英威騰雙變頻拉絲機(jī)改造方案
發(fā)布時(shí)間：2019-07-31 11:18:23來源：
英威騰雙變頻拉絲機(jī)改造方案
前言：
拉絲機(jī)行業(yè)，涉及的設(shè)備種類非常多，常見的拉絲機(jī)有水箱式拉絲機(jī)、直進(jìn)式拉絲機(jī)、滑輪式拉絲機(jī)、倒立式拉絲機(jī)等，拉絲機(jī)主要應(yīng)用在對(duì)銅絲、不銹鋼絲等金屬線纜材料的加工，屬線纜制造行業(yè)極為重要的加工設(shè)備。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在拉絲機(jī)行業(yè)，承擔(dān)著拉絲調(diào)速、張力卷取、多級(jí)同步控制等環(huán)節(jié)，變頻器的應(yīng)用，大大提高了拉絲機(jī)的自動(dòng)化水平與加工能力、有效降低了設(shè)備的單位能耗與維護(hù)成本，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)同。
上圖為小型拉絲機(jī)的簡易示圖，從機(jī)械上，可以分解為拉絲部分與收線部分，從電氣控制上可以分解為拉絲無級(jí)調(diào)速控制與卷取的恒張力同步控制，通過張力擺桿的位置變化，回饋控制系統(tǒng)，經(jīng)過自動(dòng)運(yùn)算，改變卷取電機(jī)運(yùn)行速度，從而達(dá)到卷取與拉絲兩個(gè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)出恒張力與速度同步，并通過排線導(dǎo)輪電機(jī)，可以隨著卷取速度的不同，均勻地將成品金屬絲纏繞在卷取工字輪上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料的拉伸加工。
行業(yè)現(xiàn)狀：
行業(yè)的現(xiàn)狀，本材料只限于針對(duì)電氣控制部分的陳述，請(qǐng)讀者諒解！
小型拉絲機(jī)的控制模式，是目前主流的控制方式，拉伸與卷取控制由PLC或者工控機(jī)IPC來完成，變頻器接受PLC或者IPC的指令，實(shí)現(xiàn)拉伸級(jí)的無級(jí)調(diào)速與卷取的恒張力控制。該系統(tǒng)解決方案將直接導(dǎo)致成本高昂、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)難度大、維修成本高、系統(tǒng)控制響應(yīng)差等問題。
INVT推薦方案：
INVT向您推薦的控制方式，該兩種中型、小型、微型伸線機(jī)電氣控制方式，將卷取的同步與張力控制、系統(tǒng)開動(dòng)與停車控制、故障報(bào)警等功能集成在變頻器內(nèi)部，與機(jī)械系統(tǒng)融為一個(gè)整體，外部信號(hào)直接送入變頻器，經(jīng)內(nèi)部算法快速反應(yīng)在對(duì)系統(tǒng)的直接控制，大大提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，省去PLC、HMI、IPC，節(jié)省系統(tǒng)成本，降低故障點(diǎn)，并可根據(jù)用戶需求配置LED或者LCD操作盤，體現(xiàn)人機(jī)操作的人性化，方便用戶的操作、維護(hù)、調(diào)試與使用。
產(chǎn)品介紹： INVT-CHV130專用型變頻器
INVT-CHV130專用型變頻器，是在INVT-CHV100高性能矢量變頻器的硬件平臺(tái)與核心控制算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙變頻中型、小型及微型拉絲機(jī)控制的要求，開發(fā)出來一款專門針對(duì)雙變頻控制拉絲機(jī)的變頻器，為適應(yīng)行業(yè)應(yīng)用的要求，在硬件、軟件算法、結(jié)構(gòu)上都做了許多特殊處理，特別針對(duì)耐高溫、防金屬粉塵、防潮濕、防腐蝕等處理，大大增強(qiáng)了變頻調(diào)速器在拉絲機(jī)行業(yè)的可靠性。
1、電流矢量控制
INVT-CHV130專用型變頻器采用ARM（32位）+DSP（16位）雙CPU控制系統(tǒng)，功能控制與性能控制完全分離，底層高性能電機(jī)控制模塊采用電流矢量控制算法，即把定子電流按照坐標(biāo)變化分解成勵(lì)磁電流分量與轉(zhuǎn)矩電流分量，分別進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的高精度控制。
與V/F控制比較，矢量控制的優(yōu)勢
（1）低頻轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)秀
（2）動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，能快速響應(yīng)負(fù)載的變化
（3）速度控制精度高，能實(shí)現(xiàn)高精度的同步控制
