進式拉絲機技術*、節能顯著，調速范圍在正常工作時為30:1，同時在5%的額定轉速時能提供超過1.5倍的額定轉矩。

二、工藝介紹和要求

 該設備主要對鐵絲進行牽伸拉拔，進線6.5mm，經過6道拉拔模具的作用，出線2.43mm，zui高拉拔速度8m/s。拉絲部分共有6個直徑550mm的轉鼓，相鄰轉鼓之間安裝有用于檢測位置的氣缸擺桿，采用位移傳感器可以檢測出擺臂的位置，當拉絲拉得緊的時候，絲會在擺臂的氣缸上面產生壓力使得擺臂下移，使前一臺進行加速，達到每級之間的張力控制。收卷電機采用自動滑行的錐形支架，整個過程卷徑不變化，采用調諧輥調整的方式來使其跟隨主拉的線速度恒定。其主要要求如下：

1. 各臺有點動正轉、點動反轉功能
2. 具有跳模功能（包括主拉），并根據跳模情況，自動計算系統頻比
3. 具有前聯（*臺無前聯），后聯功（收卷無后聯）能
4. 系統具備自動計米、計重功能，并在設定米數、重量到達時，具備自動停機功能。
5. 加速和減速平穩，沒有大的波動
6. 系統運行zui大速度為8m/s
7. 系統運行穩定，并且具備斷線檢測報警停機功能
8. 系統方案和調試

1. 系統組成

1. 系統方案

    按照直進式拉絲機秒體積相等的原則，系統根據人機界面設置的模具以及機械傳動比，在PLC內部計算包括N級從拉、主拉和收卷的每一級主給定速度，通過PLC的D/A模塊（7個通道）階梯波式分別傳給變頻器的AI1接口，變頻器通過擺桿反饋的信號進行微調，來達到系統的每一級之間的張力恒定；PLC內部集成前聯、后聯、跳模、斷線檢測、計米計重等功能。

1. 系統動作邏輯要求

    *臺和收卷只有3個邏輯關系，除了點動正轉、點動反轉等以外，*臺有后聯功能，收卷有前聯功能。從第二級從拉到主拉分別有4個邏輯關系，分別是點動正轉、點動反轉、前聯、后聯。舉例如下：

3#點動正轉：3#閉合 正轉點動端子

3#點動反轉：3#閉合 反轉點動端子

3#前聯：1#運行，2#運行，3#運行，并且3#為主機（速度給定為PLC模擬量AI2給定，無擺桿反饋）

3#后聯：3#運行，4#運行，5#運行，6#運行（主機），7#運行

1. 跳模功能

    除收卷外，系統的任何一臺或者多臺都可以被跳模（但主拉和N級從拉一般至少一臺保留作為主機），當在人機界面選擇某一臺或者多臺跳模后，系統會自動計算主機和余下從機之間的速度比例并同樣發送給變頻器。

1. 調試參數

1. 調試步驟

以如下接線圖（部分截圖）接線

按系統接線圖接線，并重點檢查PLC和變頻器的電源接線部分，完成檢查后上電

（1）電機參數自學習

在按電機實際參數設置【F2.0.00】~【F2.0.04】后，設置【F2.2.53】=1啟動靜態自學習；

（2）電機參數學習完成后，按以上調試參數設置參數；

在以上調試工作準備完成之后進入調試

（3）調整氣缸擺桿傳感器的zui大值和zui小值。范圍越大，調整的精度就越高，調整的效果越好。通過D1.0.04來監控調整，在調整完成之后，分別修改對應AI2對應zui小值【F4.0.02】和zui大值【F4.0.03】

（4）氣缸擺桿校正完成之后，在沒有穿線之前，分別對從*臺到zui后一臺的點動，查看每一臺的剎車裝置和皮帶輪是否裝好；

（5）開始穿線調試，調試時按穿線材的順序一級一級往下調，前一級調好再調下一級，先手動，再聯動，先低速再高速；

（6）調試過程zui重要是調試PID限幅比例和PID的P值和I值。I值調試的經驗是I值大于N級從拉和收卷的加減速時間，小于主拉的加減速時間。如果在穿線聯動過程中，前一級出現松線的情況，則說明前一級的PID限幅值偏小，修改【F0.0.19】的值，一般系統的限幅值經驗是10%~20%之間；P值過大會導致啟動擺桿擺幅較大，容易導致震蕩損壞機械限幅，P值一般是0.3~0.8之間，從小到大逐步調整。

（7）在低速穿線完成之后，測試前聯、后聯等功能

（8）完成邏輯測試，開始總體低速啟動，然后逐步增加速度進行調整，在多次完成啟動停止之后，基本完成整個系統的調試。

采用V560高性能閉環矢量變頻器進行驅動，相比直流驅動系統，效率和節電率也大大提高。而且該系統電氣器件配置簡練，邏輯清楚，便于故障檢查。在系統參數優化后，系統穿線、啟動停止都非常平滑，高速穩定運行，運行速度8M/S，并且大大減少了斷線等故障。