ABB傳動(dòng)控制系統(tǒng)在水箱式拉絲機(jī)的應(yīng)用

時(shí)間：2022-03-03作者：廣東泓威電氣設(shè)備有限公司瀏覽：352

引言

拉絲機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼絲、制繩、預(yù)應(yīng)力鋼絲、標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品的生產(chǎn)和預(yù)加工。拉絲機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為七種類型：LT水箱式拉絲機(jī)，LW滑輪拉絲機(jī)，LS型雙卷筒式拉絲機(jī)、LH活套拉絲機(jī)，LZ直線拉絲機(jī)，LD單次拉絲機(jī)、臥式拉絲機(jī)、倒立拉絲機(jī)。LT水箱直徑范圍為0.1-1.2mm之間的工作特點(diǎn)是滑動(dòng)拉絲，多次拉絲；水箱拉絲機(jī)通過(guò)控制在線張力，使通過(guò)拉絲模具的電線從粗到細(xì)，較終獲得所需的規(guī)格；水箱拉絲機(jī)拉絲時(shí)，將拉頭放入水箱中，打開(kāi)冷卻液冷卻模具。由于水箱拉絲機(jī)對(duì)速度精度和在線張力要求較高，這是為了PLC傳動(dòng)控制系統(tǒng)要求較高。

工藝概述

水箱拉絲機(jī)是一種由多個(gè)拉頭組成的小型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備。通過(guò)逐步拉拔，將拉頭放入水箱中，最后將鋼絲拉到所需的規(guī)格。就國(guó)內(nèi)幾家主要的水箱拉絲機(jī)制造商而言，一般配備了大約20個(gè)拉頭。各級(jí)拉拔后，鋼絲線徑發(fā)生變化，各拉頭工作線速度也應(yīng)發(fā)生變化。在整個(gè)拉拔過(guò)程中，每個(gè)拉頭的拉拔速度也應(yīng)根據(jù)拉模配置的不同而變化。拉速的基準(zhǔn)是每時(shí)每刻通過(guò)拉模的鋼絲的秒流量體積保持不變，即使設(shè)置在下面πD2·v1＝πd2·v2

式中D -進(jìn)線鋼絲直徑

v1 - 進(jìn)線鋼絲的線速

d - 出線鋼絲的直徑

v2 - 出線鋼絲的線速

控制策略

水箱拉伸機(jī)各拉伸頭的工作速度基于上述公式，以確保各拉伸頭的同步運(yùn)行。由于水箱拉伸機(jī)的拉伸過(guò)程完全通過(guò)機(jī)械軸完成，這些機(jī)械軸在同一主軸下傳動(dòng)，整個(gè)拉伸系統(tǒng)依靠拉伸輪的速差和在線張力來(lái)控制同步協(xié)調(diào)。

系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

ABB 水箱拉絲機(jī)控制方案主要配置：

如圖2所示，系統(tǒng)主要由電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)組成PLC、變頻器，人機(jī)界面（HMI）組成。PLC選用ABB AC500-eCo，變頻器選用ABB ACS550、ACS510及ACS150變頻器，選擇人機(jī)界面ABB CP400系列。該系統(tǒng)采用MODBUS總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)集成控制，保證恒定張力，實(shí)現(xiàn)布線自動(dòng)補(bǔ)償，保證整個(gè)拉拔過(guò)程中鋼絲的連續(xù)穩(wěn)定性，保證鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量，人機(jī)界面操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警。水箱拉絲機(jī)主控制電路可靠穩(wěn)定ABB AC500-eCo PLC以及人機(jī)界面編程控制，通過(guò)計(jì)米傳感器檢測(cè)將拉長(zhǎng)反饋給主控制器。整機(jī)具有正?？焖偻＼嚒㈩A(yù)置速度和固定長(zhǎng)度、數(shù)字加減速、故障報(bào)警和張力自動(dòng)跟蹤等功能。可隨時(shí)啟動(dòng)停車，無(wú)斷絲現(xiàn)象，具有結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、功能齊全、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)。變頻調(diào)速控制：拉絲機(jī)的傳動(dòng)部分控制主要是為了確保接線電機(jī)能夠隨著主電機(jī)的速度和接線工字輪的直徑準(zhǔn)確增加，自動(dòng)、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整速度，使整整機(jī)系統(tǒng)的恒定張力，保證整個(gè)拉伸過(guò)程中鋼絲的連續(xù)穩(wěn)定性，達(dá)到保證鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量的目的。在運(yùn)行過(guò)程中，兩臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行速度控制精度高，動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程快，抗干擾能力強(qiáng)，張力穩(wěn)定。此外，由于 ** 鋼絲應(yīng)均勻纏繞在收線工字輪上。整個(gè)系統(tǒng)配備排線機(jī)構(gòu)，采用ABB AC500-eCo PLC以及變頻器控制減速電機(jī)的方式，根據(jù)實(shí)際使用情況，在工作過(guò)程中實(shí)時(shí)改變接線速度，確保接線工字輪上鋼絲均勻纏繞。變頻器的速度控制精度較高，因此選擇變頻調(diào)速控制ABB公司的ACS510、ACS150系列變頻器，該系列變頻器閉環(huán)速度控制方精度為：當(dāng)速度小于1500轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，控制精度小于±1. 5轉(zhuǎn)/分鐘；能完全滿足系統(tǒng)要求。

