雙變頻拉絲機(jī)的自動(dòng)換卷控制系統(tǒng)及其方法和卷徑計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于雙變頻拉絲機(jī)設(shè)備自動(dòng)換卷控制系統(tǒng)，設(shè)及金屬材料的自動(dòng)拉拔及收 卷控制系統(tǒng)及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 拉絲機(jī)是機(jī)械行業(yè)主要的加工設(shè)備之一，主要是將銅(鋼)線加工成各種規(guī)格的細(xì) 線，一般由放線、水冷、收線及排線等部分組成，其中電氣傳動(dòng)部分主要由放線電機(jī)和收線 電機(jī)及排線電機(jī)組成。隨著控制技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，變頻器、PLC與觸摸屏廣泛被用于拉 絲機(jī)設(shè)備。
[0003] 在拉絲機(jī)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，自動(dòng)換卷設(shè)及到成套整體解決方案，包括變頻器、PLC、觸摸屏 等。自動(dòng)換卷設(shè)及到卷徑計(jì)算和PID調(diào)節(jié)功能，現(xiàn)有的自動(dòng)換卷控制方法有采用化C內(nèi)嵌卷 徑計(jì)算和PID調(diào)節(jié)的控制模式來實(shí)現(xiàn)滑差控制。運(yùn)樣，對(duì)化C編程的要求較高，同時(shí)實(shí)時(shí)性和 穩(wěn)定性不如采用變頻器內(nèi)嵌卷徑計(jì)算及預(yù)驅(qū)動(dòng)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供雙變頻拉絲機(jī)的自動(dòng)換卷控 制系統(tǒng)及其方法和卷徑計(jì)算方法，其控制程序更加簡單。
[0005] 本發(fā)明解決W上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:雙變頻拉絲機(jī)的自動(dòng)換卷控制系統(tǒng)，包 括收線裝置，所述收線裝置包括第一收卷工字輪、第二收卷工字輪、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第 一收卷變頻器、第二收卷變頻器和化C控制器，所述化C控制器控制第一收卷變頻器驅(qū)動(dòng)第 一電機(jī)運(yùn)動(dòng)，第一電機(jī)帶動(dòng)第一收卷工字輪作收線運(yùn)動(dòng)，所述化C控制器控制第二收卷變頻 器驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)運(yùn)動(dòng)，第二電機(jī)帶動(dòng)第二收卷工字輪作收線運(yùn)動(dòng)，還包括預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊， 所述預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊控制第一收卷變頻器和第二收卷變頻器，所述第一收卷變頻器預(yù)驅(qū)動(dòng) 第一電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而控制第一收卷工字輪的預(yù)驅(qū)動(dòng)，所述第二收卷變頻器預(yù)驅(qū)動(dòng)第二電機(jī) 運(yùn)動(dòng)，從而控制第二收卷工字輪的預(yù)驅(qū)動(dòng)。
[0006] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述第一收卷變頻器和第 二收卷變頻器分別通過第一收卷和第二收卷變頻器控制電路控制，預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊包括第 一預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊和第二預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊，所述第一預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊和第二預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模 塊分別內(nèi)置于第一收卷變頻器控制電路和第二收卷變頻器控制電路內(nèi)，所述第一收卷變頻 器控制電路和第二收卷變頻器控制電路均包括收線運(yùn)行、預(yù)驅(qū)動(dòng)和卷徑復(fù)位端口。
[0007] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是：換盤預(yù)驅(qū)動(dòng)的變頻器輸出 頻率比滿盤驅(qū)動(dòng)的變頻器輸出頻率小于2Hz，在空盤換盤時(shí)換盤預(yù)驅(qū)動(dòng)的變頻器輸出頻率 比空盤驅(qū)動(dòng)的變頻器輸出頻率小于IHz。
[000引基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊包括 換盤減速控制模塊、預(yù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行控制模塊W及卷徑復(fù)位控制模塊，所述換盤減速控制模塊 接收化C控制器的減速換盤信號(hào)進(jìn)行換盤減速控制，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行控制模塊接收化C控制 器的預(yù)驅(qū)動(dòng)命令，進(jìn)行預(yù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行控制，所述卷徑復(fù)位控制模塊接收化C控制器的卷徑復(fù)位 命令進(jìn)行復(fù)位控制。
[0009] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:預(yù)驅(qū)動(dòng)控制過程如下:在第 一收卷工字輪收卷長度到達(dá)設(shè)定長度減換卷準(zhǔn)備長度后，開始進(jìn)行減速換盤動(dòng)作，同時(shí)，第 二收卷工字輪開始接收預(yù)驅(qū)動(dòng)命令進(jìn)行預(yù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，第一收卷工字輪換卷準(zhǔn)備長度到達(dá)設(shè) 定長度后即預(yù)驅(qū)動(dòng)命令完成，第一收卷工字輪執(zhí)行卷徑復(fù)位命令，預(yù)驅(qū)動(dòng)過程完成。
