一和（hé）成變頻器直進式拉絲機解決方案（àn）

一、工藝需求

1、穿模（mó）

整機啟動（dòng）前，須手工（gōng）將原材料前（qián）端（duān）打（dǎ）磨並（bìng）逐級通過模具。現場一般是通過腳踏開關實現電機點動低速轉（zhuǎn）動（dòng），同時采用工具將絲線從模具的前端牽拉到（dào）後端，通過模（mó）具後的絲線為了能夠通過下一級模具，先（xiān）要將其前端打磨或拉細，後才（cái）可以通過下一（yī）級模具。在這個工（gōng）藝環節裏，要求電機在啟（qǐ）動（dòng）和低速運行時力矩大（dà）且穩（wěn）定，運行轉速穩定，而且在減速停機時電機（jī）沒有反轉。

2、拉絲

手工完成（chéng）穿模後（hòu）就可以整機運（yùn）行實現連續的拉伸了。直進式拉絲機通常是由多台電機控製，經過多個拉伸模具後一次性把原材料拉到所需線徑大小的成品。在這個工藝（yì）環節裏，要求電機響應速度快，線材張力恒定，張力平衡（héng）杆波動（dòng）小，不（bú）斷絲不鬆絲。

3、收卷

收卷部分由一台獨立的電機（jī）驅動，經過拉伸後的成品需要同步地纏繞在工字輪上。隨著纏繞在工字輪上的線材越來越厚，電機轉速相應變慢。當收卷的厚度達到設定值時，係（xì）統提供自動（dòng）檢測停機功能。在（zài）整個工藝過程中，不管是啟動加速、停機減速還（hái）是穩定恒速的情況下都要求收卷電機和前端電機運行的線速（sù）度同步，不斷絲不鬆絲，要求收卷電機調速（sù）響應快，速度控製精確（què）。

4、排線

通常成品線材是層繞在工字輪上（shàng）的，在工（gōng）字輪的橫軸上（shàng），線材應該一圈（quān）一圈平行緊密地（dì）排列。在這個工藝（yì）環節裏，要求有一個排線裝置來完成線材在橫軸上端到下端往複的排（pái）列成品線（xiàn）材。排線裝置來回往複的（de）速度可以是（shì）定速也可以根據收卷（juàn）電機的速（sù）度來控製。根據機械設計的要求，排線的實現有很多種方案（àn），比如機械，變（biàn）頻等。

二、係統（tǒng）解決（jué）方案

1、急停抱閘

設備運行（háng）過程中，若出現緊急情況，要求整個設備快速停下來。該工藝過（guò）程要求停機過程結束後（hòu）絲線（xiàn）不會被拉斷（duàn），這樣才可以保證下次可以順利啟動。

設備運行過（guò）程中，若設備檢測出斷線或者其它故障，整個設備需要馬上停止工（gōng）作。設備外部可提供抱閘電路，由設備輸（shū）出抱閘信（xìn）號（hào）控製（zhì）抱閘電路工（gōng）作，以使得（dé）機器能快速停下來。當然也可以（yǐ）在變頻（pín）器內部增加製動電阻來控製整機快速停止。

2、係統組成

係統（tǒng）由（yóu）N台通用變頻器和一台張力專（zhuān）用變頻器（qì）組成。

每一台通用變頻器控製一台獨立的電機，線材通過不同的模（mó）具（jù）逐級拉伸。根據線材體積不變的（de）原理（lǐ），隨著（zhe）線材越拉越細，線材將會越變越長，這樣就要求後端電機線速度要高於（yú）前端電機線速度。前一級電機的主頻率來源於後一級電機，變頻器可使用脈衝方式或（huò）者模擬（nǐ）電壓方式傳輸當前電機運行的頻率。

第N台電機以（yǐ）固定的頻率運（yùn）行，頻（pín）率給定可以來源於通信（xìn）RS485設定（dìng），外部電位器（qì）或（huò）者數字設（shè）定，第1~N-1台電機（jī）使用複合（hé）A B頻率運行的方式，主頻率來源於後一級電機的運行頻率，輔（fǔ）給定都是來源於氣臂平衡杆PID控製。

氣臂主要（yào）用來感應線材（cái）張力，通過AI信號傳入變頻器，係（xì）統使用PID功能微調變（biàn）頻器速度。若（ruò）張力過大，變（biàn）頻器將適當降低頻率，若張力過小，變頻（pín）器將適當增加頻（pín）率。這樣可以使得線材拉絲過程更加平穩，不會斷絲鬆絲。

收卷電機（jī）由一台張力專用變頻器控製，支持帶張力擺杆的閉環調節模式和不帶張力擺（bǎi）杆開環（huán）調節模式。

係統通過一個（gè）DI信號控製第N台電機的運行，而前一級電（diàn）機的運行信（xìn）號來源於後一級電機的運行狀態，收卷電機的運行信號也是來源於（yú）第N台電機的運行狀態。

每（měi）一台變頻器都提供斷線（故障（zhàng））檢測功能，若（ruò）係統檢測出斷線會馬上（shàng）輸出（chū）一個信號到抱閘電（diàn）路（lù），抱閘電路控製整機停止運行，同時該信號會（huì）以外部故障的狀態傳遞給每一台變頻器。斷線檢測的方式有PID反饋檢測和（hé）DI信號輸入。

3、點動

為實現手動穿模，係（xì）統支持點動功能（néng）。用戶可以通過設置點動頻率(E0.00)，點動加速時間(E0.01)和點動減速時間(E0.02)來（lái）實現穿模的速度。

現場通常使用端子來控製點動，用戶通過設置X端子功（gōng）能（néng）為正轉點動或者反（fǎn）轉點動即可。

點動停止的方式可以通過點動減（jiǎn）速模式(E0.03)來控製。

4、閉環控製模式

收卷變頻器接有（yǒu）張力氣臂（bì）平衡杆，係統可以使用張力控製模式，或者是VF/矢量控製。

使（shǐ）用張力控製模式時，控製方式與之前開環張（zhāng）力模式類似，隻是係統多了一（yī）個PID閉環進行張力微調，以保證線上（shàng）張力更加平穩（wěn）。

若使（shǐ）用VF/矢量控製，係統可以根據線速度恒（héng）定（dìng）原（yuán）則進行卷徑計算，V=f*PI*R，其中V是前端線速度，f是變頻器參考頻率，R是卷盤半徑。同時張力氣臂平（píng）衡杆（gǎn）接入變頻器AI，通過PID進行閉（bì）環微調。隨著（zhe）卷徑的變大，而其前端的（de）線速度穩定的情況下，變頻器的（de）參考的頻率是（shì）越變越小的。

當卷盤的卷徑到達最大卷（juàn）徑時（shí），係統可以（yǐ）設置變頻器停機或（huò）者繼續運行。