MM440變頻器在鋼絲/鋼管復(fù)繞生產(chǎn)線上的應(yīng)用
2010/4/28 12:09:00
一、簡(jiǎn)述
OPGW光纜是近幾年來(lái)流行的特種光纜，其優(yōu)良的使用方式和廣泛用途使其具有廣泛的市場(chǎng)。由于生產(chǎn)這種光纜所需要的不銹鋼管，鋼絲，鋁合金和鋁包鋼絲通常是散圈提供或采用1米盤包裝，而OPGW生產(chǎn)線上所使用的線盤規(guī)格為0.63米，因此需要一種復(fù)繞機(jī)，將散裝的原材料復(fù)繞到0.63米的小盤上。
二、技術(shù)要求和系統(tǒng)構(gòu)成
1、技術(shù)要求：生產(chǎn)線速度：≥300m/min；
張力要求：A：不銹鋼管：10N≤F≤50N；
B：鋼絲，鋁包鋼絲：100N≤F≤250N；
C：鋁合金絲：50N≤F≤150N；
記米精度：0.2%；
排線速度：自動(dòng)跟蹤收線速度；
2、系統(tǒng)構(gòu)成（電氣部分）
收線，排線和放線電機(jī)均采用變頻電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器采用SIEMENS的MM-440系列變頻器，操作和生產(chǎn)工藝參數(shù)顯示采用SIEMENS的TP-070觸摸屏，全線控制采用SIEMENS的S7-226+EM-231構(gòu)成。S7-226的port0用于和MM-440通訊（USS4），port1用于和TP-070通訊。
三、各系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1、收線速度控制
收線用于收卷鋼絲，鋼管。上下，開(kāi)合線盤采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲桿的方式。電機(jī)采用普通的交流電機(jī)加接觸器控制。而收線電機(jī)采用變頻電機(jī)和MM-440控制。
收線速度由速度電位器通過(guò)EM-231送入S7-226，再通過(guò)USS4協(xié)議由S7-226加到MM-400上。由于生產(chǎn)線的速度較快，線盤具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。收線的加速度不宜太大，因此收線速度的設(shè)定采用PID運(yùn)算。同時(shí)收線盤應(yīng)采用高速平衡盤。
驅(qū)動(dòng)器類型：MM-440，7.5KW。
MM-440設(shè)定：P700=5 P731=52.3（驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)） P1000=5 P2009=1 P2010=6 P2011=0
2、線徑控制
由于排線速度需要根據(jù)線徑自動(dòng)跟蹤收線速度（U=K*ω*D）。
其中U：排線速度，K：修正系數(shù)，ω：收線速度，D：線徑
所以排線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)定由以下兩個(gè)因素決定：
收線速度通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)定，其信號(hào)通過(guò)S7-226的I0.6和I0.7送入PLC（高速計(jì)數(shù)器4），PLC編程采用定時(shí)中斷，在單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值媽為收線速度。
線徑設(shè)定通過(guò)TP-070設(shè)定，并送入PLC，PLC將上述兩個(gè)參數(shù)相乘并乘以相應(yīng)的修正系數(shù)（根據(jù)機(jī)械變速比決定），即為排線速度，通過(guò)USS4協(xié)議送入MM-440。
需要注意的是，由于排線電機(jī)在使用過(guò)程中需要高速換向，因此當(dāng)收到換向信號(hào)時(shí)，電機(jī)需要高速的降速和升速過(guò)程，MM-440需外接制動(dòng)電阻。
排線驅(qū)動(dòng)器類型：MM-440，0.75KW。
MM-440設(shè)定：P700=5 P731=52.3（驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)） P1000=5 P1120=3 P1121=3 P1234=
P1235= P1237= P2009= 1 P2010=6 P2011=1
3、放線張力控制
在整條生產(chǎn)線上，收線電機(jī)決定線速度，而張力則是由放線電機(jī)決定，由于較高的張力要求，放線需采用主動(dòng)工作方式。
當(dāng)復(fù)繞不銹鋼管時(shí)采用速度方式，P1000=2，速度給定由跳舞輪電位器送入PID板，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算由MM-440模擬量輸入1#口輸入。其張力的大小由舞蹈輪的配重決定。
當(dāng)復(fù)繞鋼絲，鋁包鋼絲，鋁合金絲時(shí)采用張力方式，P1000=5，速度給定由USS4協(xié)議設(shè)定一個(gè)反向速度，當(dāng)鋼絲拉緊以后，速度環(huán)飽和，根據(jù)線速度和放線角速度即可以確定放線盤半徑，根據(jù)工藝張力要求，通過(guò)設(shè)定電機(jī)電流比率（P0640）即可以控制張力。
由于在張力方式時(shí)放線電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，因此驅(qū)動(dòng)器必須外接制動(dòng)電阻，制動(dòng)電阻必須具有足夠的制動(dòng)電流和功率。
放線驅(qū)動(dòng)器類型：MM-440，7.5KW
MM-440設(shè)定： P700=5 P0640=150（速度方式）或根據(jù)工藝設(shè)定（張力方式）
P731=52.3（驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)） P1000=2或5（根據(jù)速度和張力的方式切換由USS4寫入MM-440）
P1237=5 P2009= 1 P2010=6 P2011=2
4、計(jì)米和線速度系統(tǒng)
計(jì)米和線速度傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器，由S7-226的I0.1和I0.2端（高速計(jì)數(shù)器0）送入PLC。該計(jì)數(shù)器值乘以修正系數(shù)（有計(jì)米輪徑和編碼器線數(shù)決定）即為計(jì)米值。單位時(shí)間內(nèi)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為全線速度。計(jì)米值和全線速度通過(guò)TP-070顯示。
四、設(shè)計(jì)特點(diǎn)
由于采用USS4協(xié)議，電氣系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
1、電氣硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，明快。給調(diào)試和維修帶來(lái)很大方便。
2、系統(tǒng)抗干擾能力大為提高。
3、改變工作方式非常方便（由于MM-440采用BICO技術(shù)，通過(guò)USS4改變關(guān)鍵參數(shù)，即可以達(dá)到目的）。
4、由于采用USS4協(xié)議和MM-440變頻器，大大降低了制造成本。通常類似的系統(tǒng)需采用直流系統(tǒng)，昂貴的直流電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，是制造成本居高不下的根本原因。而采用MM-440則可以較低的成本，達(dá)到上述工藝目的。另外由于采用USS4協(xié)議可以省略D/A模塊，在一定程度上也可以降低成本。
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