（4）能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制，無PG反饋轉(zhuǎn)矩控制精度高，實(shí)現(xiàn)低成本的張力控制
2、主要技術(shù)
◆輸出頻率范圍：0.00～600.00Hz；
◆速度控制方式：SVC、VC、V/F控制、轉(zhuǎn)矩控制；
◆指令通道方式：操作面板、端子控制、遠(yuǎn)程通訊控制；
◆頻率給定方式：數(shù)字鍵盤給定、模擬量給定（電流、電壓信號(hào)）、脈沖頻率給定、遠(yuǎn)程通訊給定、PID閉環(huán)給定等。可實(shí)現(xiàn)給定的組合和給定方式的相互切換，方便現(xiàn)場調(diào)試及復(fù)雜工藝的要求；
◆起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大：0.5Hz/150% (SVC)、0Hz/180% (VC)；
◆過載能力： 150%額定電流 60s；180%額定電流 10s；
◆調(diào)速比： SVC：1：100，VC：1：1000；
◆載波頻率范圍：1.0K～16.0KHz；可根據(jù)溫度和負(fù)載特性自動(dòng)調(diào)整；
◆速度控制精度：±0.5%比較高速度(SVC)；±0.1%比較高速度(VC)；
◆自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR）：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，能自動(dòng)保持輸出電壓恒定；
◆轉(zhuǎn)矩控制：多種轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定方式，可實(shí)現(xiàn)有PG與無PG的轉(zhuǎn)矩控制；
◆高速脈沖輸入功能：可實(shí)現(xiàn)定長控制；
◆停機(jī)處理：停機(jī)剎車抱閘輸出功能；
◆斷線故障檢測功能：提供數(shù)字信號(hào)檢測與模擬量信號(hào)檢測方式；
◆提供兩套PID參數(shù)：可依據(jù)線速度、半徑、運(yùn)行頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)PID控制；
◆顯示功能：能顯示拉絲長度、拉絲線速度，顯示范圍廣；
◆定長自動(dòng)停車：定長自動(dòng)停車功能；
◆設(shè)計(jì)PID調(diào)節(jié)限幅功能：實(shí)現(xiàn)同步控制系統(tǒng)平穩(wěn)起停；
◆同步速增益：方便同步控制的調(diào)試；
◆配置卷徑計(jì)算功能：實(shí)現(xiàn)高精度張力卷取控制；
◆卷徑復(fù)位功能：可通過端子實(shí)現(xiàn)工字輪卷徑復(fù)位；
◆排線電機(jī)控制功能：帶FDT頻率檢測
3、外圍配置
◆可編程數(shù)字輸入：6路輸入，其中1路可作高速脈沖輸入(HDI1)，I/O卡可擴(kuò)展4路輸入；
◆可編程模擬量輸入：AI1：0～10V輸入，AI2：0～10V或0～20mA輸入，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展2路輸入(AI3:-10V～10V輸入，AI4：0～10V或 0～20mA 輸入)；
◆可編程開路集電極輸出：1路輸出，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展1路輸出（開路集電極輸出或高速脈沖輸出）；
◆繼電器輸出：2路輸出，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展1路輸出；
◆模擬量輸出：1路輸出，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展1路（0/4～20mA或0/2～10V）；
◆提供兩種控制電源：+24V，COM；+10V，GND；
4、可靠性設(shè)計(jì)
1、全系列獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)
◆ 全系列獨(dú)立風(fēng)道
◆ 散熱器安裝方式為柜體內(nèi)、柜體外可選，風(fēng)扇更換方便，變頻器維護(hù)簡單
◆ 極大提高了變頻器在拉絲等行業(yè)不同的應(yīng)用環(huán)境下長期運(yùn)行的可靠性
2、寬電網(wǎng)電壓設(shè)計(jì)
◆ 電網(wǎng)輸入電壓在-15%～15%，變頻器可安全運(yùn)行，用戶無須其他處理
3、18.5KW～90KW標(biāo)準(zhǔn)配備直流電抗器
◆ 提高輸入側(cè)功率因數(shù)
◆ 提高整機(jī)效率及熱穩(wěn)定
◆ 有效消除輸入側(cè)的高次諧波對(duì)變頻器的影響，減少對(duì)外圍的干擾
4、安全自檢功能
◆ 變頻器上電，系統(tǒng)對(duì)軟、硬件進(jìn)行完備的安全自檢
◆ 系統(tǒng)對(duì)功能參數(shù)的修改及設(shè)置進(jìn)行安全的鉗制，防止用戶對(duì)功能參數(shù)的誤設(shè)置
5、超強(qiáng)的保護(hù)功能
