直进式拉丝机技术方案
LZ型直进式拉丝机组的研制
Re e r h n a u a t e o s a c a d M n f c ur fLZ pe S r i htLi e Ty t a g n W ie Dr wi a h n i r a ng M c i e Un t
Gu K n j n Wa gJa pn GuZ o go g a gi a n in i g h n rn
网” 历次举 办 的行 业 活动 、 术研 讨会 等 途径 , 上 技 加
S E K C 英 国的 MR K T, O H, B等 公 司 引进 了近 百 台适 应不 同产品 的拉丝 机 组 , 些 国际一 流水 平 的拉丝 这 设备 , 既推动 了我 国高 强度 低 松 弛预 应力 钢 丝 及钢 绞线 、 胎圈用 钢丝和 钢帘线 等高技术 含量 、 高品质金
属制 品的发展 , 又促 进 了我 国金 属制 品设 备 制 造企
金 属制 品生产用 户 等行 业专 家 的 技术 支撑 wenku.baidu.com 经过 系
统 整理 与归纳分 析 , 引进 的直 进 式 拉丝 机 组 的技 对
业整体 质量 的改进 与提高 。
术 特征建 立 了 比较清 晰的概念 。
而言 , 面处理 产生 的废 酸 、 表 废气 和废水 也 比较 容易
K e wor s sr ihtln r r wi g ma hne;e e g a ig;c ns mpto e u to y d ta g ie wie d a n c i n ry s vn o u in r d cin;se lwie;c o ig te r o ln
LZ13-560直线式拉丝机技术要求
LZ-13/560型直线式拉丝机技术要求
(甲方)湖北福星科技股份有限公司委托(乙方)制造直线式拉丝机用全数字(现场总线控制)自动控制直线式拉丝机壹套。经双方认真协商达成以下技术协议:
一、供货范围
1、LZ-13/560+DN800直线式拉丝机
2、自动控制电控柜(优先使用武汉同力公司)
二、技术参数
1、卷筒直径与头数:560mm,13头;
2、最大进线直径:φ5.5mm;
3、最小出线直径:φ1.3mm;
4、最大部分压缩率:23%,最小部分压缩率:17%;
5、总压缩率:96%;
6、最高线速度:φ1.65mm,16M/S (以φ1.65mm钢丝为考核依据)
7、进线强度:φ5.5mm,≤125Kg/mm2;
8、冷却方式:卷筒冷却内部窄缝水冷,外部强迫风冷,每个卷筒设一个370W风机;模盒冷却为溢流式冷却;
9、钢丝调谐辊动力为气压,调节辊的运动角度为≥60度并在此角度范围内传感器有信号输出;调节辊摆臂支点采用轴承支撑。
10、起动与正常停车时间:5~45S(可调),紧停≤1~3S;
11、主传动电机:1~4=45KW 5~13 N=8×37KW,1000r·p·m 。
SG—800mm工字轮收线机:
12、收线机最小钢丝直径:φ1.3mm;
13、最大速度:16M/S ;
14、收线电机:N=15KW,1000r·p·m ;
15、放线予留输入点6个
16、末卷筒与收线机之间设活套装置。
17、1号卷筒采用旋转模合,2、4、6号加甩卷筒机构。
18、卷筒采用铸钢ZG特殊硬化处理,表面堆焊处理,硬度≥HRC62,使用寿命不小于40000小时,否则无偿更换。
直进式拉丝机拉拔工艺及电机功率的计算
直进式拉丝机拉拔工艺及电机功率的计算
作者:贾福旺凡俊锋
来源:《城市建设理论研究》2014年第28期
摘要以进线直径φ14mm、成品钢丝直径φ7mm,最大拉拔速度6m/s,进料钢丝抗拉强度1300MPa的预应力钢丝拉拔为例,介绍直进式拉丝机的拉拔工艺及电机功率的计算。根据钢丝进出线直径计算出总压缩率。依据线材拉拔特性及成品要求,初步设定平均压缩率,计算出拉丝机拉拔道次。然后利用拉拔真伸长法计算出各道次压缩率,计算出各拉拔道次的钢丝直径,依据秒流量相等原则推导出各道次拉拔速度。根据经验公式对各拉拔道次的钢丝强度和拉拔力进行计算,而后由拉拔力和拉拔速度计算出电机功率。
关键词拉丝机;拉拔工艺;功率计算;压缩率;真伸长值;拉拔力
中图分类号:C35文献标识码: A
AbstractLine diameter φ14mm, finished wire diameter φ7mm, the maximum drawing speed 6m / s, feed wire drawing 1300MPa tensile strength of prestressing steel for example, describes a straight wire drawing machine drawing process and electrical power calculations. According to the wire diameter of the inlet and outlet to calculate the total compression rate. Wire drawing based on the characteristics and requirements of the finished product, initially set the average compression ratio, calculated drawing machine drawing pass. Then use to calculate the compression ratio of each pass drawing really elongation method, calculated for each drawing pass the wire diameter, according to the principle of equal mass flow is derived for each pass drawing speed. According to the empirical formula is calculated for each pass wire drawing strength and pulling force, then the drawing force and drawing speed to calculate the motor power.
