ABB變頻器在直線拉絲機(jī)快速精確控制
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以8聯(lián)直線調(diào)諧式拉絲機(jī)為例，其工藝流程如圖1所示，主要由1個放線機(jī)、8個卷筒和一個收線機(jī)組成，絲料經(jīng)過1#拉絲模后卷繞在1#卷筒上，再依次經(jīng)2#8#拉絲模及卷筒，后由收線機(jī)將絲料卷繞在工字輪上，在每兩個卷筒之間設(shè)有調(diào)諧輪,用于調(diào)整絲料張力。
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根據(jù)經(jīng)拉絲模前后絲料體積流量相等的規(guī)律可知：
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控制策略
我們采用如圖3所示的控制方式。車速設(shè)定經(jīng)過總的積分曲線后給出，各傳動點線速度給定采用級聯(lián)結(jié)構(gòu)（速度鏈），以調(diào)諧輪位置調(diào)節(jié)器輸出與該點線速度設(shè)定值疊加后的量作為速度鏈下一級的輸入信號，即以本點變頻器的速度指令作為速度鏈下一級的輸入，圖中前后級間的速度關(guān)系也變?yōu)椋?/span>
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其中為調(diào)諧輪位置調(diào)節(jié)器輸出值所引起的線速度變化量，實際系統(tǒng)中一般將其值限定在高線速度的4%～8%范圍內(nèi)。
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采用如圖3所示的控制方式時，當(dāng)某點張力波動引起該點速度變化時，這種速度變化能通過速度鏈傳遞，使后面各級速度同步變化，因此后面各級的調(diào)諧輪位置及張力受該點速度波動的影響較小，系統(tǒng)升降速過程中絲料張力運行平穩(wěn)。
電氣傳動控制系統(tǒng)的構(gòu)成如圖4所示，系統(tǒng)主要由人機(jī)界面（HMI）、PLC、現(xiàn)場總線、變頻器等構(gòu)成，是一個基于現(xiàn)場總線的主從結(jié)構(gòu)的電氣傳動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中PLC作為現(xiàn)場總線主站，變頻器作為從站。人機(jī)界面選用ABB CP-400型觸摸屏，PLC選用ABB AC500，現(xiàn)場總線采用PROFIBUS DP，變頻器選用ABB ACS550矢量型變頻器,變頻器通信選件卡型號：RPBA-01，ACS550具有低頻大轉(zhuǎn)矩特性，同時和上位機(jī)之間也具有良好的匹配性，因此，在直線拉絲機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。18#卷筒變頻器及排線變頻器工作于速度方式，收線變頻器工作于力矩方式，并且10臺變頻器都選擇無速度傳感器矢量工作方式。
調(diào)諧輪位置信號由位移傳感器檢測，傳感器輸出0～20mA電流信號反映出調(diào)諧輪擺動的角位移量。位移傳感器輸出的電流信號由變頻器的模擬口AI1采集后通過PROFIBUS DP的過程數(shù)據(jù)通道直接傳送PLC，PLC通過PROFIBUS DP的過程數(shù)據(jù)通道將實時轉(zhuǎn)速指令傳送到18#卷筒變頻器，通過過程數(shù)據(jù)通道將收線力矩指令傳送到收線變頻器。
本系統(tǒng)中，控制信號和反饋信號均通過PROFIBUS DP傳 送，使得系統(tǒng)中信號線的使用大為減少，同時也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性能。
DP通信程序如圖5所示，DP通信采用周期通信方式，選 用PPO(Parameter/Process Data Objects)類型4，PLC通 過PPO周期性地向各臺變頻器寫控制字（CW）、給定值（REF），讀狀態(tài)字（SW）、實際值（ACT）和過程數(shù)據(jù)PZD3、PZD4。波特率采用1.5Mbit/s，1～8＃卷筒變頻器通信相關(guān)參數(shù)設(shè)置為：參數(shù)5106＝0104（設(shè)置PZD3-IN，將其用于傳送電機(jī)電流信號給PLC），參數(shù)5108＝0120（設(shè)置PZD4-IN，將其用于傳送AI1端子信號給PLC，調(diào)諧輪位移傳感器信號接AI1端子），收線變頻器通信相關(guān)參數(shù)設(shè)置為：參數(shù)5107＝3（設(shè)置PZD4-OUT，將其用于PLC向變頻器傳送力矩指令）。
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系統(tǒng)可以實現(xiàn)高車速（出線速度8米/秒）降到零速的時間為：正常停車30秒，故障停車（包括斷絲、放線斷絲、拉繩急停等）為6秒。PLC根據(jù)停車類別來確定給定積分曲線的下降斜率，實現(xiàn)不同的停車時間。但值得注意的是，在故障停車的過程中，由于降速斜率大、制動時間短，變頻器往往無法提供足夠的制動力矩，同時會出現(xiàn)變頻器直流母線過壓的情況。為避免上述情況出現(xiàn)，可以將各變頻器的直流母線并聯(lián)運行，同時增設(shè)制動斬波器及制動電阻，以吸收系統(tǒng)在降速過程中產(chǎn)生的過剩、防止變頻器過壓。
此文關(guān)鍵字：ABB變頻器 拉絲機(jī)變頻器
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