采用收線變頻器的給定ABB AC500-eCo PLC 通過(guò)變頻器本身的積分分離反饋雙計(jì)米信號(hào)PID調(diào)整功能，通過(guò)控制三個(gè)變頻器的總線，自動(dòng)跟蹤主機(jī)的速度。為了避免加工過(guò)程中的一些事故對(duì)機(jī)器和人身安全的影響，整機(jī)配備了護(hù)措施：如采用ABB AC500-eCo PLC自動(dòng)采集ABB 變頻器內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)操作可以使機(jī)器在保證產(chǎn)品質(zhì)量不受影響的前提下快速停機(jī)，從而較大限度地保證人身安全，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在線路控制方面，為了避免線路邊緣不均勻、壓絲、腰鼓等具體問(wèn)題，系統(tǒng)采用線路自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，根據(jù)線路水平不均勻，在實(shí)際工作過(guò)程中自動(dòng)計(jì)算線路直徑和實(shí)時(shí)校正，確保線路在任何時(shí)間和速度均勻繞組，可靠解決下一道工序的問(wèn)題，大大提高生產(chǎn)效率。

軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

較常見(jiàn)的是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)PLC與變頻器的組合應(yīng)用產(chǎn)生了多種應(yīng)用PLC采用控制變頻器的方法RS-485通訊方式實(shí)施控制的方案得到廣泛的應(yīng)用：因?yàn)樗垢蓴_能力強(qiáng)、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)且造價(jià)低廉。但是，RS-485通信必須解決一系列技術(shù)問(wèn)題，如數(shù)據(jù)編碼、獲取驗(yàn)證和幀、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的奇偶驗(yàn)證、加班處理和錯(cuò)誤重發(fā)等。一個(gè)簡(jiǎn)單的變頻器操作指令有時(shí)需要編寫(xiě)數(shù)十個(gè)PLC梯形圖指令可以實(shí)現(xiàn)，編程工作量大，繁瑣，讓設(shè)計(jì)師望而生畏。ABB AC500-eCo PLC控制ABB變頻器的方法使用*添加任何硬件或軟件ABB AC500-eCo PLC自帶功能塊，直接寫(xiě)6個(gè)較其簡(jiǎn)單的文章PLC梯形圖指令可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)變頻器參數(shù)的讀寫(xiě) 輸入和各種操作的監(jiān)控和控制。該方法非常簡(jiǎn)單方便，易于掌握，故障查詢處理迅速。在實(shí)際應(yīng)用中，可以實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)和給定命令，準(zhǔn)確控制系統(tǒng)。主要控制原理是：首先，根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的材料結(jié)構(gòu)和工藝要求，在人機(jī)界面上設(shè)置速度值，通過(guò)PLC在內(nèi)部操作中，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入主機(jī)變頻器，整機(jī)將按此給定的速度值運(yùn)行。在實(shí)際加工過(guò)程中，可根據(jù)需要隨時(shí)更改值，以滿足加工過(guò)程的需要。

應(yīng)用說(shuō)明

ABB AC500-eCo PLC和ABB變頻器編程調(diào)試的通用性強(qiáng)，有相關(guān)編程經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，僅需1~可掌握2天的訓(xùn)練。

ABB ACS基于同一硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的510/550系列變頻器，具有獨(dú)立風(fēng)道的散熱器，全系列內(nèi)置進(jìn)線電抗器EMC濾波器、變頻器內(nèi)部電路板均為高保護(hù)層涂層板，已廣泛應(yīng)用于金屬制品行業(yè)，并得到業(yè)主和設(shè)備廠的廣泛認(rèn)可。

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