直进式拉丝机技术
方案
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时间： 10月报告人员：朱健
前言
在金属制品行业中，直进式拉丝机是一种重要的机械设备，以其拉拔效率高、工艺性能好、磨耗小等优点而得以广泛应用。

在电气传动方面，由于拔丝工艺要求拉丝机启动平稳，能无级调速，低速时启动力矩大，过去一直采用直流拖动。

但直流电机拖动由于生产环境十分恶劣，使电机整流子磨损严重、维护困难、故障率高，因此，近年来直流电机拖动已被交流变频调速拖动所代替。

在电气控制部分，由于拉丝机是一种多台联动拖动系统，各机台在启动、停车以及运行过程中同步的问题也是不可忽略的；在拉拔过程中，由于钢丝抗拉强度、拉模的磨损等因素会造成电机力矩的变化，从而影响电机转速的波动，需要自动调整转速，以保证每个转筒之间的金属丝秒流量相等，实现正常拉拔。

一、设备概况
本设备设计使用的原料：冷拔钢丝 2.00 ~ 3.50mm，产品：0.5 ~ 1.50mm。

本设备设计使用放线架一个、八个卷筒（机台）、七个张力辊、一个收线机组、及九个防护罩。

卷筒采用风冷和水冷，拉模采用水冷并前置润滑粉，在1#拉模和6#拉模处使用旋转模。

收线机组包括收线机和收线张力架。

在8#卷筒后设有纵矫直器、横矫直器和计米器，在收线机前也设有纵、横矫直器。

2# ~ 7#机台都设有跳头装置。

放线机采用从动方式工作，收线机经过张力架控制转速。

在进行拉拔时，钢丝坯经过1#拉模到1#卷筒，经1#张力辊，穿过2#模到2#卷筒，这样顺序穿丝，至到收线机。

如有跳头，则在相应的机台使用跳头装置。

拉模的冷却水采用低进高出的方式，水的流量经过阀门的开度调节。

卷筒的冷却水由手动阀控制，冷却风机提供固定的冷却风。

放线处设有乱丝和放线尽的检测装置，机台上设有断丝报警装
置。

张力辊的张力经过气压调节大小。

二、电气设备
本系统设计使用西门子ＴＰ２７０－１０的作为人机界面，Ｓ７－３００的ＰＬＣ作为中央控制器，丹佛斯的ＶＬＴ５０００系列变频器作为传动装置。

人机界面和ＰＬＣ之间采用西门子的ＭＰＩ网络联接方式，ＰＬＣ和变频器之间采用ＲＳ４８５通讯进行数据交换。

反馈信号由张力辊的张力大小提供。

在设计本系统时考虑到如下几点：
１．由于在钢丝冷拔过程中，考虑到产品的质量和系统的要求，选用了丹佛斯ＶＬＴ５０００系列的变频器。

丹佛斯为ＶＬＴ５０００系列开发了内置的张力控制选件，它能够提供带前馈功能的高级ＰＩＤ过程控制。

从整卷到芯的拆卷过程或反过来的卷绕过程，由于带前馈功能的高级ＰＩＤ控制器的作用，可获得稳定的张力。

即使在拼接（换卷）和紧急停车时，由于张力反馈补偿了系统有惯性，仍具有稳定的张力。

由于零点位置是可调节的，因此调节辊位置可任意设定。

由于Ｄ增益极限，ＰＩＤ低通滤波器和ＰＩＤ
调节范围调整，降低了调节辊的摆动幅度。

由于可标定的Ｐ增益，能够适应不同应用的调节辊反馈。

张力控制系统设计成带前馈功能的PID 定的，而且可选择它是正向还是反向。

给PID 控制器的反馈信号是可标定的，其极性亦是可选择的。

PID 调节器允许限制D 增益，PID 调节器的低通滤波器使反馈的振动得以衰减。

在达到输出频率极限时，PID 的抗超界功能将冻结积分器。

PID 的限位功能使得当频率超出限位范围时，关闭PID 调节器。

比例增益范围使P 增益依赖于当前的线速度。

这些特征在具有多个调节辊的串联系统中，以振动衰减是相当有用的。

正因为VLT5000变频器拥有这些功能，故在系统设计过程决定使用它。