PLC控制的變頻調(diào)速直線式拉絲機(jī)電控系統(tǒng)（已停產(chǎn)）

該機(jī)使用PLC承擔(dān)控制，變頻調(diào)速器和異步交流電機(jī)為被控對(duì)象，交流變頻調(diào)速器在PLC控制下可對(duì)異步交流電機(jī)進(jìn)行平滑無(wú)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了拉絲機(jī)工作過(guò)程中的多種動(dòng)作與動(dòng)能，利用感應(yīng)式傳感器檢測(cè)各路拉絲過(guò)程中的張力大小，與各路調(diào)速信號(hào)疊加用于自動(dòng)控制變頻器的輸出頻率，用此種方法生產(chǎn)的PLC直線式拉絲機(jī)電控系統(tǒng)。
采用PLC工業(yè)可編程控制器實(shí)現(xiàn)各種開(kāi)并邏輯組合，操作使用靈活、方便。
具有斷絲保護(hù)，自動(dòng)停機(jī)功能。
各拉絲頭可啟動(dòng)、停止、調(diào)速、也可同時(shí)啟動(dòng)和停止。
在運(yùn)行中可調(diào)節(jié)整機(jī)轉(zhuǎn)速升和降，并在要時(shí)可單獨(dú)微調(diào)各頭速度，使之與整機(jī)相匹配。
各頭都有過(guò)載自動(dòng)停機(jī)保護(hù)，無(wú)啟動(dòng)沖擊電流，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)載電壓波動(dòng)，且電流、電壓可隨時(shí)觀察。

利用感應(yīng)式傳感器檢測(cè)各路拉絲過(guò)程中的張力大小，與各路調(diào)速信號(hào)疊加用于自動(dòng)控制變頻器的輸出頻率，用此種方法生產(chǎn)的 PLC 自線式拉絲機(jī)電控系統(tǒng)：

工作原理 :

本直線式拉絲機(jī)是利用傳統(tǒng)的集線式拉絲機(jī)作為改造對(duì)象，在各拉絲模前安裝了感應(yīng)式張力檢測(cè)裝置，配合汽缸的動(dòng)作來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

本文以 6/400 直線式拉絲機(jī)為例對(duì)該機(jī)控制原理加以闡述。 6/400 直拉式變頻調(diào)速直動(dòng)控制系統(tǒng)。其中 PLC 采用日本三菱公司的小型機(jī)做為控制系統(tǒng)核心，用 6 臺(tái)變頻器分別控制 6 臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，將感應(yīng)式傳感器用于 5 個(gè)卷筒拉拔絲的張力涉取裝置。

在分析了拉絲機(jī)工藝的基礎(chǔ)上，著中考慮了以下幾個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)的影響：

1. 影響拉拔關(guān)系的因素很多，有工藝上的，也有電氣上的，由于磨損，模具的出口直徑會(huì)隨時(shí)間而變大，拉拔卷筒上也可能出現(xiàn)凹槽磨損，這就意味著拉拔力和拉拔關(guān)系的變化。

2. 拉絲機(jī)啟動(dòng)時(shí)，拉拔力較大，隨著速度的逐漸增加拉拔力迅速減小，在達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速后，拉拔力便只有微小增加。

3. 原料進(jìn)絲時(shí)，本身會(huì)有一些問(wèn)題，表面處理不全等，這些都將影響拉絲機(jī)的穩(wěn)定性。

4. 電機(jī)的轉(zhuǎn)差率會(huì)由于負(fù)載的變化而變化。

5. 拉絲過(guò)程中重要的被控量是絲的張力，而斷絲和積線是張力變化的兩種情況，所以只要保證張力在某一范圍內(nèi)變化，就可保證拉絲機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

為保證拉拔過(guò)程中不出現(xiàn)脫套 . 斷絲現(xiàn)象，對(duì)相鄰兩卷筒間要做以下分析，見(jiàn)圖二。

考慮主動(dòng)卷筒 1 帶動(dòng)被動(dòng)卷筒 2 運(yùn)行，假設(shè)要使兩筒之間配工作，一是要減小動(dòng)電機(jī)頻率給定值。二是增加被動(dòng)電機(jī)頻率給定值，才能使兩卷筒達(dá)到平衡點(diǎn)，這個(gè)平衡點(diǎn)是在 F2 與 F1 之間的某個(gè)范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)平衡下工作的。那么我們就可以得出下面的基本控制方案：即實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)各張力的參數(shù)，由各處理器對(duì)兩參數(shù)處了理后，去實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地控制變頻器的參數(shù)，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

在具體實(shí)施方案的過(guò)程中，首先要測(cè)得張力的值，在不考慮卷筒的磨損時(shí)，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩和張力成線性比例關(guān)系。

當(dāng)我們有傳感器測(cè)得張力后，可與調(diào)速基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，調(diào)校出佳張力參比量，張力參比量過(guò)大工作不穩(wěn)定，參比量過(guò)小，容易斷絲，那么由處理器對(duì)張力信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)處理后，便可對(duì)變頻器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)速。

從調(diào)試結(jié)果看，我們的方案是正確的，系統(tǒng)能夠運(yùn)行在一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，而對(duì)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化使整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障少，參比量與基準(zhǔn)量的閉環(huán)處理是保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

三、操作方法 :

1•  各調(diào)速鈕基本定好位后，（頻率設(shè)定）用總調(diào)速鈕將 1 號(hào)筒頻率下調(diào)至 6HZ.

