变频器在直进式拉丝机上的应用.doc

变频器在拉丝机中的应用1 拉丝机双变频控制系统拉丝机变频控制系统目前用的最多的是双变频系统，其中一台作为主拉，另一台作收线控制；小（细）拉机目前还有单变频控制系统。

1.1 系统配置：主拉为37kW，收线采用11kW。

1.2 工艺要求：（1）最高收线速度1200m/min；拉和收线变频器的最大运行频率可以通过工艺要求的最高收线速度计算出来，主拉传动轮直径为280mm，收卷筒的初始直径为280mm，最终直径为560mm。

初始卷绕时卷筒直径最小，转速要求最高：1200m/min，N0 =1363r/min，从而可以推导出收线变频器的最高输出频率为45.4Hz。

由此可以设定收线变频器的最大频率为50Hz，以保证其最高收线速度≥1200m/min。

主拉变频器的最大频率根据传动比计算出为75Hz（收线的卷筒直径取中间值420mm）；上限频率为45.4Hz(保证最大为1200m/min)，调试基本上设定50Hz。

（2）加工品种：2.8mm → 1.2mm，2.5mm → 1.0mm，2.0mm → 0.8mm。

（3）运行全过程中张力摆杆稳定。

1.3 控制原理主拉变频器实际上只作一个简单的调速，作为收线速度基准。

收线变频器根据张力摆杆反馈的信号进行PID微调控制运行频率，保证其收线速度恒定，从某种意义上讲也保证了起收线的张力恒定。

1.4调试说明及无感矢量的优点;在调试时，首先将主拉和收卷变频器的开环矢量方式调试正常。

根据工艺要求的最大线速度计算出收卷变频器所需要的最大运行频率，然后根据实际的传动比对应好主拉的最大频率，保证前后级的线速度差不是很大。

从而根据摆杆电位器反馈值做PID调节控制收卷变频器时，可以很好的控制前后级的线速度同步。

另外，主拉变频器的加减速时间尽可能的长（一般在40～60s），可以平稳的进行加减速，利用无感矢量变频器无论是空盘,满盘,还是低速及中速,高速保证拉丝机工作是启动平滑,运行平稳,张力恒定实现无感矢量变频器自动检测拉丝的速度和直径的大小完全替代传统的PLC及PID控制模式。

