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G11变频控制在直进式拉丝机中的应用G11变频控制在直进式拉丝机中的应用
G11变频控制在直进式拉丝机中的应用
默认分类 2007-10-0311:
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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。
本系统共有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。
图一直进式拉丝机控制示意
直进式拉丝机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G11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。
之所以选择G11变频器,就在于它能轻松实现主速度跟随加PID微调的功能,而无须额外的控制板。
在本系统中参数设置如下:
主频率源X为AI2
辅助频率源Y为PID
频率源选择为主频率源X+辅助频率源Y
PID给定源为数字键盘给定
PID的设定值(该值的基准值为系统的反馈量)
PID的反馈值AI1
PID的作用方向(当反馈信号大于PID的给定时,要求变频器频率输出下降,才能达到PID平衡)
PID的P值25
FA-06=1:
PID的I值1:
PID的D值0.08
PID?
的采样周期0.1
PID的偏差极限0
由于系统的稳定在很大程度上取决于PID作用,因此对其参数的整定必须考虑周全,在低速、高速、升速和降速等情况都予以考虑。
另外在本系统中必须加入微分限幅。
图二所示为PID控制原理:
图二过程PID控制原理
3结束语
本系统在优化参数值之后,设备试机时速度600米/min非常稳定,完全解决了原来采用同步板高速度下面不稳的问题(原来只能开到300米/min)。
通过各种工况下的对比测试,和采用进口直流驱动器的拉丝机性能一样,同时设备效率为90-95%、节电率为40%左右。
而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰,成本与原来相比还有较大的降低,的确是个性价比优良的方案
无张力架的变频拉丝机
默认分类 2007-10-0311:
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这台中拉机是江苏某机械生产,在天津一铜线厂使用。
这台中拉机为双变频控制,主机采用15KW变频器,收卷采用2.2KW变频器。
该中拉机配有退火装置,没有张力架,所以收卷采用A11系列变频器,利用张力控制功能完成收卷。
系统有两台变频器构成,牵引级变频器控制牵引辊的转速,转速通过电位计调节,同时将运行频率通过模拟输出AO1输出到收线变频器,作为卷径计算的线速度信号。
收线级变频器采用闭环矢量控制,需要在收线电动机的轴上安装编码器,编码器接入A11内置的PG卡。
1、参数设定:
2、调试中出现的问题:
PG卡:
在初始安装编码器时,利用点动观察电动机电流,大于额定电流。
将A、B相颠倒,电流正常。
设备运行时,出现收线电动机运转非常缓慢的现象,观察电流,电流大于额定电流。
再次将A、B相颠倒,运转正常。
3、调试结果用户感到满意
汇川变频控制在直进式拉丝机中的应用
2009-6-199:
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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。
之所以选择汇川MD320变频器,就在于它能轻松实现主速度跟随加PID微调的功能,而无须额外的控制板。
在本系统中参数设置如下:
F0-03=2:
主频率源X为AI2
F0-04=8:
辅助频率源Y为PID
F0-07=1:
频率源选择为主频率源X+辅助频率源Y
FA-00=0:
PID给定源为数字键盘给定
FA-01=4:
PID的设定值(该值的基准值为系统的反馈量)
FA-02=0:
PID的反馈值AI1
FA-03=0:
PID的作用方向(当反馈信号大于PID的给定时,要求变频器频率输出下降,才能达到PID平衡)
FA-05=25:
PID的P值
FA-06=1:
PID的I值
FA-07=0.08:
PID的D值
FA-08=0.1:
PID?
的采样周期
FA-09=0:
PID的偏差极限
由于系统的稳定在很大程度上取决于PID作用,因此对其参数的整定必须考虑周全,在低速、高速、升速和降速等情况都予以考虑。
另外在本系统中必须加入微分限幅。
图2所示为PID控制原理:
图2过程PID控制原理
3 结束语
本系统在优化参数值之后,设备试机时速度600米/min非常稳定,完全解决了原来采用同步板高速度下面不稳的问题(原来只能开到300米/min)。
通过各种工况下的对比测试,和采用进口直流驱动器的拉丝机性能一样,同时设备效率为90-95%、节电率为40%左右。
而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰,成本与原来相比还有较大的降低,的确是个性价比优良的
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。
之所以选择汇川MD320变频器,就在于它能轻松实现主速度跟随加PID微调的功能,而无须额外的控制板。
在本系统中参数设置如下:
F0-03=2:
主频率源X为AI2
F0-04=8:
辅助频率源Y为PID
F0-07=1:
频率源选择为主频率源X+辅助频率源Y
FA-00=0:
PID给定源为数字键盘给定
FA-01=4:
PID的设定值(该值的基准值为系统的反馈量)
FA-02=0:
PID的反馈值AI1
FA-03=0:
PID的作用方向(当反馈信号大于PID的给定时,要求变频器频率输出下降,才能达到PID平衡)
FA-05=25:
PID的P值
FA-06=1:
PID的I值
FA-07=0.08:
PID的D值
FA-08=0.1:
PID?
