前言

本系統(tǒng)是鋼焊絲加工過程中，粗拉機(jī)的電氣控制設(shè)備，該設(shè)備用于將金屬原材加工成各種規(guī)格的線材。

Q00JCPU-S8-SET、QJ71C24N串行通訊模塊、QX40、QY10、Q68ADI、QJ61BT11N、FR-F740-30KW+FR-A7NC、人機(jī)界面（GOT）、模擬量位移傳感器等。

該機(jī)以三菱Q00JCPU-S8-SET為中心承擔(dān)開關(guān)量邏輯處理和模擬量的運(yùn)算處理以及位移傳感器的PID控制，變頻調(diào)速器和異步交流電機(jī)為被控對象。以CC-Link現(xiàn)場總線進(jìn)行現(xiàn)場開關(guān)量采集和變頻器控制。另加一人機(jī)界面（GOT）作為調(diào)試和正常操作期間的參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)檢測、部分控制操作，使機(jī)器的各種檢測模擬量狀態(tài)、運(yùn)行動(dòng)作、故障動(dòng)作、變頻器運(yùn)行頻率等可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的反饋給操作人員，以便操作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確的根據(jù)顯示信息作出正確判斷。用 PLC 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的復(fù)雜繼電邏輯、以CC-Link現(xiàn)場總線進(jìn)行現(xiàn)場開關(guān)量采集和變頻器控制，使整機(jī)電器電路大為簡化，因此本機(jī)故障率低，使用壽命長：交流變頻調(diào)速器在 PLC 控制下可對通用異步交流電機(jī)進(jìn)行平滑無級調(diào)速。實(shí)現(xiàn)了拉絲機(jī)工作過程中的多種動(dòng)作與功能。

直進(jìn)式拉絲機(jī)是有多個(gè)拉拔頭組成的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，通過逐級拉拔，可以一次性地把鋼絲冷拉到所需的規(guī)格，所以工作效率比較高。但是，由于通過每一級的拉拔后，鋼絲的線徑發(fā)生了變化，所以每個(gè)拉拔頭工作線速度也應(yīng)有變化。

根據(jù)拉模配置的不同，各個(gè)拉拔頭的拉拔速度也要變化。拉拔速度的基準(zhǔn)是每個(gè)時(shí)刻通過拉模的鋼絲的秒流量體積不變，即使以下公式成立：

πR2×V1= πr2×V2

其中 R：進(jìn)線鋼絲的直徑

V1：進(jìn)線鋼絲的線速度

r： 出線鋼絲的直徑

V2：出線鋼絲的線速度

直進(jìn)式拉絲機(jī)的各個(gè)拉拔頭的工作速度就是基于以上的公式，保證各個(gè)拉拔頭同步運(yùn)行。但是，以上的說明是基于理想狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)工作過程，由于機(jī)械傳動(dòng)的誤差以及機(jī)械傳動(dòng)的間隙，還有在起動(dòng)、加速、減速、停止等動(dòng)態(tài)的工作過程中，各個(gè)拉拔頭就無法保持同步，所以在直進(jìn)式拉絲機(jī)上裝有張力傳感器，動(dòng)態(tài)測量各個(gè)拉拔頭間的鋼絲的張力，再把張力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號0~20mA，用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號反饋給QPLC，QPLC用這個(gè)信號作閉環(huán)PID過程控制，在主速度上疊加上PID計(jì)算的調(diào)整量，保持各個(gè)張力檢測點(diǎn)的張力恒定，也就保證了直進(jìn)式拉絲機(jī)工作在同步恒張力的工作狀態(tài)。

 

系統(tǒng)的領(lǐng)航速度是由最后一臺拉拔變頻器決定的，再根據(jù)每道拉模的壓縮比與減速比，計(jì)算其它每個(gè)機(jī)臺的主給定速度，由于機(jī)械上的誤差和拉模的磨損，使得給定的參數(shù)與實(shí)際的數(shù)值有一定的差異，這個(gè)差異就通過張力臂來糾正。事實(shí)上，張力臂下面連接著一只位置傳感器，該傳感器測量出張力臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，輸出一個(gè)0～20mA的模擬量信號給QPLC，QPLC再根據(jù)設(shè)定的位置值（一個(gè)相對與20mA的百分比值），經(jīng)過PID計(jì)算，在輸出值上疊加上一個(gè)糾偏量，消除上述的差異。

系統(tǒng)中，觸模屏作為人機(jī)界面，起著人機(jī)接口的作用，每道拉模的壓縮比，就是通過觸模屏輸入的，并且，觸模屏還能存儲若干套不同的拉模參數(shù)，方便用戶快速選擇成套拉模參數(shù)，而不必每次都要輸入?yún)?shù)，方便了用戶，提高了效率。觸模屏還顯示工作中各道拉模的實(shí)際工作參數(shù)，包括電壓、電流、速度等等，在系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，觸模屏上及時(shí)顯示系統(tǒng)故障的內(nèi)容，方便用戶及時(shí)診斷，排除一些簡單的故障。QPLC是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，控制著整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。

基于三菱QPLC與F740變頻器技術(shù)的七頭粗拉直進(jìn)式金屬拉絲機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)試車完畢并投入運(yùn)行。系統(tǒng)啟動(dòng)、加速、減速、停止的動(dòng)態(tài)過程設(shè)備動(dòng)作平穩(wěn)，與老式的完全靠模擬電位器調(diào)節(jié)的設(shè)備相比，操作量大為簡化，實(shí)際效果達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)。張力臂平衡桿始終在設(shè)定平衡位置上下很小的一個(gè)范圍內(nèi)輕微的擺動(dòng)。本套系統(tǒng)區(qū)別于其它系統(tǒng)，各頭線徑經(jīng)過設(shè)定后，壓縮率會自動(dòng)計(jì)算得出并顯示在GOT上，能夠一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整因模具內(nèi)徑磨損變化造成的伸長率的變化。同步比例系數(shù)自動(dòng)調(diào)整，非常靈活。