变频器在拉丝机上的应用近年来，随着科技的不断发展，变频器在拉丝机上的应用逐渐成为行业的主流趋势。

变频器作为一种能够实现电能的调节和控制的设备，能够为拉丝机提供更高效、更稳定的运行效果。

本文将从变频器在拉丝机上的工作原理、优势以及应用案例等方面进行详细介绍。

一、变频器的工作原理变频器是一种将电源的交流电转换成可调频、可调幅、可调相的直流电，再将直流电转换成交流电供给电动机的装置。

其主要由整流器、中间直流环节、逆变器三部分组成。

变频器通过调整电源的频率和电压，使得电动机能够以不同的转速运行，从而实现对拉丝机的控制。

二、变频器在拉丝机上的优势1.节能高效：传统的拉丝机通常采用固定速度运行，而变频器可以通过调整电动机的转速，使其根据实际需要进行变速运行。

这样一来，可以根据不同的材料和拉丝要求，选择合适的转速，最大限度地提高能源利用率，降低能耗。

2.稳定性强：传统的拉丝机在启动和停止的过程中，往往会产生较大的冲击力，容易造成设备的损坏。

而变频器可以通过调整电机的启动和停止时间，使其平稳运行，减少冲击力，提高设备的稳定性和使用寿命。

3.操作简便：变频器可以通过调整电源的频率和电压，实现对电动机的精确控制。

操作人员只需简单设置相关参数，即可实现对拉丝机的精确控制，无需复杂的操作和调试过程，提高了操作的便捷性。

4.提高产品质量：通过变频器的控制，可以实现对拉丝机的转速、拉力和张力等参数的精确控制。

这样一来，可以提高产品的质量和一致性，减少产品的缺陷率，提高企业的竞争力。

三、变频器在拉丝机上的应用案例以某钢铁企业为例，该企业使用传统的拉丝机进行生产，效率低下，能源消耗大。

为了提高生产效率和节能减排，该企业引入了变频器技术，并将其应用于拉丝机上。

通过使用变频器，该企业实现了对拉丝机的精确控制。

在产品生产的不同阶段，根据不同的材料和工艺要求，可以通过调整电动机的转速和张力等参数，实现对产品的精确控制。

这样一来，不仅提高了产品的质量和一致性，还减少了产品的缺陷率，降低了企业的生产成本。

四方E380通用型双变频器拉丝机的应用一前言在冶金行业拉丝机是金属线材生产的重要设备，主要功能是将各种线材拉成所需各种规格的细丝。

从工作形式和机械结构上分为直进式、活套式、水箱式（也称双变频拉丝机）等。

对于不同精度不同规格的产品，不同的金属种类，可选择不同规格的拉丝机械。

对于铜铝基材的电线电缆生产企业，双变频控制的细拉机应用比较广泛，而对于大部分钢丝生产企业，针对钢材特性，使用直进式拉丝机较多。

其中双变频拉丝机应用最广泛，也最具有代表性，下面就双变频拉丝机工艺及电气控制原理加以介绍。

二工艺介绍1 工艺流程图2 工艺说明（1）放线: 拉丝机线材的放线过程，对于整个拉丝机环节来说，其控制没有过高精度要求，双变频控制的拉丝机械，利用拉丝环节的丝线张力通圆盘拉伸，也就是通过后道工序拉丝的张力自动放线。

（2）拉丝:不同金属物料，不同的产品精度和要求，拉丝环节有很大的不同，拉丝部分由一台主电机控制（称为主机），金属线材通过内部塔轮的导引，经过各级模具而逐步拉伸，以达到所要求规格的线材。

同时在拉丝时，开启冷却液对模具冷却。

（3）收卷：收卷为双变频拉丝机最为关键的环节，对拉丝机的性能起决定性的影响，也是考验拉丝机电气系统性能的重要依据。

收卷由一收卷电机带动收卷盘进行收卷，线材由拉丝部分出来经过张力摆杆，张力摆杆的作用是反馈当前的张力信号给从机，从机根据反馈信号的偏差调节输出频率，以此来保证在收卷过程中恒定的张力。

线材通过张力摆杆上升到一个导轮，然后被牵引到一个排线机的导轮，排线机由单独小型电机驱动作往返运动，功能是把线材匀称的排在收卷盘上；收卷电机带动收卷盘旋转，把由排线机引导的线材自动的卷绕到收卷盘上。

到此完成整个收卷过程。

当收卷出现异常断线时，系统需自动停机并打开抱闸使收卷盘快速停车。

三线路图1 变频器接线图图（一）2 控制回路图图（二）3 线路图说明在图一中为主机与收卷变频的接线图，主机的速度由操作面台上的电位器通过端子VC2给定，启动由启动继电器KA2给定信号，与别的变频器不同的是，从机的启动，停机及速度给定通过与主机RS485通讯给定，无需单独给出信号。

E2000-W系列变频器附加说明书
尊敬的客户，感谢您使用我公司的 E2000-W系列产品，因功能扩展，部分功能做如下补充
说明:
、功能码说明
-FB03=2 PID调节反馈源通过模拟量AI2反馈。

-FB03=3 PID调节反馈源通过FI脉冲频率输入(DI1端子)反馈。

•通过设定PID调节器的比例增益、积分时间和微分时间，可以提高动态响应特性。

增加比例增益，减小积分时间，增大微分时间均可加快PID闭环控制动态响应。

比例增益过大、积分时
间过小或微分时间太大均可能使系统产生振荡。

• FB28为拉丝机的当前卷径系数。

•当FB30为0时，卷径系数不自动计算
•当FB30为1时，卷径系数自动计算。

若FB29=0,停机后，当前卷径系数FB2Q复位到FB27的值
-FB34=1 2时，变频器启动后，延迟FB37时间，并且当前频率大于FB38时，开始进行断线监测。

当FB34=1时，若当前反馈量输入电压小于(FB39+FB35)，或若当前反馈量输入电压大于
、直进式拉丝机宏
三、水箱式拉丝机拉丝宏
四、水箱式拉丝机收卷宏
其他功能参考E200C说明书
2015年07 月21 日。

第一章绪论1．1 课题的背景]。

在国内初期金属制品行业的发展中，对于盘条的拉拔主要是应用滑轮式拉丝机及活套式拉丝机，这种拉丝机拉拔的速度慢，拉拔道次少，主要是拉拔一次，收卷一次，再拉拔一次，再收卷一次，以此循环。