的采样周期
FA-09=0:
PID的偏差极限
由于系统的稳定在很大程度上取决于PID作用,因此对其参数的整定必须考虑周全,在低速、高速、升速和降速等情况都予以考虑。
另外在本系统中必须加入微分限幅。
图2所示为PID控制原理:
图2过程PID控制原理
3 结束语
本系统在优化参数值之后,设备试机时速度600米/min非常稳定,完全解决了原来采用同步板高速度下面不稳的问题(原来只能开到300米/min)。
通过各种工况下的对比测试,和采用进口直流驱动器的拉丝机性能一样,同时设备效率为90-95%、节电率为40%左右。
而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰,成本与原来相比还有较大的降低,的确是个性价比优良的方案。
汇川变频控制在直进式拉丝机中的应用
2009-6-199:
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摘 要 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。
本系统共有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。
图1直进式拉丝机控制示意
直进式拉丝机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汇川MD320变频器内部实现,不依赖外部控制。
汇川变频器在数控车床上的应用
2009-6-188:
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1数控车床的功能需求
控制方式选择用开环矢量控制。
需要端子控制作为命令源,二线式端子控制:
一个正转命令FWD(DI1输入),一个反转命令REV(DI2输入)。
频率源为模拟量设定(电脑控制板输出0~10VDC),只需要从AI1口输入频率指令即可。
能保证在300r/min速度下正常切削工作,低速力矩要求比较大。
加速和减速时间根据客户自身需求,一般在2~3s,需要带制动单元的变频器。
需要故障信号输出信号和故障复位信号(DI3输入)。
穗特机械目前7.5kW用的三菱E540,5.5kW以下用惠丰,台达的刚用B系列的试机了一套效果也还可以。
这次主要试机的是5.5kW和3.0kW的设备,变频器用MD300机床非标机器。
2主要的参数和性能指标:
1)3.0kW数控车床
电动机参数:
额定功率:
3.0kW,额定频率:
50Hz,额定电压:
380V,额定电流:
7.8A,额定转速:
970r/min
机械传动比:
1:
1.5
加工材料:
45#钢
实际测试性能指标:
主轴转速:
200r/min(变频器运行频率15Hz左右),进刀速度:
50mm/min,单边进刀量:
2.5mm,运行的效果很好,实际的进刀速度和单边进刀量还可以加大。
2)5.5kW数控车床
电动机参数:
额定功率:
5.5kW,额定频率:
50Hz,额定电压:
380V,额定电流:
13A,额定转速:
1400r/min
机械传动比:
1:
1.5
加工材料:
45#钢
实际测试性能指标:
主轴转速:
200r/min(变频器运行频率9~10Hz),进刀速度:
60mm/min,单边进刀量:
2mm;主轴转速:
450r/min(变频器运行频率22Hz左右),进刀速度:
60mm/min,单边进刀量:
4mm,运行的效果很好,实际的进刀速度和单边进刀量还可以加大。
两种机器试机的效果总体比惠丰、台达的都要好。
3调试参数:
F0-000:
矢量控制
F0-011:
端子命令通道
F0-023:
AI1
F0-05加速时间:
2.0~3.0s
F0-06减速时间:
2.0~3.0s
F0-09DI1端子功能:
1,正转
F0-10DI2端子功能:
2,反转
F6-00最大频率:
100.00Hz
F6-01上限频率:
100.00Hz
F6-03载波频率:
10.0kHz
F1组(电机参数),根据电机铭牌输入,进行完整调谐。
F2矢量参数为出厂默认值即可。
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汇川MD320变频器在拉丝机中的应用
摘 要 在拉丝机控制中采用MD320变频器具有配置简练、逻辑清晰、控制稳定、调试方便的特点。
关键词 拉丝机 同步 变频器
1 前言
拉丝机属于线缆行业的一种常用设备,按结构形状可分为水箱式拉丝机、倒立式拉丝机、直径式拉丝机等。
按出线直径可分为:
1.大拉机(进线直径:
8mm ,出线直径:
3~1.3mm);2.中拉机(进线直径:
3~1.8 mm, 出线直径:
1~0.3mm);小(细)拉机(进线直径:
1~0.2mm,出线直径:
0.3~0.06mm);微拉机(进线直径:
0.12~0.06mm,出线直径:
0.06~0.01mm)。
粗线通过模具经过多道拉细处理, 模具有很多种,常见的有以下几种:
圆形拉丝模、螺旋模、聚晶模等。
本文以某厂家在中拉机中的应用为例,来说明MD320变频器控制的应用过程及效果。
2 拉丝机双变频控制系统
拉丝机变频控制系统目前用的最多的是双变频系统,其中一台作为主拉,另一台作收线控制;小(细)拉机目前还有单变频控制系统。
以下详细介绍MD320变频器在该厂的应用情况。
2.1系统配置:
