ｎ級拉伸共用一臺11KW電機(jī)拖動，拉伸力來源于拉伸輪與銅線的摩擦力，摩擦力的大小與銅線的張緊程度有關(guān)，整個(gè)拉伸系統(tǒng)各級之間依靠拉伸輪的轉(zhuǎn)速差別和線上張力傳遞來控制同步協(xié)調(diào)工作。工作時(shí)需用冷卻油進(jìn)行散熱。 繞圈部分用一臺3.7KW電機(jī)拖動，需要保持第ｎ級拉伸到繞筒之間線上張力恒定，若這一段張力波動，則第ｎ級拉伸輪上的摩擦力就會波動，依此類推，整個(gè)拉伸系統(tǒng)就處于波動狀態(tài)，拉出的銅絲質(zhì)量會變差，甚至由于打滑將銅絲磨斷。
2.系統(tǒng)控制要求：
11KW主驅(qū)動用通用變頻器模擬給定速度的方式，很簡單無特殊要求；卷繞部分用3.7KW電機(jī)驅(qū)動，要求線上張力恒定，張力擺桿保持在恒定位置，我們試的就是這一部分。
3.控制難點(diǎn)：
末級銅線極細(xì)，極易拉斷，卷滿銅線的卷筒很重，轉(zhuǎn)動慣量很大。 既要快速跟蹤主驅(qū)動的速度變化，又要調(diào)節(jié)線上張力恒定，還不能有過大的抖動，同時(shí)卷徑的變化對輸出頻率與線速度的比例關(guān)系。
4.控制方案：采用頻率復(fù)合給定的方式
F=F1×（D0/D）+ΔF
F為輸出頻率；F1為主設(shè)定頻率，利用主驅(qū)動變頻器的模擬輸出按空卷時(shí)對應(yīng)的比例取得；D0為空筒卷徑D為實(shí)際卷徑；ΔF為過程PID的輸出量，由變頻器內(nèi)置PID實(shí)現(xiàn)，反饋信號為張力擺桿的輸出。
5.結(jié)果：
加減速過程和恒速運(yùn)行都能保持穩(wěn)定的張力，空卷起動運(yùn)行、滿卷起動都沒問題， 最高線速2500M/MIN（變頻器輸出頻率約100HZ）。
6.存在問題：
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上11KW主驅(qū)動用的是松下變頻器，工作在V/F控制方式下，如果停機(jī)狀態(tài)銅線沒有繃緊，當(dāng)系統(tǒng)開始起動時(shí)，因?yàn)榇蚧木壒?，主?qū)動沒有吃上載，隨著卷繞變頻器控制張力快速建立起來的同時(shí)，主驅(qū)動的負(fù)載突然增加而轉(zhuǎn)速跌落很大，使線上張力急速變大，造成的結(jié)果要么是拉斷銅線，要么是引起PID調(diào)節(jié)的振蕩，再者松下變頻器的模擬輸出在0～5HZ嚴(yán)重偏高，并且在60HZ就達(dá)到滿值。因?yàn)橐陨系脑?，使系統(tǒng)起動的開始部分象過關(guān)，一旦起動起來，其他的過程都沒問題。我們做實(shí)驗(yàn)，起動前先手工將銅線繃緊，就能順利起動起來。
廠方電氣部的張部長對調(diào)試結(jié)果很滿意，對主驅(qū)動11KW松下變頻器的性能不足也很了解，要求下次將主驅(qū)動的11KW變頻器換成我司的TD3000，把控制效果調(diào)到最佳。
拉絲機(jī)的卷繞部分直接用變頻器控制目前還是第一次實(shí)現(xiàn)，永雄機(jī)械廠使用變頻器的品牌也很多，但都不能對卷繞直接控制，以前采用的大多是伺服電機(jī)控制，系統(tǒng)成本不低，工藝復(fù)雜，廠方一直想用變頻器取代。我司變頻器的成功應(yīng)用，必將大大提升我司在拉絲行業(yè)的品牌，并對其他工控行業(yè)產(chǎn)生輻射效應(yīng)。單純就永雄機(jī)械廠來講，同類機(jī)械年產(chǎn)即四、五百臺，每一臺用一臺11KW和一臺3.7KW，其它設(shè)備使用的通用變頻器若全采用我司的，數(shù)量也很可觀。通過永雄機(jī)械廠在同行業(yè)中影響，我司變頻器在拉絲行業(yè)的推廣將會有很大優(yōu)勢。