拉丝机电控系统设计改造方法解析
拉丝机电控系统设计改造方法解析
发布时间:2021-05-07T10:31:21.527Z 来源:《基层建设》2020年第30期作者:袁文龙[导读] 摘要:本文以本单位16号拉丝机改造方法进行解析。
天津市新天钢中兴盛达有限公司天津静海 301600摘要:本文以本单位16号拉丝机改造方法进行解析。本设备是2001年FRIGERIO引进的设备,本设备运行时间19年,电气故障率较高,备件难采购。结合现场实际情况实施技术改造,与机械人员结合,根据拉丝机的机械结构功能特点和恒张力调控过程,前后机架速度跟随补偿,本着提速,降低故障率做设计改造方案。
关键词:速度跟随补偿;恒张力控制;拉丝机
一、设备状态
电气方面:EEI变频器(8V62331)六台、触发板A44D七块,调速板卡EEI G050一块,EEI操作屏等损坏,机械方面:缺少放线架一套及气缸调压阀等,部分管路老化需要更换。对老旧拉丝机原理不变,利用传感器完成恒张力,实现张力速度控制,更换主PLC和变频器完成改造方案,实现拉丝速度6.5米/分。
二、改造特点
对原有拉丝机电控模拟控制改造设计开发周期短,调试简单,运行可靠,而改造后速度控制精度高,故障率降低,张力恒定;实际生产中金属丝表面光洁度、尺寸控制都有提高、单位拉丝模耗降低。实际拉拔性能达到目前市面 PLC 恒张力PID 控制直进式拉丝机性能,而改造成本、设计调试难度低,适于对原有拉丝机或少量拉丝机改造,自主开发出符合自己生产的直进式拉丝机。
改造基本思路:电控系统升级改造,保留设备现有各类型电动机,保留现有动力、控制电缆。拆除更新配电柜、操作台。
拉丝机操作规程
拉丝机操作规程
一、引言
拉丝机是一种用于将金属材料拉成细丝的机械设备。为了确保操作的安全性和工作效率,制定本操作规程,以指导操作人员正确、规范地操作拉丝机。
二、操作人员要求
1. 操作人员必须接受相关的培训,了解拉丝机的结构、工作原理和操作流程。
2. 操作人员必须具备相关的技术知识和操作经验,能够熟练操作拉丝机。
3. 操作人员必须严格遵守安全操作规程,保证自身安全和设备的正常运行。
三、操作准备
1. 检查拉丝机的各项设备是否正常,包括电源、润滑系统、传动系统等。
2. 检查拉丝机的工作环境是否符合要求,确保没有杂物和障碍物。
3. 穿戴个人防护装备,包括安全帽、防护眼镜、耳塞、防护手套等。
四、操作步骤
1. 打开拉丝机的电源开关,确保电源供应正常。
2. 调整拉丝机的工作参数,包括拉丝速度、温度、压力等,根据不同的材料和要求进行设置。
3. 将待拉丝的金属材料放入拉丝机的进料口,确保材料的位置正确。
4. 启动拉丝机,观察材料的拉丝过程,确保拉丝过程平稳、连续。
