一和成变频器直进式拉丝（sī）机解决方案

一、工艺需求

1、穿模

整机启动前，须手工将原材料前端打（dǎ）磨并逐级通过模具。现（xiàn）场一般是通过脚踏开关实现电机点动低速转动，同时采用工具（jù）将丝（sī）线从模具的前端牵拉到（dào）后端，通过模具后（hòu）的丝线为了能够通过下一级模（mó）具，先要将其前端打磨或拉细（xì），后才可以通过下一级模具。在这个工艺环节里，要求电机在启动和（hé）低速运行时力矩大且稳定，运行转速稳定，而且（qiě）在（zài）减速停机时电机没有反转。

2、拉丝

手工完成穿模后就可以整机运行实现连续的拉伸了（le）。直进式拉丝机通常是（shì）由多（duō）台电机控（kòng）制，经过多个拉伸模具后一次性（xìng）把原材料拉到所需线径大小的成品（pǐn）。在这个（gè）工艺环节里，要求电机响应速度快，线材张力恒定，张力（lì）平衡杆波动小，不断丝不松丝。

3、收卷（juàn）

收卷部分由一台独立的（de）电（diàn）机驱动，经过拉伸后的成品（pǐn）需要同（tóng）步地缠绕在工字轮（lún）上。随着缠绕在（zài）工字轮上的线材越来越厚，电机转速相（xiàng）应变慢。当（dāng）收卷的厚度（dù）达到（dào）设定值（zhí）时，系统提供自动检（jiǎn）测停机功能。在整个工（gōng）艺过程中，不管是启动（dòng）加速、停机减速还是稳定恒速的情况下都要求（qiú）收（shōu）卷（juàn）电机和前端电机运行的线速（sù）度同步，不断丝（sī）不松丝，要求收卷电机调（diào）速响应快，速度控制精确。

4、排线

通常成品线材是层绕（rào）在工字轮上的，在工字轮的横轴上，线材应该一圈一圈平行紧（jǐn）密地排列。在这个工艺环节里，要求有一个（gè）排线（xiàn）装置来完成线材在横轴上端（duān）到下（xià）端往（wǎng）复的排列成品线材。排线装置来（lái）回往复的速度可以是定（dìng）速也（yě）可（kě）以（yǐ）根据收卷（juàn）电机的（de）速度来控制。根据机械（xiè）设计的（de）要求，排线的实现（xiàn）有很多种（zhǒng）方案，比如机（jī）械，变频等。

二、系统解决方案

1、急停抱闸

设备运行过程中，若出现紧急情况，要求整个设备快速停下（xià）来。该工艺过程要求停机（jī）过程结束后丝线不会（huì）被拉断，这样才可以保证下次可以顺利启动。

设备运行（háng）过程中，若设备检测出断线或者其它故障，整个设备需要马上停止工作。设备外部可（kě）提供抱闸电路，由设备输出抱闸信号控制抱闸电路工作，以（yǐ）使得机器能快速停下来。当然也可（kě）以在变频（pín）器内部增加制动电阻来控制整机快速停止。

2、系统组成

系统由N台通用变频器和一（yī）台张力专用变频器组成。

每一台通用变频器控制一台独立的电机，线材通过（guò）不（bú）同的模具（jù）逐（zhú）级拉伸。根据线材体积不变的原理，随着线材越拉越细，线材将会越变越长，这样就要求后端电机线速度要高于前端电机线速度。前一级电机的主频率来源于后一级电机，变频器可使用脉（mò）冲方式或者模（mó）拟电压方式传输当前电机（jī）运行的频率。

第N台电机以固定的频率运行，频率给定可以（yǐ）来源于通（tōng）信RS485设定，外部电位器或（huò）者（zhě）数字设定，第1~N-1台电机使用复合A B频率运行的方式，主频率来源（yuán）于后一级电机的运行频率（lǜ），辅给定都是来源于气（qì）臂平衡（héng）杆PID控制。

气臂主要用来感应线材张力（lì），通过AI信（xìn）号传入变频器，系统使用PID功能（néng）微调变（biàn）频器速度。若张力过大，变频器将适当降低（dī）频（pín）率，若张力过小（xiǎo），变频器将适当增（zēng）加频率。这样可以使得线材拉丝过程更加平稳，不会断丝松丝。

收卷电机（jī）由一台张力专用变频器控制，支持（chí）带（dài）张力摆杆的闭环（huán）调节模式和不带张力摆杆开环调节模（mó）式。

系统通过一个DI信号控制第N台（tái）电（diàn）机的运行，而前一级电机的运行信号来源于后一级电机的运（yùn）行状态，收卷电机的运行信（xìn）号（hào）也是来源于第N台电（diàn）机的运行状态。

每一台变频器都提供断线（故障）检测功能，若系统检测出断线会（huì）马上输出一个信号到抱闸电路，抱闸电路控制整机停（tíng）止运行，同（tóng）时该信号会以外部故障的状态（tài）传递给每一台变频器。断线检测（cè）的方（fāng）式有PID反馈检测和DI信号输入。

3、点动

为实现手动穿模，系统支持点动功能。用户可以通过设（shè）置点动频率(E0.00)，点动（dòng）加速时间(E0.01)和点（diǎn）动减速时间(E0.02)来（lái）实现穿（chuān）模的速度。

现场通常使用端子来控制点动，用户（hù）通过设置X端子功能为正转点动（dòng）或者反转点动即可。

点动停止的（de）方式（shì）可以通（tōng）过点动减速模式(E0.03)来控制。

4、闭环控制模式

收卷变频器接（jiē）有张力气臂平衡杆，系统可以使用张（zhāng）力控（kòng）制模式，或者是（shì）VF/矢量控制。

使（shǐ）用张力控制模式时，控制方式与之前开环张力模式类（lèi）似，只是系统多了一个PID闭环进（jìn）行张力微调，以保证线上张力更加平稳。

若使用VF/矢量控制，系统可以根据线速度恒定（dìng）原则进行卷径计算（suàn），V=f*PI*R，其中V是前端线速度，f是变（biàn）频器参考频率，R是卷盘半径。同时张力气臂平（píng）衡杆接入变（biàn）频器AI，通过PID进（jìn）行闭（bì）环微调。随着卷径的变大，而其前端的线速度稳定的情况下，变频（pín）器的参考的频（pín）率是越变越小的。

当（dāng）卷（juàn）盘（pán）的卷径到（dào）达（dá）最大卷径时，系统（tǒng）可以设置变频器停机或者继（jì）续运行。