2•  把各路打向手動(dòng)狀態(tài)。

3•  把各路設(shè)定為點(diǎn)動(dòng)。

4•  從壹頭開(kāi)始點(diǎn)動(dòng)上絲，當(dāng)壹筒上絲 10 ～ 12 圈時(shí)，停機(jī)從壹筒下絲 3 ～ 4 圈 , 去給貳筒上絲，注意貳筒上絲時(shí)要把絲拉緊，不要在松絲狀態(tài)下點(diǎn)動(dòng)貳路。（因點(diǎn)動(dòng)貳筒上絲時(shí)壹筒同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)），上絲 10 ～ 12 圈時(shí)停機(jī)，按以上方法給三筒點(diǎn)動(dòng)上絲。筒七上絲量要夠給收絲機(jī)掛絲剩十圈。

5•  各筒點(diǎn)動(dòng)上絲完成后，把各路點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。

6•  把總調(diào)速旋鈕設(shè)置在 3 ～ 5HZ 左右，手動(dòng)與自動(dòng)總開(kāi)關(guān)設(shè)在手動(dòng)狀態(tài)。

7•  將收絲機(jī)開(kāi)啟，給收絲機(jī)掛上絲，調(diào)試收絲機(jī)使之在預(yù)拉緊狀態(tài)。

8•  按第七路啟動(dòng)鍵，這時(shí)整機(jī)全部慢啟動(dòng)，至 3 ～ 5HZ ，觀察各路張力大小，應(yīng)在 200 ～ 400 之間，如有超范圍時(shí)，細(xì)調(diào)各路手動(dòng)微調(diào)電位器至要求數(shù)值。然后調(diào)總調(diào)速電位器使各路 HZ 上升 5HZ 左右，再觀察細(xì)調(diào)各路張力，再提總速 5HZ 左右，再觀察各路張力，細(xì)調(diào)各路張力后，再總提速 5HZ 左右，依次類(lèi)推，至到某一路升至 48HZ 左右即停（緩速狀態(tài)）

9•  在滿速穩(wěn)定工作狀態(tài)下，調(diào)整速電位器使之依次下降 5HZ ，觀察張力變化，直至停機(jī)。

四、功能與性能指標(biāo)

功能：

1• 在 PLC 控制下，實(shí)現(xiàn)由交流變頻器對(duì)交流異步電機(jī)的平滑無(wú)變頻調(diào)速。

2• 采用 PLC 工業(yè)可編程控制器實(shí)現(xiàn)各種開(kāi)關(guān)量邏輯組合，改變程序便可變更邏輯功能。

3• 具備自動(dòng)停機(jī)功能。

4• 斷 2 絲保護(hù) . 自動(dòng)停機(jī)。

5• 各拉絲頭可啟動(dòng) . 停止 . 調(diào)速。

6• 低速軟啟動(dòng)。啟動(dòng)速度與時(shí)間可調(diào)。

7• 各頭設(shè)有低速點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)。

8• 整機(jī)有聯(lián)動(dòng)功能，可同時(shí)啟動(dòng)和停止。

9• 設(shè)備控制收線機(jī)接口 . 收線機(jī)與尾頭同步工作，也可單獨(dú)開(kāi)啟。

10•在運(yùn)行中可調(diào)節(jié)整機(jī)轉(zhuǎn)速升和降。并在要時(shí)，可單獨(dú)微調(diào)各頭速度，使之與整機(jī)速度相匹配。該過(guò)程可重復(fù)進(jìn)行，每次調(diào)節(jié)后速度狀態(tài)便被記憶。

11•拉絲記具備單控與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能。

12•整記運(yùn)轉(zhuǎn)中，某頭轉(zhuǎn)換為點(diǎn)動(dòng)操作狀態(tài)時(shí)，都可使整機(jī)停車(chē)。

13•各頭電機(jī)都另配有風(fēng)扇，以防主電機(jī)低速時(shí)升溫過(guò)高。

14•各頭都有過(guò)載自動(dòng)停機(jī)保護(hù)，該功能有變頻器參數(shù)設(shè)定完成。

15•操作臺(tái)裝有與變頻器相對(duì)應(yīng)的各頭電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指示儀表，使調(diào)頻自觀，操作方便。

16•無(wú)啟動(dòng)沖擊電流，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)載電壓波動(dòng)。且電流 . 電壓可隨時(shí)觀察。

17•在恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)（大于 50HZ/S ）高工作頻率達(dá) 60HZ/S 。

性能：

1•進(jìn)線直徑 2.2 ， 出線直徑小 0.8

2•出線速度可達(dá) 600 米 / 分

3•穩(wěn)定性 ≤ 1HZ