5. 在拉丝过程中,及时调整工作参数,以确保拉丝的质量和效率。
6. 拉丝完成后,停止拉丝机的运行,关闭电源开关。
7. 清理拉丝机的工作区域,清除杂物和废料,保持整洁。
五、安全注意事项
1. 操作人员必须严格遵守操作规程,不得擅自调整工作参数或进行非正常操作。
2. 在操作过程中,严禁将手部或其他身体部位靠近拉丝机的运动部件,以免发
生意外伤害。
3. 操作人员必须保持警觉,注意观察拉丝机的运行状态,一旦发现异常情况,
应立即停止操作并报告相关人员。
4. 操作人员必须定期检查拉丝机的设备状况,如发现故障或异常,应及时维修
直进式拉丝机技术方案
直进式拉丝机技术方案
直进式拉丝机技术方案
一、项目背景
拉丝工艺是一种常见的材料加工工艺,广泛应用于机械、家电、汽车制造、建筑装修等领域。目前市场上主要使用的拉丝机有两种类型:直线式拉丝机和盘式拉丝机。但这两种机型在生产中都存在一定的缺陷,比如拉丝速度较慢,生产效率低下,能耗
大等问题。
因此,我们基于市场需求和技术创新,设计开发一种新型的拉扯式直进式拉丝机,旨在提高生产效率、降低生产成本,为广大制造企业提供更高效、稳定、可靠的拉丝
加工设备。
二、设计原理
该直进式拉丝机由传动系统、钢丝缆绳、电机、轮胎轮轴组成,原理如下:
1. 钢丝缆绳通过两个滑轮,一边连接后置机构,另一边通过电机带动前置机构。
2. 电机通过主动轮,传动到被拉伸材料上,然后被拉伸材料就会跟随主动轮转动,缆绳就会把被拉伸材料往前拉。
3. 缆绳传动的同时,前置机构又将被拉伸材料向上送,以便使缆绳可以继续向前传动。
4. 待被拉伸材料到达所需长度后,缆绳紧绷并将材料拉出。
5. 再将拉出来的材料通过机械手操作进行自动裁剪和卷取,完成整个加工过程。
三、技术方案
1. 主要零部件的选型
(1)传动系统:选用国内顶尖的变频控制器,根据实际需求进行调整,可调速
范围广、精度高、响应速度快。
(2)电机:选择功率较小但转速较高的三相异步电机,以达到高效耗能的目的。
(3)滑轮:采用优质低摩擦材料制成,确保传动效率和耐磨程度。
(4)轮胎轮轴:选用经过优化设计的高强度钢材,保证机器能够承受各种恶劣
的工作环境。
(5)机械手:采用国内领先的自动卷取机器人,能够自动裁剪拉出的材料,并
英威腾直进式拉丝机全自动解决方案
英威腾直进式拉丝机全自动解决方案
直进式拉丝机是拉丝机中较难控制的一种,由于是多台电机同时对金属丝进行拉伸,其作业效率很高。与水箱拉丝机和活套式拉丝机不同,直进拉丝机不允许金属丝在各道模具之间打滑,对电机的同步性及动态响应的快速性都有极高的要求。不锈钢材料特性较脆,在作业过程中比较容易拉断,所以变频器的性能对拉丝的质量起着非常重要的作用。
还在用传统变频器驱动直进拉丝机方案吗?