◆ 提供多達(dá)20多種的保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)變頻器、電機(jī)、外圍設(shè)備的全方位保護(hù)
◆ 提供故障自動(dòng)復(fù)位功能，方便常規(guī)故障的自動(dòng)排除
◆ 內(nèi)置雷擊過流保護(hù)裝置，有效提高對(duì)于感應(yīng)雷的自我保護(hù)功能
6、標(biāo)準(zhǔn)的制造平臺(tái)
◆ 具有防靜電、防腐蝕、防金屬粉塵的三防烤漆處理工藝
◆ 專業(yè)化流水生產(chǎn)線
◆ 嚴(yán)格的生產(chǎn)管理制度
拉絲機(jī)行業(yè)，涉及的設(shè)備種類非常多，常見的拉絲機(jī)有水箱式拉絲機(jī)、直進(jìn)式拉絲機(jī)、滑輪式拉絲機(jī)、倒立式拉絲機(jī)等，拉絲機(jī)主要應(yīng)用在對(duì)銅絲、不銹鋼絲等金屬線纜材料的加工，屬線纜制造行業(yè)極為重要的加工設(shè)備。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在拉絲機(jī)行業(yè)，承擔(dān)著拉絲調(diào)速、張力卷取、多級(jí)同步控制等環(huán)節(jié)，變頻器的應(yīng)用，大大提高了拉絲機(jī)的自動(dòng)化水平與加工能力、有效降低了設(shè)備的單位能耗與維護(hù)成本，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)同。
上圖為小型拉絲機(jī)的簡易示圖，從機(jī)械上，可以分解為拉絲部分與收線部分，從電氣控制上可以分解為拉絲無級(jí)調(diào)速控制與卷取的恒張力同步控制，通過張力擺桿的位置變化，回饋控制系統(tǒng)，經(jīng)過自動(dòng)運(yùn)算，改變卷取電機(jī)運(yùn)行速度，從而達(dá)到卷取與拉絲兩個(gè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)出恒張力與速度同步，并通過排線導(dǎo)輪電機(jī)，可以隨著卷取速度的不同，均勻地將成品金屬絲纏繞在卷取工字輪上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料的拉伸加工。
行業(yè)現(xiàn)狀：
行業(yè)的現(xiàn)狀，本材料只限于針對(duì)電氣控制部分的陳述，請(qǐng)讀者諒解！
小型拉絲機(jī)的控制模式，是目前主流的控制方式，拉伸與卷取控制由PLC或者工控機(jī)IPC來完成，變頻器接受PLC或者IPC的指令，實(shí)現(xiàn)拉伸級(jí)的無級(jí)調(diào)速與卷取的恒張力控制。該系統(tǒng)解決方案將直接導(dǎo)致成本高昂、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)難度大、維修成本高、系統(tǒng)控制響應(yīng)差等問題。
INVT推薦方案：
INVT向您推薦的控制方式，該兩種中型、小型、微型伸線機(jī)電氣控制方式，將卷取的同步與張力控制、系統(tǒng)開動(dòng)與停車控制、故障報(bào)警等功能集成在變頻器內(nèi)部，與機(jī)械系統(tǒng)融為一個(gè)整體，外部信號(hào)直接送入變頻器，經(jīng)內(nèi)部算法快速反應(yīng)在對(duì)系統(tǒng)的直接控制，大大提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，省去PLC、HMI、IPC，節(jié)省系統(tǒng)成本，降低故障點(diǎn)，并可根據(jù)用戶需求配置LED或者LCD操作盤，體現(xiàn)人機(jī)操作的人性化，方便用戶的操作、維護(hù)、調(diào)試與使用。
產(chǎn)品介紹： INVT-CHV130專用型變頻器
INVT-CHV130專用型變頻器，是在INVT-CHV100高性能矢量變頻器的硬件平臺(tái)與核心控制算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙變頻中型、小型及微型拉絲機(jī)控制的要求，開發(fā)出來一款專門針對(duì)雙變頻控制拉絲機(jī)的變頻器，為適應(yīng)行業(yè)應(yīng)用的要求，在硬件、軟件算法、結(jié)構(gòu)上都做了許多特殊處理，特別針對(duì)耐高溫、防金屬粉塵、防潮濕、防腐蝕等處理，大大增強(qiáng)了變頻調(diào)速器在拉絲機(jī)行業(yè)的可靠性。
1、電流矢量控制
INVT-CHV130專用型變頻器采用ARM（32位）+DSP（16位）雙CPU控制系統(tǒng)，功能控制與性能控制完全分離，底層高性能電機(jī)控制模塊采用電流矢量控制算法，即把定子電流按照坐標(biāo)變化分解成勵(lì)磁電流分量與轉(zhuǎn)矩電流分量，分別進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的高精度控制。
與V/F控制比較，矢量控制的優(yōu)勢