[0010] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述預(yù)驅(qū)動(dòng)具體控制過程 如下:在自動(dòng)換盤啟動(dòng)命令有效時(shí)，接收輸入換盤準(zhǔn)備信號(hào)，當(dāng)?shù)谝皇站砉ぷ州喪站黹L度到 達(dá)設(shè)定長度減換卷準(zhǔn)備長度后，控制輸出減速換盤信號(hào)，開始進(jìn)行減速換盤動(dòng)作，同時(shí)，第 二收卷工字輪開始接收預(yù)驅(qū)動(dòng)命令進(jìn)行預(yù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，換卷準(zhǔn)備長度到達(dá)后即預(yù)驅(qū)動(dòng)命令完 成，第一收卷工字輪接收卷徑復(fù)位信號(hào)執(zhí)行卷徑復(fù)位命令。
[0011] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:還包括如下控制過程:所述 控制過程通過化C控制器控制完成，在預(yù)驅(qū)動(dòng)完成后，中間口打開到口限位開關(guān)，然后排線 架從第一收卷工字輪一端向第二收卷工字輪一端移動(dòng)，直達(dá)到排線架限位開關(guān)處，排線架 上的導(dǎo)線輪移動(dòng)到排線架限位開關(guān)處;PLC控制延時(shí)一段時(shí)間控制中間口動(dòng)作，氣缸驅(qū)動(dòng)中 間口關(guān)動(dòng)作，在中間口的推動(dòng)下，閥口將絲線壓向預(yù)驅(qū)動(dòng)輪上帶捕線刀的捕線器內(nèi)側(cè)，在捕 線刀的作用下將絲線割斷，從而將線捕到空盤收卷工字輪上;捕線完成后，中間口關(guān)到口限 位開關(guān)，第一收卷工字輪開始剎車，其抱閩幾秒后松閩。
[0012] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述的卷徑計(jì)算方法是根 據(jù)變頻器綜合輸出頻率與實(shí)際卷徑的比例關(guān)系，來確定工字輪的卷徑。
[0013] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述變頻器綜合輸出頻率 由主給定頻率疊加輔助頻率構(gòu)成，通過主拉變頻器的模擬輸出斜坡頻率作為主給定頻率， 由張力反饋構(gòu)成的PID閉環(huán)輸出頻率作為輔助頻率。
[0014] 基于W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述卷徑計(jì)算公式為:根據(jù) 空盤對(duì)應(yīng)的綜合輸出頻率可W求出下一個(gè)計(jì)算周期的卷徑，其中f綜=fo+fPID，ViP= 6031 foDo，V表示線速度m/Min，i表示機(jī)械傳動(dòng)比，P表示電機(jī)極對(duì)數(shù)，Do表示空盤卷徑，時(shí)表示空 盤主頻率，扣D表示PID調(diào)節(jié)得到的輔助頻率，輪表示綜合輸出頻率。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 采用預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊，簡化了化C控制器本身的控制過程，使編程更加簡單。
[0017] 將換卷頻率控制在一定的誤差范圍之內(nèi)，有利于進(jìn)行捕線，而且保證了自動(dòng)換卷 過程平滑過渡，保持線速度同步，收卷張力恒定，W提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。廣泛應(yīng)用于銅 絲、鐵絲、合金等需要自動(dòng)換卷的拉絲機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
[0018] 采用預(yù)驅(qū)動(dòng)的方式，保證換盤平穩(wěn)不斷線。
[0019] 采用化C控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換卷，可實(shí)現(xiàn)雙變頻拉絲機(jī)收卷自動(dòng)換卷的靈活應(yīng)用，大 大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了生產(chǎn)效率。
[0020] 采用變頻器內(nèi)嵌卷徑計(jì)算方法，運(yùn)樣降低了對(duì)化C編程的要求。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)工作設(shè)備示意圖；
[0022] 圖2是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)控制回路接線圖；
[0023] 圖3是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)操作臺(tái)面板布局圖；
[0024] 圖4是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)繼電回路接線圖；
[0025] 圖5是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)化C輸入輸出回路1;
[00%]圖6是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)化C輸入輸出回路2;
[0027] 圖7是雙變頻拉絲機(jī)控制系統(tǒng)化C輸入輸出回路3。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 如圖1所示，一種雙變頻拉絲機(jī)的自動(dòng)換卷控制系統(tǒng)，包括收線裝置，所述收線裝 置包括第一收卷工字輪、第二收卷工字輪、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第一收卷變頻器、第二收卷 變頻器和化C控制器，所述化C控制器控制第一收卷變頻器驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)運(yùn)動(dòng)，第一電機(jī)帶 動(dòng)第一收卷工字輪作收線運(yùn)動(dòng)，所述化C控制器控制第二收卷變頻器驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)運(yùn)動(dòng)，第 二電機(jī)帶動(dòng)第二收卷工字輪作收線運(yùn)動(dòng)，對(duì)于預(yù)驅(qū)動(dòng)不再采用化C控制器來完成，而是采用 預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊控制第一收卷變頻器和第二收卷變頻器，所述第一 收卷變頻器預(yù)驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而控制第一收卷工字輪的預(yù)驅(qū)動(dòng)，所述第二收卷變頻 器預(yù)驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而控制第二收卷工字輪的預(yù)驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)施例中，所述第一收卷 變頻器和第二收卷變頻器分別通過第一收卷變頻器控制電路和第二收卷變頻器控制電路 控制，預(yù)驅(qū)動(dòng)控制模塊包括第