这种拉拔设备，速度慢，钢丝变形大，效率非常低下。

后来从国外引进了直进式拉丝机,这种直进式拉丝设备拉拔速度快，多道次连续拉拔，各个道次速度张力协调工作，保证了高速高质高效率。

后来随着交流传动技术的成熟和广泛的应用，直进式拉丝机过度到了交流电气传动控制系统[2]。

随着这些年金属制品行业突飞猛进的发展，各个金属制品细分行业对直进式拉丝机有着巨大的需求，市场增长非常快。

在引进国外的直进式拉丝机设备后，国内的金属制品设备企业对其进行了艰苦的国产化过程，经过十多年的技术发展，对直进式拉丝机的机械和电控已经完全消化，现在国产的直进式拉丝机完全达到了进口的各项工艺数据，完全实现了进口替代，现在在这个行业中，已经很少再进口国外的直进式拉丝机设备。

1．2 直进式拉丝机介绍图 1-1： 直进式拉丝机实例图直进式拉丝机应用于金属制品行业中前道工艺里对粗口径的钢丝（直径大 于 3mm ）进行直接多道次的拉拔处理成细口径的钢丝（直径小于 3mm ）的拉拔设备。

如图 1 展示了一个完整的直进式拉丝机现场图片。

首先盘条从放线设备一圈一圈的顺序绕出然后进入主要拉拔设备,拉拔设备主要是拉丝模具和卷筒构成，盘条穿过第一道拉丝模具然后再缠绕在第一道 卷筒上，经过第一道卷筒拉拔钢丝穿过第一道拉丝模具后较粗的钢丝的直径就 变成了与拉丝模具孔径直径一样的钢丝，然后穿过第二道拉丝模具后在缠绕在 第二道卷筒上，第二道拉丝模具的孔径直径比第一道孔径直径小，金属丝经过 第二道卷筒后从第二道拉丝模具出来的丝又会变细成与第二道拉丝模孔径直径 一样的金属丝，这样连续不断的经过多道次的拉拔，粗口径的盘条就会变成细 口径的金属丝了。

然后最后一道的成品钢丝经过排线设备后进入工字轮收线设 备。

变频器在拉丝机上的应用
随着工业的发展，拉丝机已成为制造业中不可或缺的一部分。

在拉丝机的生产过程中，变频器被广泛应用。

变频器是一种电力调节设备，可以实现对电机的调速功能。

在拉丝机中，变频器可以控制电机的转速，以此控制拉丝机的生产速度和生产质量。

传统的拉丝机通常使用机械式调速方法，但这种方法调速范围有限，且易受制于外部因素的影响。

而使用变频器则能够实现电子调速，调速范围更广，调速精度更高，不易受到外部因素的影响。

同时，使用变频器还能够实现对电机的保护功能。

当电流或温度超出设定值时，变频器可以自动降低电机的转速或停止电机的运转，以保护设备和产品的安全。

总的来说，变频器在拉丝机上的应用可以提高生产效率，改善产品质量，同时还能为设备提供保护功能，因此被广泛应用于拉丝机制造和生产领域。

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冶金工业的变频器应用与维护(六)变频器在金属拉丝中的应用李方园【摘要】常见的拉丝机包括直进式、活套式、滑轮式和水箱式几种,在以前通常都采用直流电机或发电机-电动机组(F-D系统)来实现,现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及,变频控制开始在各式拉丝机中大量使用,并可通过PLC来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能.【期刊名称】《自动化博览》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P46-48)【关键词】变频器;拉丝机;PID控制【作者】李方园【作者单位】浙江工商职业技术学院【正文语种】中文1 引言金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。

常见的拉丝机包括直进式、活套式、滑轮式和水箱式几种，在以前通常都采用直流电机或发电机－电动机组（F-D系统）来实现，现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及，变频控制开始在各式拉丝机中大量使用，并可通过PLC来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。

2 三垦变频器在水箱式拉丝机中的应用水箱式拉丝机有简易水箱和翻转水箱式两种，适宜拉拔中细规格的各种金属线材，特别适宜拉拔高中低碳钢丝、镀锌铁丝、轮胎钢丝、胶管钢丝、合金钢丝、帘线钢丝及铜丝铝丝等。

图1所示为某通讯电缆有限公司拉丝机。

该装置的工艺数据如下：线材为通讯电缆用铜线；线径在伸线前约Φ5mm，伸线后约Φ1mm；线速为50Hz运转时为703m/min；卷取线轴内径Φ280mm、外径Φ390mm；张力架采用上下滑动的配重式张力架，扇形同轴电位器输出信号范围0～10V；张力基准约2kg。

图1 水箱式拉丝设备简图在改造过程中拉伸侧变频器为三垦VD05，卷取侧变频器为三垦WD05；制动电阻无，其中两台变频器直流母线连接。

该例重点采用了三垦WD05系列变频器独有的张力架高速补偿功能。

易驱变频器在多级直进式拉丝机上的应用摘要在多级直进式拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、自动化程度高、加工效率高、人工成本低的特点；本文详细介绍了易驱M200变频器在多级直进式拉丝机上的应用。

