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一． 引言
近年來，隨著國內機械加工能力的提高，以及自動化控制技術的發(fā)展，直進式拉絲機已基本實現(xiàn)國產化。在江陰、靖江等地的幾家拉絲機生產廠，都已生產出交流變頻同步調速的直進式拉絲機。，有的應用了進口的變頻器，如：Danfoss、ABB、以，有的也應用了國產的變頻器，如：西為等。
這個應用案例就是西為KHF系列的變頻器在江陰生產的直進式拉絲機上的配套案例。
二. 直進式拉絲機工作原理簡介在這些設備上
直進式拉絲機是有多個拉拔頭組成的小型的連續(xù)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(guī)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(fā)生了變化，所以每個拉拔頭工作線速度也應有變化。
根據(jù)拉模配置的不同，各個拉拔頭的拉拔速度也要變化。拉拔速度的基準是每個時刻通過拉模的鋼絲的秒流量體積不變，即使以下公式成立：
πR2×V1= πr2×V2
其中 R：進線鋼絲的直徑
V1：進線鋼絲的線速度
r： 出線鋼絲的直徑
V2：出線鋼絲的線速度
直進式拉絲機的各個拉拔頭的工作速度就是基于以上的公式，保證各個拉拔頭同步運行。但是，以上的說明是基于理想狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)工作過程，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(tài)的工作過程中，各個拉拔頭就無法保持同步，所以，現(xiàn)在大多數(shù)的直進式拉絲機上都有張力傳感器，動態(tài)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(huán)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(tài)。
根據(jù)以上的說明，直進式拉絲機對變頻器的性能提出較高的要求。變頻器應具有以下的性能。
1，低頻起動力矩大，過載能力強，速度精度高
2，有內置PID功能，PID的參數(shù)豐富
3，動態(tài)響應快
所以，我們選用了KHF系列高性能電流矢量變頻器作為直進式拉絲機的驅動裝置，該變頻器在實際使用中也完全滿足了拉絲機的要求，響應快，起動力矩大，過載能力強，在矢量控制時速度控制精度達到0.2%(無PG)，有內置PID，PID參數(shù)豐富，包括PID增益、限幅、偏置等等。
三.配置及說明
變頻器—西為KFH系列矢量變頻器，內置PID，傳感器，0～10V，或4～20mA。觸摸屏與PLC通過MPI總線連接，PLC與變頻器之間通過Profibus現(xiàn)場總線連接，組成高速的現(xiàn)場總線網絡，數(shù)據(jù)的傳輸速率達到1.5M，極大地提高了變頻器的響應速度，提高了同步精度，基本上做到了正常工作時不斷絲。這對提高工作效率非常有效。
系統(tǒng)的領航速度是由最后一臺拉拔變頻器決定的，再根據(jù)每道拉模的壓縮比與減速比，計算其它每個機臺的主給定速度，由于機械上的誤差和拉模的磨損，使得給定的參數(shù)與實際的數(shù)值有一定的差異，這個差異就通過張力臂來糾正。事實上，張力臂下面連接著一只位置傳感器，該傳感器測量出張力臂的轉動角度，輸出一個0～10V的模擬量信號給變頻器，變頻器再根據(jù)設定的位置值（一個相對與10V的百分比值），經過PID計算，在輸出頻率上疊加上一個糾偏量，消除上述的差異。
系統(tǒng)中，觸模屏作為人機界面，起著人機接口的作用，每道拉模的壓縮比，就是通過觸模屏輸入的，并且，觸模屏還能存儲若干套不同的拉模參數(shù)，方便用戶快速選擇成套拉模參數(shù)，而不必每次都要輸入參數(shù)，方便了用戶，提高了效率。觸模屏還顯示工作中各道拉模的實際工作參數(shù)，包括電壓、電流、速度等等，在系統(tǒng)出現(xiàn)報警時，觸模屏上及時顯示系統(tǒng)故障的內容，方便用戶及時診斷，排除一些簡單的故障。
PLC是整個系統(tǒng)的控制中心，控制著整個系統(tǒng)的工作流程。通過按鈕的操作，控制每個機臺的前聯(lián)動、后聯(lián)動、點動及整個系統(tǒng)點動、自動運行。根據(jù)觸模屏輸入的拉模壓縮比參數(shù)，計算每個機臺的同步速度，并通過Profibus總線傳輸給變頻器，由變頻器直接驅動機臺電機工作。PLC還通過Profibus總線，從變頻器中讀取變頻器的工作參數(shù)，對變頻器的各種工作異常作出處理，并及時通過觸模屏顯示。
四.結語
該變頻器在直進式拉絲機上使用一段時間來，客戶反映設備運行平穩(wěn)，起動、停止、加速、減速平滑穩(wěn)定，同步精度高，起動電流小，噪音低，已獲得了最終使用客戶的廣泛認可。
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