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邁凱諾KE300A-13變頻器在直線無擺桿拉絲機的應用

一、引言

在金屬制品行業中，直進式拉絲機是一種重要的機械設備，以其拉拔效率高、工藝性能好、磨耗小等優點而得以廣泛應用。直進式拉絲機也是很難控制的一種，由于它是多臺電機同時對金屬絲進行拉伸，可對高、中、低碳鋼絲、不銹鋼絲、銅絲、合金銅絲、鋁合金絲等進行伸線加工。

由于拔絲工藝要求拉絲機啟動平穩，能無級調速，低速時啟動力矩大，在以前通常都采用直流發電機來實現，但直流電機拖動由于生產環境十分惡劣，使電機碳刷磨損嚴重、維護困難、故障率高，因此，近年來直流電機拖動已被交流變頻調速拖動所代替。

現在隨著工藝技術的進步和變頻器的大量普及，變頻控制開始在直進式拉絲機中大量使用，并可通過PLC來實現拉拔品種設定、操作自動化、生產過程控制、實時閉環控制、自動計米等功能。大大降低了原電氣部分的成本，使直進式拉絲機已基本實現國產化，使其在國內廣泛使用。

二、直進式拉絲機的工藝要求

直線式拉絲機組工藝流程如下圖所示，較粗的鋼絲從放線機放出，經過1#拉絲模后纏繞在1#卷筒上，再依次經過2#至N#拉絲機模及卷筒，后被拉拔成較細的鋼絲卷繞再收線機的工字輪上。在兩個相鄰的卷筒之間設有張力調諧輥，用于調整兩卷筒間鋼絲的張力，保證鋼絲在拉拔時不斷絲。由于卷筒間鋼絲在拉拔時近似一條直線，故稱其為直線式拉絲機組。

直進式拉絲機是拉絲機中較難控制的一種，它是多臺電機同時對金屬絲進行拉伸，鋼絲在前一卷筒上纏繞幾圈后，經過擺桿然后進入下一拉絲模并纏繞在下一卷筒上，中間不通過任何能產生儲線效果的過線導輪，兩卷筒間金屬絲基本呈直線狀，因此對電機的同步性以及動態響應的快速性都有較高的要求。

直進式拉絲機是有多個拉拔頭組成的小型的連續生產設備，通過逐級拉拔，可以一次性地把鋼絲冷拉到所需的規格，所以工作效率比較高。但是，由于通過每一級的拉拔后，鋼絲的線徑發生了變化，所以每個拉拔頭工作線速度也應有變化。

由于機械傳動的誤差以及機械傳動的間隙，還有在起動、加速、減速、停止等動態的工作過程中，各個拉拔頭就無法保持同步，所以，我們采用在直進式拉絲機上裝上精度靈敏的位移式張力傳感器，動態測量各個拉拔頭間的鋼絲的張力，再把張力轉換成標準信號(0~20mA或0~10V)，用這個標準信號反饋給調速變頻器，變頻器用這個信號作閉環PID過程控制，在主速度上疊加上PID計算的調整量，保持各個張力檢測點的張力恒定，也就保證了直進式拉絲機工作在同步恒張力的工作狀態。

三、邁凱諾KE300A-13變頻器特點

KE300A-13軟件主要針對直進式拉絲機張力控制進行優化，已取消卷徑計算，用戶可根據工況進行單獨 PID 或主+PID 方式進行張力控制。（單獨 PID 控制僅支持收卷應用）

根據不同用戶習慣設置幾組參數宏，盡量減少用戶設置參數的工作量。

FP-01 功能參數值 9-恢復為直進式拉絲機進行參數。

（1）、運行平穩，張力臂調整幅度小。線速度可達 300-450米 / 分（根據機械性能）
（2）、由交流變頻器對交流異步電機的平滑無級變頻調速。采用開關量邏輯組合功能，操作使用靈活方便。（3）、安全自動停機功能，斷絲保護自動停機功能。瞬間停機時間可縮短至1-3秒（機械帶剎車）

（4）、各拉絲頭可獨立啟動、停止調速，各拔絲頭可自由組合使用。

（5）、傻瓜式智能模糊控制方式，跳模自動跟蹤，不需要重新輸入模具配比。

（6）、各頭設有低速點動開關，可實現正反方向點動。有正向聯動和反向聯動功能，退絲聯動功能。

（7）、無啟動沖擊電流，不會對電網造成負載電壓波動，且電流、電壓可隨時觀察。

（8）、具有過壓、欠壓、缺相、過載保護等多項功能。

（9）、短線急停不斷線功能，每拉絲頭緊急剎車功

（10）、采用模塊化設計，配置非常靈活；

四、系統控制方案

1、接線

2、主機和從機參數設置

? 自學習流程：

（1）、請按電機銘牌參數輸入下面的參數：

參數碼	功能說明	參數碼	功能說明
PP-01=1	恢復出廠設置，等5秒后，再設置下面參數。
A9-01=0	脈沖計數斷線檢測時間（斷線時間為0時斷線檢測無效）
P0-01=0	矢量控制	P1-01	電機額定功率
P1-02	電機額定電壓	P1-03	電機額定電流
P1-04	電機額定頻率	P1-05	電機額定轉速
說明	以上參數請按照電機銘牌如實設定。