金属丝打滑系统不同步动态响应慢停机电机反转低频启动力矩小
英威腾整体解决方案这就给您安排上
为解决传统拉丝机技术中生产效率低、响应速度慢、系统可靠性低等问题,英威腾为直进拉丝机设备厂商提供全自动控制系统及方案;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,同时满足系统同步性高、大批量生产等要求,能够有效提高直进拉丝机工作效率和品质,降低企业营运成本。
●方案优势
●系统同步性高、响应性高、适应性强
转速比例统加统减、自动判别寻找新的“基准转股”、重新计算转速比例等。
易穿线、易操作、可靠性高
点动、联动、整机运行的加减速时间完全独立,穿线时易穿线;
即使有违规操作,系统也会进行自行判断,不会出现断线情况。
程序易管理
不同型号的直进式拉丝机可用同一套程序。
支持外部温度检测信号输入
支持PT100、KTY84温度检测信号输入。
高速通讯
采用Profinet高速通讯,保证线速度在1000米/分以上运行。
英威腾Goodrive350变频器
低频起动力矩大,0Hz/200%多种卷径实时精准计算动态响应快,提供多种断线检测功能独特双PID响应算法,卷线过程更加平稳,不断丝不松丝换卷、卷径复位、满卷停机等特色功能支持多种PG卡,采用数字滤波技术,相比传统方案,抗干扰性提升1倍
LZ8560直进式拉丝机设计
第46卷 第5期金 属 制 品2020年10月 Vol 46 No 5MetalProductsOctober2020 doi:10.3969/j.issn.1003-4226.2020.05.012
LZ8/560直进式拉丝机设计
杨 程, 文 明, 蔡乾岭
(贵州钢绳股份有限公司, 贵州 遵义 563000)
摘要:随着成品钢丝产量的增加,现有半成品拉丝设备已不适应生产需要。根据工艺要求:钢丝进线直径为5.5~6.5mm,出线直径为2.4~3.6mm,钢丝进线抗拉强度≤1350MPa。设计LZ8/560直进式拉丝机1#~4#卷筒采用齿轮减速箱传动,5#~8#卷筒采用两级三角带传动,传动功率为45kW,成品钢丝采用象鼻子收线机收线,收线速度不大于600m/min。卷筒冷却采用水冷和风冷2种方式,模盒润滑粉采用电机减速箱进行搅拌,模盒冷却采用循环水方式。该拉丝机采用全封闭式防护系统,安全性好,噪声较低。
关键词:拉丝机;张力调谐;窄缝式;象鼻子收线;抗拉强度
中图分类号:TG355.9 文献标识码:A
DesignofLZ8/560straightwiredrawingmachine
YangCheng,WenMing,CaiQianLing
(GuizhouWireRopeIncorporatedCompany,Zunyi563000,China)
Abstract:Withtheincreaseofoutputoffinishedsteelwire,existingsemi finishedwiredrawingmachinecannotmeetpro ductionrequirement.Accordingtoprocessrequirement,wirefeeddiameteris5.5~6.5mm,wireoutletdiameteris2.4~3.6mm,wirefeedtensilestrengthis≤1350MPa.DesignLZ8/560straightwiredrawingmachineNo.1~No.4capstainadoptsgearreducerdrive,No.5~No.8capstainadoptstwopoletrianglebeltdrive,drivingpoweris45kW,finishedsteelwireadoptselephanttrunktake up,take upspeedisnomorethan600m/min.Thecapstainiscooledbywaterandairtwomethods,dieboxlubricantisstirredbymotorspeedreducer,dieboxiscooledbycirculatingwater.Thewiredrawingma chineadoptsfull closedprotectionsystemwithgoodsafetyandlownoise.
直进式拉丝机张力控制系统的实现
关键词 :直进式拉丝机 ;自动控制 ;张力控制
中图分类号:T 2 3 P 7 文献标识码:B 文章编号:1 0 —0 3 ( 0 7 0 — 04 3 9 t 4 2 0 ) 6 0 2 —0 0
直 进 式 拉 丝机 是焊 丝 材 料 生 产 线 中 的 主 要设 备 ,其张 力控 制是 最关 键 的环节 。本文 根据 焊丝 材 料 生产 过程 中存 在 的 问题 , 用 P C作为 直 进式拉 采 L 丝机 的控 制 系统 ,对其 进行 了 自动 控 制改造 ,并对 变 频器 内部 进行 了局 部 的改造 ,采 用 间接 方 式实现
线 速度 工作 在一 定 的范 围 内。对涉 及本 设备 张 力控
制 的相 关理 论基 础 以及计 算公 式 推导 如下 :
( )各 个卷 筒 目标速 度 的设 定 1 生 产设 备 中由于 各个 拉丝 模孔 径不 同 , 应 的 对
拉拔 速 度也 就不 同 。拉 拔速 度 应是保 证单 位 时 间内
直进式拉丝机的原理
直进式拉丝机的原理.
