280連拉連退中型拉絲機的電氣改造

蔣永軍，鮑啟偉

(無錫江南電纜有限公司，江蘇 無錫214251)

0 引言

我廠有一臺老的280連拉連退中型拉絲機，主要由拉絲、退火和收線三部分組成，拉絲機用的是90 kW的直流電機，通過皮帶帶動退火部分的運轉(zhuǎn)，收線是一臺變頻電機，通過儲線器調(diào)節(jié)速度的平衡，以前是單片機控制方式，故障很多，且維修不直觀，并且拉制的銅絲的絲徑和伸長率波動幅度大，這次在買不到維修配件的情況下設(shè)備部決定對這臺設(shè)備的電器部分進行技改。

1 觸摸屏的設(shè)計

技改思路是整套設(shè)備以主機的運行速度值作為整機運行的基本運行值，主機直流控制器的模擬量輸出A7作為退火和收線的給定量。為了控制張力，在儲線輪上裝有一個5kΩ電位器，電位器的輸出ZL作為收線的輔助給定。根據(jù)這些需要控制的量，選擇了性價比較高的西門子S7-200的CPU224XP的PLC，它自身帶有2路模擬量輸入和1路模擬量輸出，另外還加配了一個模擬量2路輸出模塊EM232，正好符合需要。同時為了運行直觀和操作方便，選擇西門子TP177B的觸摸屏與PLC連接。觸摸屏界面設(shè)計圖見圖1。該觸摸屏的程序用西門子WINCC2008軟件進行編程，然后通過網(wǎng)絡(luò)通信方式傳輸。

圖1 西門子觸摸屏界面設(shè)計圖

2 PLC的接線圖及程序的設(shè)計

本次技改用西門子STEP-MIRCO/WIN SP6.0編程軟件進行程序編制，其它外部繼電接觸控制部分的電路也根據(jù)需要連接好，原則是新的電氣接線最大化地和以前的電路相吻合，這樣維修人員很容易識別。程序編好后傳輸入PLC，然后帶電腦在生產(chǎn)現(xiàn)場進行調(diào)試，不斷修改，以取得最佳的運行狀態(tài)。改造后的PLC接線圖見圖2。

圖2 可編程控制器接線圖

主機用的直流控制器是英國歐陸公司的590C，它是英國歐陸科儀(遠(yuǎn)東)有限公司推出的直流調(diào)速驅(qū)動器系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品設(shè)計先進、功能強大、使用安裝方便、保護功能齊全、性價比高。直流控制器的主給定為PLC的模擬量輸出AQW0，接在控制器的A4端子上，控制器的模擬量輸出A7作為PLC的第一個模擬量輸入AIW0，在程序里把這個值經(jīng)過運算后做為退火和收線的主值。拉絲機的同步是拉絲控制里最重要的，怎么確保同步性一直是主要考慮的方面。因為隨著收線盤的越來越滿，在給定不變的情況下，收線的速度會越來越快，經(jīng)過分析，將計米值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，該值被收線給定值A(chǔ)QW4相減，這樣隨著生產(chǎn)米數(shù)的增加，收線的給定與計米值轉(zhuǎn)換的數(shù)字量不斷相減而逐漸減小，收線隨著線盤越來越滿，速度就越來越慢。同時為了保證一定的張力，收線還需要一個輔助給定，將直流控制器的±10V接在儲線電位器的兩個電源端，電位器的輸出ZL作為PLC的第二個模擬輸入AIW2。收線用的是東元7200MA變頻器，沒有輔助輸入的功能，為了達(dá)到張力控制的效果，把AIW2按一定的比例運算后轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，加在了收線給定AQW4里，使收線的值隨儲線輪的波動而發(fā)生變化，達(dá)到了控制張力的目的。

東元變頻器7200MA的所有參數(shù)，可分成幾個參數(shù)群，見表1。

我們對參數(shù)進行設(shè)置，Cn-01為輸入電壓，選擇380V;Cn-02為最大輸出頻率，選50Hz;Cn-09為馬達(dá)核定電流，設(shè)定為15A;Cn-46為馬達(dá)極數(shù)，選4;Sn-01為變頻器容量，選031;Sn-02選V/F曲線控制;Sn-04為運轉(zhuǎn)指令，Sn-05為頻率指令，都選控制端子控制。這樣變頻器基本參數(shù)設(shè)置完成，可以試運行。在變頻器調(diào)試時，要注意的是下降時間參數(shù)Bn-02，需要根據(jù)調(diào)試時的實際運行情況進行調(diào)整。

表1 變頻器操作參數(shù)表

表2 技改前后拉制銅絲的性能對比

另外退火給定值A(chǔ)QW6是AIW0通過程序里比例運算后得到的，輸入另配的一塊退火控制板后，需根據(jù)銅桿的材質(zhì)進行一定的放大縮小;收線的給定要根據(jù)收線盤徑進行設(shè)定等。這些數(shù)據(jù)只有通過不斷的調(diào)試才能夠得到。

3 技改前后銅絲的性能

通過一段時間的試運行，該設(shè)備已經(jīng)交付車間投入正常生產(chǎn)。技改前后多個規(guī)格銅絲的性能對比見表2。

由表2可以看出，技改后的絲徑、伸長率得到了較好的改善，電阻率也有一定的減小，達(dá)到了技改的初衷，并且根除了設(shè)備原來隨著裝盤量的不斷增加，銅絲的伸長率越來越差的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

這次的技改，對我個人電氣綜合技術(shù)能力也是一次很大的提高，尤其是西門子PLC的深入運用，以及程序里各模擬量的靈活計算搭配。另外對歐陸590C直流控制器有了更深入的了解，同時在和檢測人員的合作中也學(xué)到了許多拉絲檢測方面的專業(yè)知識。

［1］Eurotherm傳動裝置有限公司.590+系列使用說明書(中文版)［Z］.

［2］廖常初主編.西門子人機界面組態(tài)與應(yīng)用技術(shù)［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2008.

［3］李方圓.西門子S7-200PLC從入門到實踐［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2010.

［4］哈爾濱理工大學(xué)編寫.電線電纜機械設(shè)備［M］.1995.