1 前言
在冶金行業(yè)拉絲機是金屬線材生產的重要設備，主要功能是將各種線材拉成所需各種規(guī)格的細絲，從工作形式上分為直進式、活套式、水箱式等。其中直進式拉絲機應當代表著最先進的生產技術設備，同時在電氣控制上也是最難控制的一種。
可以說在直進式拉絲機生產中電氣控制系統決定著產品質量和生產效率。在深圳某拉絲機設備制造廠，原來一直由河北某工程公司做的電氣控制系統，這套系統在高速運行時，出現張力不太穩(wěn)定造成容易斷線，這就直接影響了客戶的設備質量，所以該設備廠需要一套更完善的電氣系統，代替現有的電氣系統以提高其市場競爭力。下面就該設備制造廠現以四方E380拉絲機專用變頻器、LG（LS）PLC、WEINVIEW人機界面組成電氣控制系統，來說明此系統在直進式拉絲機中的應用及效果。
2 生產工藝要求
該設備由活套、放卷筒和七個拉絲卷筒組成，根據要生產線材的規(guī)格，在各道卷筒前面安裝相應的拉絲模，拉絲模由大到小，到最末一道為所要求規(guī)格的產品線徑。線材由活套經放卷筒出來后經過第一道拉絲模到第一個卷筒，從第一個卷筒再到第二個拉絲模，這樣一級一級拉下去，到最后一個為收卷筒。各卷筒之間有一個汽缸擺臂，用于位移傳感器把張力反饋到變頻器，變頻器根據反饋信號作PID閉環(huán)控制，使其各個卷筒之間張力保持恒定。工藝要求在要更換接絲模的情況下直接把模具規(guī)格輸入人機界面，變換拉絲模之后整個系統照樣能正常生產運行。工藝簡圖如下圖所示：
3 系統控制原理
直進式拉絲機在設計時每級電機與卷筒的速比不同，越后一級速比越大，同時各級拉?？讖降牟煌?，線材直徑由大到小發(fā)生變化，而每個時刻通過拉模線材的秒流量體積不變，這樣線材的的變化也會使速比發(fā)生變化。在實際生產當中生產的線材規(guī)格不同，就需更換拉絲模，這樣速比也會發(fā)生變化；在邏輯控制上，線材從放卷到1#卷筒再到最后一級的收卷是一步一步往下運行過程，在穿線時運行1#卷筒，放卷電機與1#電機爬行，線材穿到2#卷筒時，放卷、1#、2#聯動爬行。依此類推當線材穿到收卷筒時，前面所有的電機都要求可以聯動爬行。同時各個卷筒也可以單獨點動。所以針對每個卷筒要有開關來控制，包括聯動、手動、急停、腳踏點動開關；收卷筒是自行滑動的錐形卷筒，在收卷時直徑一般不會變化?；诖嗽恚?o:p>
人機界面上有系統運行及停止等邏輯開關，報警信息（任何一臺變頻器出現意外故障，整個系統停機并提示操作人員）、顯示當前生產線速度（根據收卷筒轉速和卷筒直徑通過PLC計算得出），同時設定各道拉絲模的孔徑和系統運行頻率。
PLC處理所有邏輯關系和計算。以最后一臺收卷電機運行頻率為基準，從屏上得到各道模的孔徑，再綜合機械傳動比計算出各卷筒電機的頻率?？紤]成本及四方變頻器便利的的通訊功能，各級電機的運行頻率信號無需D/A模塊輸出模擬量來控制，直接通過PLC與變頻器的485通訊口發(fā)送實時頻率。變頻器的運行及停機信號用外部端子由PLC輸出開關量來控制。
由于接絲模的變化使各級卷筒之間的速比發(fā)生變化，這樣就會影響在加減速過程中線材的張力。但四方變頻器特有的加減速時間與聯動比例存在某種對應關系，所以在停機和啟動運行過程中，無需如其它品牌變頻器一樣在加速和減速時，其當前運行頻率要運用一定的的斜