主拉为37kW/MD320,收线采用11kW/MD320。
2.2工艺要求:
(1)最高收线速度1200m/min;
主拉和收线变频器的最大运行频率可以通过工艺要求的最高收线速度计算出来,主拉传动轮直径为280mm,收卷筒的初始直径为280mm,最终直径为560mm。
初始卷绕时卷筒直径最小,转速要求最高:
1200m/min,从而可以推导出收线变频器的最高输出频率为45.4Hz。
由此可以设0.88m/r 定收线变频器的最大频率为50Hz,以保证其最高收线速度≥1200m/min。
主拉变频器的最大频率根据传动比计算出为75Hz(收线的卷筒直径取中间值420mm);上限频率为45.4Hz(保证最大为1200m/min),调试基本上设定50Hz。
(2)加工品种:
2.8mm → 1.2mm,2.5mm → 1.0mm,2.0mm → 0.8mm。
(3)运行全过程中张力摆杆稳定。
2.3控制原理:
主拉变频器实际上只作一个简单的调速,做为收线速度基准。
收线变频器根据张力摆杆反馈的信号进行PID微调控制运行频率,保证其收线速度恒定,从某种意义上讲也保证了起收线的张力恒定。
2.4调试说明:
在调试时,首先将主拉和收卷变频器的开环矢量方式调试正常。
根据工艺要求的最大线速度计算出收卷变频器所需要的最大运行频率,然后根据实际的传动比对应好主拉的最大频率,保证前后级的线速度差不是很大。
从而根据摆杆电位器反馈值做PID调节控制收卷变频器时,可以很好的控制前后级的线速度同步。
另外,主拉变频器的加减速时间尽可能的长(一般在40~60s),可以平稳的进行加减速。
参数配置情况:
主拉变频器(MD320,37kW):
F0-01:
0 (无速度传感器矢量控制)
F0-02:
1 (端子命令)
F0-03:
2 (AI1输入)
F0-10:
75Hz (最大频率)
F0-12:
50Hz (上限频率)
F0-17:
60s (加速时间)
F0-18:
60s (减速时间)
F4-00:
1 (正转 ?
?
DI1)
F4-01:
4 (正转点动 ?
?
DI2)
F4-02:
8 (自由停车 ?
?
DI3)
F4-03:
9 (故障复位 ?
?
DI4)
F5-02:
2 (故障输出 ?
?
RELAY1)
F5-04:
3 (FDT检测到达 ?
?
DO1)
F8-00:
5Hz (点动频率)
F8-01:
3s (加速时间)
F8-02:
3s (减速时间)
F8-19:
2Hz (FDT电平,频率检测值)
F8-20:
5% (FDT滞后)
收卷变频器(MD320,11kW):
F0-01:
0 (无速度传感器矢量控制)
F0-02:
1 (端子命令)
F0-03:
2 (AI1输入)
F0-04:
8 (PID输入)
F0-07:
1 (X频率源+Y频率源)
F0-10:
50Hz (最大频率)
F0-12:
50Hz (上限频率)
F0-17:
0.1s (加速时间)
F0-18:
0.1s (减速时间)
F2-00:
60 (速度环P1)
F2-01:
0.35s (速度环I1)
F2-00:
60 (速度环P2)
F2-01:
0.60s (速度环I2)
F4-00:
1 (正转 ?
?
DI1)
F4-01:
8 (自由停车 ?
?
DI2)
F4-02:
9 (故障复位 ?
?
DI3)
F4-17:
0.01s (AI1滤波时间)
F4-18:
2.0V (张力摆杆下限位反馈电压值)
F4-20:
8.0V (张力摆杆上限位反馈电压值)
F4-22:
0.01s (AI2滤波时间)
F5-02:
2 (故障输出 ?
?
RELAY1)
F8-13:
1 (禁止反转)
FA-00:
0 (FA-01给定)
FA-01:
50% (PID给定值)
FA-02:
1 (PID反馈源?
AI2)
FA-03:
0 (PID作用?
正作用)
FA-05:
10 (比例增益P)
FA-06:
1.5s (积分时间I)
FA-07:
0.100s (微分时间D)
FA-08:
0.01s (采样周期Ts)
以下4个参数可根据实际情况而定,用做断线检测功能:
F4-03:
26 (计数器复位 ——DI4)
F4-04:
25 (计数器输入 ——DI5)
F5-04:
9 (指定计数到达 ——DO1)
FB-09:
1 (指定计数值)
控制原理图:
3结束语
应用汇川MD320变频器取代原来PID调节板+变频器的控制方式,可以降低成本、控制稳定而且调试方便,在拉丝机行业,汇川变频器一定会有广阔的天空。
正弦变频器在直进式拉丝机中的运用-行业新闻-中国电机网
北极星专题 2009-09-2815:
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】工作原理:
平版式胶印机是采用各种规格的纸张进行间接印刷。
先将需要印刷的图文资料制成胶片底版,再转印到感光的PS金属板上,需要印刷的图文易于粘上油墨,而其他部分粘水而不着墨,PS板装在胶印机的辊简上,其粘上的油墨转印到另一滚筒上的橡皮布上,由橡皮布转印在纸张上。
这种间接印刷利用橡皮布的高弹性,能以较小的滚筒压力印出结实的印记,即使极细的印记也能如实地再现于
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- G11变频控制在直进式拉丝机中的应用 G11 变频 控制 直进式 拉丝 中的 应用