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直进式拉丝设备特点及工作方式

2016-8-30 14:14:21  点击:
直进式拉丝设备控制系统采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、成本下降的特点,变频器采用TL-MD320变频器进行实时变频控制。 金属制品是冶金工业中的重要一环,但在我国该行业却是一个薄弱环节,机械、电气设备陈旧,阻碍了行业的发展。在金属加工中,直进式拉丝设备是常见的一种,在以前通常都采用直流发电机-电动机组(F-D系统)来实现,现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及,变频控制开始在直进式拉丝设备中大量使用,并可通过PLC来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。 采用变频调速系统的直进式拉丝设备技术先进、节能显著,调速范围在正常工作时为30:1,同时在5%的额定转速时能提供超过1.5倍的额定转矩。 本文以泰煌拉丝设备制造厂生产不锈钢丝的直进式拉丝设备变频改造为例,来说明变频控制的应用过程及效果。 该直进式拉丝设备主要对精轧出来的不锈钢丝进行牵伸,设计的工艺要求为:
1. 最高拉丝速度600m/min;
2. 加工品种主要三种,分别是进线2.8mm→出线1.2mm、2.5mm→1.0mm、2.0mm→0.8mm;
3. 紧急停车断头不多于2个。
直进式拔丝机组是拉丝设备中最难控制的一种,由于它是多台电机同时对金属丝进行拉伸,作业的效率很高。不象以前经常遇到的水箱拉丝设备和活套式拉丝设备,允许金属丝在各道模具之间打滑。同时它对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求。由于不锈钢材料特性比较脆,缺少像高碳钢丝或者钢帘线那样的韧性,比较容易在作业过程中拉断。 本拉丝机组共有8台11KW变频器。系统的电气配置为活套一台,安装在第一级,作用是将成卷的不锈钢丝牵引到拉丝部分,由于活套可以自由打滑,因此这台电机不需要特别的控制。拉丝部分共有六个直径400mm的转鼓。每个转鼓之间安装有用于检测位置的气缸摆臂,采用位移传感器可以检测出摆臂的位置,当丝拉得紧的时候,丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂下移。最终是收卷电机,该部分采用自行滑动的锥形支架,整个过程卷径基本不变化,因此不需要用到卷径计算功能。八台电机功率采用变频专用电机,同时带有机械制动装置。 直进式拉丝设备的系统逻辑控制较为复杂,有各种联动关系,由PLC实现。同步方面的控制则全部在TL-MD320变频器内部实现,不依赖外部控制。 其工作原理是:根据操作工在面板设定决定作业的速度,该速度的模拟信号进入PLC,PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。这样做的目的主要是满足点动、穿丝等一些作业的需要。PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的AI2(AI1也可以)输入端,作为速度的主给定信号。各摆臂位移传感器的信号接入到对应的转鼓驱动变频器作为PID控制的反馈信号。根据摆臂在中间的位置,自己设定一个PID的给定值。这个系统是非常典型的带前馈的PID控制系统,一级串一级,PID作为微调量。
直进式拉丝设备
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