無(wú)級(jí)捻距管式捻股機(jī)突發(fā)停電保護(hù)電控系統(tǒng)

周華 胡金蓮 王軍

摘 要：為了解決無(wú)極調(diào)整捻距管式捻股機(jī)在遭遇突發(fā)停電時(shí)鋼絲繩捻距不準(zhǔn)甚至絞斷的問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)采用匯川810系列變頻器共母線(xiàn)，增加斷電檢測(cè)電路，UPS在斷電時(shí)給PLC提供電源，使其運(yùn)行過(guò)程中遭遇突然停電時(shí)，仍能維持變頻器和電機(jī)的正常工作狀態(tài)，讓絞線(xiàn)筒體、牽引輪、收線(xiàn)工字輪在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)同步減速停車(chē)，保證停車(chē)過(guò)程中鋼絲繩的捻距要求。

關(guān)鍵詞：捻距控制;同步控制;斷電檢測(cè)，UPS

前言：

現(xiàn)有的無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)是金屬制品領(lǐng)域中常用的捻制設(shè)備，無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中遭遇突然停電時(shí)，變頻器和電機(jī)因失電而停止工作，于是絞線(xiàn)筒體、牽引輪和工字輪因失去驅(qū)動(dòng)動(dòng)力而分別自由滑行停車(chē)，停車(chē)時(shí)間的長(zhǎng)短由各自的慣性和阻力決定。絞線(xiàn)筒體的慣性最大、轉(zhuǎn)速又高，即使直接對(duì)筒體進(jìn)行制動(dòng)，其停車(chē)時(shí)間相對(duì)牽引輪和收線(xiàn)工字輪也要長(zhǎng)得多。因此，當(dāng)收線(xiàn)和牽引停止時(shí)，絞線(xiàn)筒體會(huì)仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致在捻的鋼絲繩的捻距變小，造成鋼絲繩捻距不準(zhǔn)和力學(xué)性能的破壞，甚至直接被絞斷。所以，普通的無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中突然遭遇停電時(shí)，會(huì)造成在捻鋼絲繩的報(bào)廢，從而造成極大的損失，在捻制粗規(guī)格鋼絲繩時(shí)，損失尤為嚴(yán)重。

針對(duì)上述缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)突發(fā)停電保護(hù)電路，其解決在無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)運(yùn)行過(guò)程中遭遇突然停電時(shí)，仍能維持變頻器和電機(jī)的正常工作狀態(tài)，讓絞線(xiàn)筒體、牽引輪、收線(xiàn)工字輪在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)同步減速停車(chē)，保證停車(chē)過(guò)程中鋼絲繩的捻距要求。

1控制原理

如圖1所示的無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)示意圖，其包括絞線(xiàn)筒體、牽引輪、收線(xiàn)工字輪、絞線(xiàn)變頻器、絞線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、牽引變頻器、牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線(xiàn)變頻器和收線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，絞線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與絞線(xiàn)筒體連接，牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)與牽引輪連接，收線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與收線(xiàn)工字輪連接;絞線(xiàn)變頻器和絞線(xiàn)電機(jī)連接、牽引變頻器和牽引電機(jī)連接、收線(xiàn)變頻器和收線(xiàn)電機(jī)連接;在絞線(xiàn)筒體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)牽引輪帶動(dòng)鋼絲前進(jìn)而捻制成鋼絲繩，捻制成的鋼絲繩再由收線(xiàn)工字輪卷繞，牽引變頻器通過(guò)脈沖同步跟隨主變頻器，PLC（可編程邏輯控制器）調(diào)整牽引變頻器的速度分子給定給定比例，即調(diào)整絞線(xiàn)電機(jī)和牽引電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速比，可以捻制出不同捻距規(guī)格的鋼絲繩。

圖2.3所示無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)突發(fā)停電保護(hù)電控系統(tǒng)，其特征在于它包括UPS（不間斷電源）、PLC（可編程邏輯控制器）、絞線(xiàn)變頻器、牽引變頻器、收線(xiàn)變頻器和電源丟失檢測(cè)電路;由UPS供電給PLC;絞線(xiàn)變頻器、牽引變頻器、收線(xiàn)變頻器分別與PLC之間采用MOUDBUS通訊;絞線(xiàn)變頻器、牽引變頻器和收線(xiàn)變頻器共母線(xiàn)，絞線(xiàn)變頻器自帶順停不停功能，PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)連接電源丟失檢測(cè)電路;電源丟失檢測(cè)電路包括光耦、限流電阻和二極管;限流電阻與光耦輸入端連接，二極管串聯(lián)在光耦與限流電阻之間。

如圖4所示，當(dāng)無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)運(yùn)行時(shí)，具有較大機(jī)械慣性的絞線(xiàn)筒體中儲(chǔ)存了較大機(jī)械動(dòng)能，當(dāng)遭遇突然停電時(shí)，驅(qū)動(dòng)絞線(xiàn)筒體的絞線(xiàn)變頻器在檢測(cè)到電源丟失后，絞線(xiàn)筒體帶動(dòng)絞線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)將絞線(xiàn)筒體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并將產(chǎn)生的電能提供給牽引變頻器和收線(xiàn)變頻器，再由牽引變頻器和收線(xiàn)變頻器將電能傳給牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)和收線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而維持牽引輪和收線(xiàn)工字輪工作;同時(shí)PLC從電源丟失檢測(cè)電路得到電源丟失信號(hào)后，協(xié)調(diào)絞線(xiàn)筒體、牽引輪、收線(xiàn)工字輪的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)迅速地同步降速停車(chē)，保證在捻的鋼絲繩的捻距不變;UPS作用是，在停電后繼續(xù)為PLC等控制部分繼續(xù)提供工作電源。

2電氣系統(tǒng)控制

電氣控制系統(tǒng)主要由人機(jī)界面（HMI）、PLC、變頻器、UPS，電源丟失檢測(cè)電路等低壓電氣組成。人機(jī)界面選用SMART700IEV3觸摸屏，PLC選用西門(mén)子CPUST60，變頻器采用匯川810，電源丟失檢測(cè)電路自制。當(dāng)PLC采集到主電路電源丟失的信號(hào)同時(shí)UPS在斷電瞬間給PLC提供電源，保證程序指令正常執(zhí)行;匯川810變頻器帶主從功能和順停不停功能，主從是雙閉環(huán)且使用脈沖同步方式更加精準(zhǔn)控制捻距，變頻器安裝方式是共母線(xiàn)安裝方式，只要母線(xiàn)電壓維持在報(bào)警電壓之上，變頻器就可以安裝PLC發(fā)出的指令正常工作，檢測(cè)到斷電信號(hào)時(shí)，PLC發(fā)送指令讓主機(jī)快速降速，在這個(gè)工程中絞線(xiàn)變頻器的母線(xiàn)電壓是升高的;所以在這個(gè)過(guò)程中設(shè)備能維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)直至停止，從而實(shí)現(xiàn)在突然斷電的過(guò)程中保持捻距不變的功能。

3使用效果

該電氣控制系統(tǒng)已在多個(gè)無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)設(shè)備上使用，在不同規(guī)格的鋼絲繩生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試，使用效率良好，解決了無(wú)級(jí)調(diào)整捻距管式捻股機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中遭遇突然停電時(shí)導(dǎo)致在捻的鋼絲繩的捻距變小，造成鋼絲繩捻距不準(zhǔn)和力學(xué)性能的破壞，甚至直接被絞斷的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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