在直进式拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、成本下降的特点,同时本文还详细介绍了汇川MD320变频器在拉丝机上的应用。
关键词直进式拉丝机同步变频控制
1 前言
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,直进式拉丝机是常见的一种,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机中大量使用,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机技术先进、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。
本文以某厂生产不锈钢丝的直进式拉丝机变频改造为例,来说明变频控制的应用过程及效果。
2 直进式拉丝机变频控制系统
该直进式拉丝机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。直进式拉丝机是拉丝机中最难控制的一种,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机和活套式拉丝机,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。
直进式拉丝机的开发和应用
中 图 分 类 号 : G3 5 T 5 文献 标 识 码 : B
De eo m e ta d a p ia i n o t a g tl e d a n a h n v l p n n p l t fsr i h - n r wi g m c i e c o i
U a g we Xin ・ i
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Ab t a t h r cp e,d sg n e o ma c fa s l d v l p d sr i h - n r w n c i e a e d s r e n te sr c :T e p n i l i e in a d p r r n e o ef e eo e tag tl e d a i g ma h n r e c b d i h f - i i
线机构组成 , 每个最大容重 25t . , 使用时 , 正在使用 的一盘坯料的线尾与另一备用坯料的线头相接, 当 正在使用的坯料用完后 , 自 就 动转到另一盘 , 实现不
停机 放 线 .此外 , 配备 大盘重 工 字 轮放 线 装 置 , 还 以
适合不同的放线要求 ; 拉拔部分 由 9个干式拉拔单
直进式拉丝机
直进式拉丝机简介
武汉科奥机电设备有限公司生产的直进式拉丝机是消化吸收引进技术开发生产的高档拉丝机。主要特点:卷筒采用窄缝式水冷,拉丝模采用直接水冷;冷却效果好;采用一级强力窄V带和一级平面二次包络蜗轮副传动,传动效率高、噪音低;采用全封闭防护系统,安全性好;采用气张力调谐,拉拔平稳;采用交流变频控制技术(或直流可编程序控制系统)、屏幕显示,自动化程度高、操作方便、拉拔的产品质量高。
适宜拉拔∮16mm以下的各种金属线材,特别适宜拉拔质量要求高的药丝焊丝、气保焊丝、铝包钢丝、预应力钢丝、胶管钢丝、弹簧钢丝、钢帘线钢丝及中高碳钢丝等。
直进式拉丝机操作规程
直进式拉丝机操作规程
1、开车前,检查设备气压是否足够、冷却水循环系统是否畅通,电机皮带和卷筒上有无杂物,安全设施是否灵敏有效。
