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，收線是一臺變頻電機，通過儲線器調節速度的平衡，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備部決定對這臺設備的電器部分進行技改。

1 觸摸屏的設計

技改思路是整套設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，然后通過網絡通信方式傳輸。

圖1 西門子觸摸屏界面設計圖

2 PLC的接線圖及程序的設計

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，然后帶電腦在生產現場進行調試，不斷修改，以取得最佳的運行狀態。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(遠東)有限公司推出的直流調速驅動器系列產品。該產品設計先進、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，經過分析，將計米值轉換成數字量，該值被收線給定值AQW4相減，這樣隨著生產米數的增加，收線的給定與計米值轉換的數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，為了達到張力控制的效果，把AIW2按一定的比例運算后轉換成數字量，加在了收線給定AQW4里，使收線的值隨儲線輪的波動而發生變化，達到了控制張力的目的。

東元變頻器7200MA的所有參數，可分成幾個參數群，見表1。

我們對參數進行設置，Cn-01為輸入電壓，選擇380V;Cn-02為最大輸出頻率，選50Hz;Cn-09為馬達核定電流，設定為15A;Cn-46為馬達極數，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設置完成，可以試運行。在變頻器調試時，要注意的是下降時間參數Bn-02，需要根據調試時的實際運行情況進行調整。

表1 變頻器操作參數表

表2 技改前后拉制銅絲的性能對比

另外退火給定值AQW6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，需根據銅桿的材質進行一定的放大縮小;收線的給定要根據收線盤徑進行設定等。這些數據只有通過不斷的調試才能夠得到。

3 技改前后銅絲的性能

通過一段時間的試運行，該設備已經交付車間投入正常生產。技改前后多個規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，達到了技改的初衷，并且根除了設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象。

4 結束語

這次的技改，對我個人電氣綜合技術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到了許多拉絲檢測方面的專業知識。

［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與應用技術［M］.北京:機械工業出版社，2008.

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

［4］哈爾濱理工大學編寫.電線電纜機械設備［M］.1995.