（2）、如果電機和負載完全脫開，則將功能參數P1-37設置為2（電機參數全面自學習）。如果電機和負載不能脫開，則將功能參數P1-37設置為1（電機參數靜止自學習）。

當變頻器P1-37設置為“2”或“1”確定后，鍵盤面板顯示“FUNE”表示進入自學習狀態了，然后按鍵盤面板上RUN鍵，鍵盤面板上“RUN”指示燈亮，表示在自學習中（P1-37設置為“2”時電機會轉動），當鍵盤面板上“RUN”指示燈滅了，鍵盤顯示“50.00”時，表示自學習已完成。

? 變頻器參數設置

功能碼	設定值	功能
主機75KW參數設置
P0-02	1	端子控制。
P0-03	2	AI1模擬輸入。
P4-02	26	D3端子功能選擇：計數清零。
P4-03	48	D4端子功能選擇：脈沖計數到達停機
P4-06	25	HDI端子功能選：脈沖計數輸入
P5-02	8	T1繼電器輸出：脈沖計數到達設定值。
P5-03	1	T2繼電器輸出：控制從機同步啟動。
P8-08	5	脈沖計數到達停機減速時間
Pd-08	1000	設定脈沖計數值。
A9-00	10	脈沖計數斷線檢測頻率	當運行頻率大于“斷線檢測頻率”超過“斷線檢測時間”沒有檢測到脈沖時，停車，報E-13故障代碼。注：斷線時間為0時斷線檢測無效。
A9-01	10	脈沖計數斷線檢測時間
U0-12	XXXX	查看脈沖計數
從機18KW參數設置
P0-02	1	端子控制。
P0-03	2	AI1模擬輸入。
P0-04	0	0：遞增遞減掉電不保存；1：遞增遞減掉電保存。
P0-07	01	A、B頻率源疊加方式
P0-10	XX	現場最大運行頻率，以現場為準。
P0-12	XX	與P0-10一致
P0-23	0	0：遞增遞減停機不保存；1：遞增遞減停機保存。
P0-26	0	遞增遞減頻率基準：0運行頻率，1設定頻率。
P4-02	6	D3端子功能選擇：遞增頻率。
P4-03	7	D4端子功能選擇：遞減頻率。
P4-12	1	遞增遞減變化率
P4-16	XX	與P0-10一致
P5-03	1	T2繼電器輸出：控制從機同步啟動。
A9-01	0	斷線時間為0時斷線檢測無效。

3、收卷15KW參數設置

? 自學習流程：

（1）、請按電機銘牌參數輸入下面的參數：

參數碼	功能說明	參數碼	功能說明
PP-01=1	恢復出廠設置，等5秒后，再設置下面參數。
P0-01=0	矢量控制	P1-01	電機額定功率
P1-02	電機額定電壓	P1-03	電機額定電流
P1-04	電機額定頻率	P1-05	電機額定轉速
說明	以上參數請按照電機銘牌如實設定。

（2）、將功能參數P1-37設置為3（電機參數靜止全面自學習）。當變頻器P1-37設置為“3”確定后，鍵盤面板顯示“FUNE”表示進入自學習狀態了，然后按鍵盤面板上RUN鍵，鍵盤面板上“RUN”指示燈亮，表示在自學習中，當鍵盤面板上“RUN”指示燈滅了，鍵盤顯示“50.00”時，表示自學習已完成。

? 變頻器參數設置

收卷15KW參數設置
PP-02	11	調出A0參數組（轉矩控制參數組）
P0-02	1	端子控制
P0-10	100	最大輸出頻率
P0-11	0	上限頻率源選擇
P0-12	100	上限頻率
A0-00	1	設置轉矩控制
A0-01	1	采用AI1指令做為轉矩給定，采用一個多圈手調電位器做速度給定
A0-03	100	AI1給定100%對應變頻器額定轉矩100%
A0-05	100	轉矩控制正向最大頻率
A0-06	100	轉矩控制反向最大頻率
A9-15	1	收放卷選擇：1，收卷
A9-16	0	收卷模式選擇：
P8-07	1	轉矩控制頻率加速時間。	啟動加減速響應時間，數值越小，速度響應越快，可以設置為0。但加減速越快容易報過流或拉斷線。
P8-08	1	轉矩控制頻率減速時間。

五、使用效果

該套變頻器在直進式拉絲機上使用一段時間來，無論是低述，中速，還是高速，設備運行平穩，起動、停止、加速、減速平滑穩定，同步精度高，起動電流小，噪音低，已獲得了終端客戶的認可。

并且使用了KE300A-13變頻器的拉絲機調速范圍寬、穩態精度高、加減速快、操作靈活方便、可靠性高，在PID快速速度跟蹤方面表現非常出色，大大提高了拉絲機的效率完全滿足客戶的需求。在節省企業成本的同時增加了產品的產量和產品的品質。應用現場圖片如下所示：

六、結束語

隨著變頻技術的快速發展，變頻器在拉絲機上的應用也越來越廣泛。作為專業生產的邁凱諾（Micno）開發KE300A-13變頻器在拉絲機的應用，實際上很好地解決了拉絲機的電氣控制問題。其快速響應的PID功能，調速范圍寬，穩態精度高，加減速快，操作靈活方便，功能保護、可靠性高等性能得到了充分的驗證，由于接線簡單，變頻器內自帶的PID，省去了以前必須外接PID控制器的控制方式，節省了客戶成本，讓客戶更具競爭力。

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