2、按照拉拔工艺要求将合格的坯线装入放线架。
3、首先将线材轧头,引导其穿过充满润滑剂的模盒,进入第一个拉丝模。
4、穿过拉丝模后,用拉丝器将线材绕卷筒数圈后,点动脚踏开关,使线材在卷筒工作面累积一定的圈数,松开线材,准备穿入第二个拉丝模。
5、全部穿线方法与上述相同,以此类推,使线材绕过每个卷筒并拉紧,穿线操作完成。
6、线材在慢速下穿过各卷筒后,首先将线材绕至收线机工字轮,将所有卷筒的“投入/切断”开关调到“投入”位置。
7、根据产品要求设定计米值,并将计米器复位。
8、最后在操作台上设定所需的拉丝速度。
9、按下启动按钮,设备开始正常拉丝。
10、在拉拔过程中,应注意线材的润滑是否足够,模盒冷却水是否充足。严禁打开机台防护罩开机。
直进式拉丝机的工作原理
直进式拉丝机的工作原理
直进式拉丝机的工作原理,就是控制各卷筒的金属秒流量时刻相等。直进式拉丝机在钢丝拉拔过程中,钢丝从一个卷筒上缠绕一定圈数后,经过调谐辊进入下一道拉丝模,由于拉丝模的不均匀磨损、电机速度的波动或其他原因,破坏金属秒流量的平衡,势必引起钢丝张力的变化,这种变化反映为调谐辊的小辐摆动,位移电流传感器将调谐辊的摆动位移量转化为电信号,通过数据采集A/D板传递到PLC,经算法模型运算,其输出值通过数据采集D/A板传递给变频器,调节变频器的速度给定值,达到前后卷筒速度匹配的目的。成品卷筒的转速为领航速度,是控制整台设备速度的灵魂,起着承前启后的作用,以成品卷筒的调谐辊来控制前一级卷筒的速度,再以前一级卷筒的调谐辊来控制再前一级卷筒的速度,依此向前类推。而后面工字轮收线机和象鼻式收线机也是以成品卷筒速度为基准,通过成品卷筒与工字轮收线机之间的张力控制机构的位移传感器,使收线机的收线速度时刻与成品速度相匹配,最终秒流量相等。
即:S1V1=S2V2……=S8V8=S9V9
式中S1,S2……S9———各拉丝模出口处的钢丝截面积;
V1,V2……V9———各拉丝模出口处的钢丝的前进速度。
3. 直进拉丝机组的主要性能
1)设备能力:最大进线直径Φ6.5mm,抗拉强度≤1350MPa;最小出线直径1.2mm。
2)最高拉拔速度:720m/min。
3)制动能力:极限速时,正常制动≤50s,快速制动≤15s,紧急制动≤3s。
4)收线方式:工字轮大盘重收线、线架大盘重收线、普通小盘捆扎兼容。
4. 使用效果
LZ8/600直进式拉丝机电气系统设计
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第3 卷 7
V0. 7 13
第4 期
No 4 .
金
属 制 品
Prdu t o cs
2 1 年 8 月 01
Au u t g s 2 1 01
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Dein o / 0 tag tl ewied a n a h n lcrc l y tm s f g LZ 8 6 0 sr ih n r r wi gm c i eee tia se i s
公司直进式调试方法
直进式拉丝机调试方法
使用SINE309及SINE311系列变频器应用于直进式拉丝机。
方案特点:针对每一个拉拔头的SINE309机器,使用全力PID方式(有I值)。主速度+PID 系统特点:保持线速度一致!!!!无论点动、联动、启动、加速、减速、停车均要求保持线速度一致。
调试特点:
1、逐级穿摸方便,由于使用大幅度的PID进行调制,使得在最初穿摸时,各个转轮的机械
传动比及压缩绿不是很准的情况下,仍能保证穿摸顺利,不断线!!
