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直进式无摆杆拉丝退火一体机伺服电机控制系统解决方案
2017-11-28 10:21:00

摘要:

相比传统有摆杆的拉丝机,直进式无摆杆拉丝机没有了摆杆机构,不仅缩小了设备的体积,也很大程度上降低了设备的成本,操作者也更方便穿线。同时伺服电机的应用比普通异步电机节能效果更为明显。

关键词:直进式拉丝机  无摆杆  伺服电机 


1、前言

在金属加工行业中,直进式拉丝机是常见的一种。现在的大多数直进式拉丝机为普通异步电机有摆杆控制。现在随着节能意识的提高以及技术的进步,同步伺服电机替代异步电机已成趋势。采用伺服电机控制系统的直进式拉丝机技术先进,节能显著,调速范围广,低速扭矩大,噪声小速度稳定等优势,受到了用户的青睐。本文以安徽芜湖某厂生产黄铜丝的直进式拉丝机为例,来说明伺服电机无摆杆直进式拉丝机控制的应用过程及效果。


2、直进式无摆杆拉丝机控制系统

该直进式拉丝机是对黄铜线进行牵伸。设计的工艺要求:

1)最高拉丝速度为400m/min

2)加工品种要求为:进线8mm→出线5-3mm;

(3)金属丝与转毂之间无滑差;

(4)可以跳模运行最多跳模数5个;

(5)退火电流最大为4000A

6)出线表面光滑无划伤;

7)启停平稳紧急停车不断线。

由于是多台伺服电机同时对金属丝进行拉伸而且各转毂之间没有摆杆,这对电机的同步性以及动态响应性都有较高的要求。(图1为拉丝穿线图)


本系统共有15台伺服电机,其中拉丝部分有9台分别是45KW2台,37KW3台,30KW4台。退火部分为511KW的伺服电机。收线是18.5KW 的伺服电机。每台伺服电机都配备了相应功率的MV80的高性能伺服控制器。每个控制器上各带一个带有CAN口的PLC卡。根据需要主PLC采用MX2H-3232MR-CAN,并且扩展了2MX2H-08081MX2H-4PT模块。主PLC 通过CAN自由口协议和15个伺服驱动器进行通信。MV80伺服和PLC卡有专用高速指令。从而保证伺服电机速度的同步和动态相应的同步。(图2为通讯示意图)

放线为自由式被动放线

退火部分控制:退火方式为电流退火,电流通过测速发电机和旋钮来控制。

收线为倒立式梅花收线。

收线控制方式:张紧轮上装有电压传感器,通过PID调节收线伺服的速度,来维持张紧轮的位置。

由于该工厂的拉丝机24小时连续工作,为避免电机温度过高。拉丝伺服电机采用循环水冷的方式进行降温控制,而且每个伺服电机的内部都有热电阻进行温度检测。同时为避免减速箱温度过高,减速箱的齿轮油也采用循环供油方案。(如图3

同时该系统还有最高速度限制、电流保护、拉丝线材重量计数、长度计数、故障报警记录、伺服电机电流、温度、转速监控、乳化液烧炖液温度监控等功能。

3、结束语

本系统在系统调试完成后,进线8mm出线3mm规格的线材拉丝速度400m/min运行稳定,并且启停平稳,紧急停车不断线。通过对比测试,采样伺服电机控制的无摆杆拉丝机由于无滑差,运行平稳噪声小。并且比同样功率的异步电机拉丝机节能15%左右。本系统电气配置简练 ,有专用的逻辑算法,并且节能显著,是一个值得推广的方案。

参考文献

1:《MV系列伺服驱动器用户手册》manbetx客户端版登录

2:《MX系列可编程控制器编程手册》manbetx客户端版登录






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