控制性能完全達(dá)到要求，無論起動、停機(jī)還是高速運(yùn)行，收線張力都很平穩(wěn)，起動、停機(jī)時(shí)間也可以調(diào)的比較短，經(jīng)過試驗(yàn)，PID參數(shù)在比較寬的范圍內(nèi)都能達(dá)到控制效果，使以后用戶的調(diào)試變的很簡單。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)高速時(shí)張力擺桿會出現(xiàn)周期性的擺動，怎么調(diào)節(jié)PID參數(shù)也無法消除，后來發(fā)現(xiàn)擾動發(fā)生在排線器走到兩邊時(shí)，停機(jī)觀察，原來是排線器沒有調(diào)好，使卷繞不均勻，兩邊緊靠邊的地方卷徑明顯比中間粗，擾動即來源于此，換上新卷后，擾動消失。通過和上次調(diào)試情況對比，TD3000的性能優(yōu)勢是非常明顯的，起動時(shí)觀察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)很平穩(wěn)，模擬量輸出信號線形度非常好。我們調(diào)試用的拉絲機(jī)已經(jīng)很舊，高速拉絲振動很大，控制柜是99年DANFOSS的代理商給設(shè)計(jì)的。廠方很滿意調(diào)試結(jié)果，馬上要針對我司重新設(shè)計(jì)兩套控制柜，作為高性能拉絲機(jī)樣機(jī)參加展覽，對我司在拉絲行業(yè)甚至整個(gè)工控行業(yè)的品牌提升將會產(chǎn)生很大影響。
（附）控制接線圖如下：
7.控制方案及功能碼如下
A、拉絲機(jī)的主驅(qū)動選用TD3000 11KW變頻器，采用端子控制、模擬速度設(shè)定，模擬輸出端子AO1設(shè)定為運(yùn)行頻率輸出，用來作為收線變頻器的頻率主給定和線速度反饋信號?？删幊汤^電器設(shè)為零速到達(dá)信號輸出，控制系統(tǒng)的抱閘，X1端子設(shè)定為自由停車端子，用做非正常情況下的停機(jī)信號。
運(yùn)行方式采用開環(huán)矢量控制，具有低頻轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行平穩(wěn)的特性，運(yùn)行前先要對電機(jī)進(jìn)行自動參數(shù)調(diào)諧。
參數(shù)設(shè)置如下：
B、收線部分是系統(tǒng)控制的難點(diǎn)，對整個(gè)拉絲機(jī)的性能具有決定性的影響，要求收線張力恒定，張力可用擺桿信號反饋?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)時(shí)拉的銅線線徑只有0.2mm，張力稍微一大就會拉斷，而纏滿銅線的卷筒有幾十公斤，因?yàn)閼T量轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于張力轉(zhuǎn)矩，所以用張力開環(huán)的方式行不通，而用張力反饋進(jìn)行PID調(diào)節(jié)頻率的方式，在加減速過程中很難快速跟隨。
根據(jù)以上情況，采用通過11KW主驅(qū)動變頻器的運(yùn)行頻率和收線卷的卷徑計(jì)算出同步跟蹤頻率作為主給定頻率，用張力反饋信號進(jìn)行PID運(yùn)算作為輔助調(diào)節(jié)頻率的方案。11KW的一個(gè)模擬輸出端口設(shè)定為運(yùn)行頻率輸出，信號為0～20mA，對應(yīng)0到最大頻率，接到3.7KW模擬輸入口AI2，3.7KW變頻器的AI2改變跳線為電流設(shè)定，輸入0～20mA對應(yīng)0到最大頻率，最大頻率設(shè)為主驅(qū)動最大頻率時(shí)對應(yīng)的收線電機(jī)在空卷時(shí)的頻率。卷徑來源選用方案0——線速度卷徑計(jì)算法，線速度的來源也用11KW的模擬輸出，用AI2輸入，0～20mA對應(yīng)0到最大線速度，最大線速度設(shè)為主驅(qū)動電機(jī)最大頻率時(shí)對應(yīng)的收線線速度。
線速度較低時(shí)，卷徑計(jì)算的誤差會比較大，所以應(yīng)將最低線速度設(shè)為比較合理的值，當(dāng)線速度低于設(shè)定的最低線速度時(shí)，卷徑將保持，而不再進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)的卷徑變化非常慢，所以不會有影響。
收線變頻器的參數(shù)設(shè)置如下：