2、线形PID变化,在穿摸时使用大力的PID调节,而在正常生产的过程中,则根据速度的
变化使得PID的调节范围也随之线性同步变化。保证在不同的速度时有与之对于PID调节量来满足速度变化。
3、●不需加滑差补偿(保证给定速度与输出速度一致);
●不加停车直流制动(保证在停车时不会因停车直流制动频率不同而造成停车时间不一
致引起断线)
●加大低频力矩(确保点动穿模及正常启动时能迅速、同时;防止因出力不足引起导致
各塔轮不能同时启动,造成断线。)
4、调试方法:
1)使用任意转矩提升(F0.24=35;通过调整F4.01—F4.08的值,提升低频力矩。
2)设置下限频率(F0.27)保证在启动及联动时能迅速达到设定频率。保证启动同步
3)速度给定系数K的确定:由于各个塔轮之间的电机、机械传动比都有不同,要保证整个系统正常工作时线速度一致必须要求有比较准确的K值。
3-1)K值确定方法:
a、现场调试法,先用全力的PID进行调节穿模,之后按照此参数低速运行,此时根据最后一台主机(SINE311)的速度(K=100%)的当前频率,分别记录之前的所有机器的时时频率,并记录此时相应的K值。将所有计算出的K值输入到每台对应的变频器中。再次开机运行至高一点频率,再次重复计算K值并重新输入。这样反复几次直到K值稳定。
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时间:2002年10月报告人员:朱健
前 言
在金属制品行业中,直进式拉丝机是一种重要的机械设备,以其拉拔效率高、 工艺性能好、磨耗小等优点而得以广泛应用。在电气传动方面,由于拔丝工艺要求拉丝机启动平稳,能无级调速,低速时启动力矩大,过去一直采用直流拖动。但直流电机拖动由于生产环境十分恶劣,使电机整流子磨损严重、维护困难、故障率高,因此,近年来直流电机拖动已被交流变频调速拖动所代替。在电气控制部分,由于拉丝机是一种多台联动拖动系统,各机台在启动、停车以及运行过程中同步的问题也是不可忽略的;在拉拔过程中,由于钢丝抗拉强度、拉模的磨损等因素会造成电机力矩的变化,从而影响电机转速的波动,需要自动调整转速,以保证每个转筒之间的金属丝秒流量相等,实现正常拉拔。
一、设备概况
本设备设计使用的原料:冷拔钢丝2.00 ~ 3.50mm ,产品:0.5 ~ 1.50mm 。本设备设计使用放线架一个、八个卷筒(机台)、七个张力辊、一个收线机组、及九个防护罩。卷筒采用风冷和水冷,拉模采用水冷并前置润滑粉,在1#拉模和6#拉模处使用旋转模。收线机组包括收线机和收线张力架。在8#卷筒后设有纵矫直器、横矫直器和计米器,在收线机前也设有纵、横矫直器。2# ~ 7#机台都设有跳头装置。放线机采用从动方式工作,收线机通过张力架控制转速。在进行拉拔时,钢丝坯通过1#拉模到1#卷筒,经1#张力辊,穿过2#模到2#卷筒,这样顺序穿丝,至到收线机。如有跳头,则在相应的机台使用跳头装置。拉模的冷却水采用低进高出的方式,水的流量通过阀门的开度调节。卷筒的冷却水由手动阀控制,冷却风机提供固定的冷却风。放线处设有乱丝和放线尽的检测装置,机台上设有断丝报警装置。张力辊的张力通过气压调节大小。
二、电气设备
本系统设计使用西门子TP270-10的作为人机界面,S7-300的PLC作为中央控制器,丹佛斯的VLT5000系列变频器作为传动装置。人机界面和PLC之间采用西门子的MPI网络联接方式,PLC和变频器之间采用RS485通讯进行数据交换。反馈信号由张力辊的张力大小提供。在设计本系统时考虑到如下几点:
1.由于在钢丝冷拔过程中,考虑到产品的质量和系统的要求,选用了丹佛斯VLT5000系列的变频器。丹佛斯为VLT5000系列开发了内置的张力控制选件,它可以提供带前馈功能的高级PID过程控制。从整卷到芯的拆卷过程或反过来的卷绕过程,由于带前馈功能的高级PID控制器的作用,可获得稳定的张力。即使在拼接(换卷)和紧急停车时,由于张力反馈补偿了系统有惯性,仍具有稳定的张力。由于零点位置是可调节的,所以调节辊位置可任意设定。由于D增益极限,PID低通滤波器和PID调节范围调整,降低了调节辊的摆动幅度。由于可标定的P增益,能够适应不同应用的调节辊反馈。