关键词直进式拉丝机变频控制PID同步一、设备简介直进式拉丝机是由多个拉拔头组成的连续生产设备，通过逐级拉拔，一次性地把钢丝、铜丝、电焊丝等冷拉到所需的规格，并将成品线材收卷，工作效率比较高，设备占地面积小。

该设备主要对铁丝进行牵伸拉拔，进线6.5mm，经过5道拉拔模具的作用，出线1.62mm，最高拉拔速度达650m/min。

拉丝部分共有5个转鼓和一个大水箱，相邻转鼓之间安装有用于检测位置及压力的气缸摆杆，采用接近式传感器检测摆臂的位置并反馈给变频器0~10V电压信号。

当拉丝拉得紧或松的时候，丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂上下移动，变频器则通过传感器的反馈进行PID 同步调节，使前一台进行加速或减速，达到每级之间的张力稳定控制。

二、工艺要求1、在穿模时，要求电机在启动和低速运行时力矩大且稳定，运行转速稳定，而且在减速停机时电机没有反转。

2、在正常拉丝时，要求电机响应速度快，线材张力恒定，张力平衡杆波动小，不断丝不松丝。

3、系统运行最大速度为650m/min。

4、启动平稳，张力杆可以在气缸有效行程（10CM）内波动，但不能出现拉断丝或丝线过于松动而脱槽的现象。

5、减速平稳，没有大的波动，停机时保证各级间有一定张力。

6、运行跟随启动，正常启动时，如果后一级张力杆在下限位，则后一级暂时不动作，当丝拉到张力杆开始摆动时再跟随动作保持张力平衡，渐渐进入平衡状态。

7、点动后联动，点动时，点动的前级不动作，后级根据张力杆情况动作，如果后一级张力杆在下限位，则后一级暂时不动作，当丝拉到张力杆开始摆动时再跟随动作保持张力平衡；如果张力杆本身在平衡状态，则同比例运行保持张力。

8、具备断线检测报警停机功能，当中间任意一级（特别是大水箱）出现断线情况时，系统能够检测断线并快速停机，以减少水箱穿线的过程。

直进式拉丝机电气传动控制系统SINE309系列张力控制专用变频器两种控制方式可选择：开环转矩控制方式和闭环速度控制方式开环转矩控制方式：开环是指不需要张力反馈信号，变频器直接控制电机的输出转矩，输出频率跟随工材料的线速度自动变化。

SINE311系列拉丝机专用变频器傻瓜型拉丝机专用变频器, 不用设定变频器参数，出厂值即最佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作。

低速穿模、高速拉丝相互独立，拉丝过程节能、高效；设备简介1.直进式拉丝机是由多个拉拔头组成的连续生产设备，通过逐级拉拔，一次性地把钢丝、铜丝、电焊丝等冷拉到所需的规格，并将成品线材收卷，工作效率比较高，设备占地面积小。

2.通过每一级的拉拔后，线材的线径发生了变化，所以每个拉拔头工作线速度也发生变化。

根据拉模配置的不同，各个拉拔头的拉拔速度也要变化。

拉拔速度的基准是，每个时刻通过拉模的金属线材秒流量体积不变，直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上原理，保证各个拉拔头线速度按比例同步运行。

3.直进式拉丝机各个拉拔头变频器的速度是由主速度和PID微调量相叠加，各个拉拔头在张力平衡杆上安装有位移传感器，用于动态测量各个拉拔头间金属线材的张力，位移传感器输出(4-20mA 或0-10V)标准信号，作为变频器张力闭环PID控制的反馈，通过调整各级电机转速，系统保证各个张力检测点的张力恒定。

只有在整个拉拔过程中保持每一个点的张力恒定，才能保证多级连续拉拔顺利进行和拉出金属线材的品质。

4.低速点动穿模，运行速度稳定。

电机满载起动，起动转矩要达到150%额定转矩，最高线速度20米/秒。

直进式拉丝机机台直进式拉丝机拉拔头直进式拉丝机原理图系统配置1.拉丝主机：选用SINE311系列拉丝机专用变频器，一台，电流矢量控制，低频高转矩输出，低速穿模速度稳定，启动过程平滑，高速运行稳定。

2.N级拉丝从机：选用SINE309系列张力控制专用变频器，N台，张力闭环控制，逐级跟踪运行，电流矢量控制，低频高转矩输出，根据电机功率加装制动电阻。