张力控制系统设计成带前馈功能的PID控制器,线速度给定信号是可标定的,并且可选择它是正向还是反向。给PID控制器的反馈信号是可标定的,其极性亦是可选择的。PID调节器允许限制D增益,PID调节器的低通滤波器使反馈的振动得以衰减。在达到输出频率极限时,PID的抗超界功能将冻结积分器。PID的限位功能使得当频率超出限位范围时,关闭PID调节器。比例增益范围使P增益依赖于当前的线速度。这些特征在具有多个调节辊的串联系统中,以振动衰减是相当有用的。
正因为VLT5000变频器拥有这些功能,故在系统设计过程决定使用它。在拉拔过程中,就很好的解决了在启动和停车时经常断丝的现象,甚至在大多数快停(2秒内停车)的情况下,也能很好的保证钢丝不被拉断。通过速度微调,可以有效的克服诸多外界的干扰因素使得转筒间的金属流量相等、速度平稳,不仅提高了产品的质量和产量,也降低了设备的维护费用和延长了设备的使用寿命。
2.在生产过程中由于原料和产品的规格不断发生变化,需要不断调整变频器的相关参数以适应其变化。为了了解生产过程中各拉模的状况,需要知道各变频器的输出功率、输出
频率和输出电流,故在系统设计过程中采用了经济实用的RS485通讯方式,完成人机界面和变频器之间的数据交换。
RS-485标准物理接口:数据的传递使用电压差信号。数据发送终端进行数据传递时,首先将数据的TTL信号转换成数据电缆上(浮地)的电压信号(电压差值为±2V - ±6V) 。数据接收终端再将电压差信号转换成TTL信号。 RS485通讯为半双工通讯方式,电缆两端必须连接终端电阻;其允许发送器驱动32个接收负载,若使用中继器,则最多可带126个从机。
3.直进式拉丝机是一种多台联动拖动系统。考虑到速度的调节方便,本系统设计8#卷筒的速度为主令速度,收线机的速度完全由张力架的张力大小决定同时跟随8#卷筒。1#~7#卷筒在“单动”位置不受张力臂控制,运转速度由各自的变频器决定,处于联动位置时,运转速度由张力臂决定,如遇跳头则由后一级的张力臂决定。在考虑同步问题时,则是通过工艺要求进行数学计算比例分配的方式解决的。例如;设拉拔直径为φ3.15→φ2.87→φ2.62→φ2.39→φ2.18→φ1.98→φ1.81→φ1.65,并设最后一台电机的转速为n,则
N7=
N 如机械传动比为12.5n7 = 12.5*N7
N6=N7如机械传动比为15.2n7 = 15.2*N6
N5=N6如机械传动比为17.5n7 = 17.5*N5
依此类推可以计算出第一台电机的转速。再加上变频器的一些特殊参数的设定和张力辊的反馈信号,就可以控制整套机组的同步工作,加上PLC的控制能实现在启动、停止以及运行过程中自动平稳的加/减速(避免了因启动、停车和运行中,由于速度的突变而引起速度的不稳定,甚至导致钢丝被拉断)。
4.SIMATIC S7-300可编程控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展;强大的通讯网络功能易于实现分布,并应用灵活;大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务。其工具软件也有着高速的指令处理、良好的人机界面、智能化的诊断功能、方便的编程手段以及多种编程方式等优点,使得整套机组的操作更为方便,自动化程度更高更好,维护更为简单;运行可靠性稳定性高。
三、运行效果
此套直进式拉丝机自开车以来,工作正常,节能效果明显。其主要技术性能如下:
1.最高拉拔速度为:14米/秒,调频范围为:0~100HZ;
2.成品直径:0.5~1.80mm;
3.变频器频率分辩率:0.001HZ;
4.快停时间2秒以内,正常停车:0.5~60秒
5.噪声:< 80分贝
根据现场调试和运行结果的情况,总结如下:
由于采用交流电机,电机的故障率减少了;由于使用变频器调速,故障停机率减少了,运行过程中的跳闸次数也减少了;由于采用变频传动,电耗明显降低了(据现场实测为36.5%);采用变频调速后,机组的启动、停车平稳,张力均匀,产品质量显著提高;由于使用了控制屏,现场操作简单,操作功能完善,使用方便,运行过程中加/减速平稳。