（1）低頻轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)秀
（2）動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，能快速響應(yīng)負(fù)載的變化
（3）速度控制精度高，能實(shí)現(xiàn)高精度的同步控制
（4）能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制，無PG反饋轉(zhuǎn)矩控制精度高，實(shí)現(xiàn)低成本的張力控制
2、主要技術(shù)
◆輸出頻率范圍：0.00～600.00Hz；
◆速度控制方式：SVC、VC、V/F控制、轉(zhuǎn)矩控制；
◆指令通道方式：操作面板、端子控制、遠(yuǎn)程通訊控制；
◆頻率給定方式：數(shù)字鍵盤給定、模擬量給定（電流、電壓信號(hào)）、脈沖頻率給定、遠(yuǎn)程通訊給定、PID閉環(huán)給定等。可實(shí)現(xiàn)給定的組合和給定方式的相互切換，方便現(xiàn)場調(diào)試及復(fù)雜工藝的要求；
◆起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大：0.5Hz/150% (SVC)、0Hz/180% (VC)；
◆過載能力： 150%額定電流 60s；180%額定電流 10s；
◆調(diào)速比： SVC：1：100，VC：1：1000；
◆載波頻率范圍：1.0K～16.0KHz；可根據(jù)溫度和負(fù)載特性自動(dòng)調(diào)整；
◆速度控制精度：±0.5%比較高速度(SVC)；±0.1%比較高速度(VC)；
◆自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR）：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，能自動(dòng)保持輸出電壓恒定；
◆轉(zhuǎn)矩控制：多種轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定方式，可實(shí)現(xiàn)有PG與無PG的轉(zhuǎn)矩控制；
◆高速脈沖輸入功能：可實(shí)現(xiàn)定長控制；
◆停機(jī)處理：停機(jī)剎車抱閘輸出功能；
◆斷線故障檢測功能：提供數(shù)字信號(hào)檢測與模擬量信號(hào)檢測方式；
◆提供兩套PID參數(shù)：可依據(jù)線速度、半徑、運(yùn)行頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)PID控制；
◆顯示功能：能顯示拉絲長度、拉絲線速度，顯示范圍廣；
◆定長自動(dòng)停車：定長自動(dòng)停車功能；
◆設(shè)計(jì)PID調(diào)節(jié)限幅功能：實(shí)現(xiàn)同步控制系統(tǒng)平穩(wěn)起停；
◆同步速增益：方便同步控制的調(diào)試；
◆配置卷徑計(jì)算功能：實(shí)現(xiàn)高精度張力卷取控制；
◆卷徑復(fù)位功能：可通過端子實(shí)現(xiàn)工字輪卷徑復(fù)位；
◆排線電機(jī)控制功能：帶FDT頻率檢測
3、外圍配置
◆可編程數(shù)字輸入：6路輸入，其中1路可作高速脈沖輸入(HDI1)，I/O卡可擴(kuò)展4路輸入；
◆可編程模擬量輸入：AI1：0～10V輸入，AI2：0～10V或0～20mA輸入，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展2路輸入(AI3:-10V～10V輸入，AI4：0～10V或 0～20mA 輸入)；
◆可編程開路集電極輸出：1路輸出，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展1路輸出（開路集電極輸出或高速脈沖輸出）；
◆繼電器輸出：2路輸出，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展1路輸出；
◆模擬量輸出：1路輸出，擴(kuò)展卡可擴(kuò)展1路（0/4～20mA或0/2～10V）；
◆提供兩種控制電源：+24V，COM；+10V，GND；
4、可靠性設(shè)計(jì)
1、全系列獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)
◆ 全系列獨(dú)立風(fēng)道
◆ 散熱器安裝方式為柜體內(nèi)、柜體外可選，風(fēng)扇更換方便，變頻器維護(hù)簡單
◆ 極大提高了變頻器在拉絲等行業(yè)不同的應(yīng)用環(huán)境下長期運(yùn)行的可靠性
2、寬電網(wǎng)電壓設(shè)計(jì)
◆ 電網(wǎng)輸入電壓在-15%～15%，變頻器可安全運(yùn)行，用戶無須其他處理
3、18.5KW～90KW標(biāo)準(zhǔn)配備直流電抗器
◆ 提高輸入側(cè)功率因數(shù)
◆ 提高整機(jī)效率及熱穩(wěn)定
◆ 有效消除輸入側(cè)的高次諧波對(duì)變頻器的影響，減少對(duì)外圍的干擾
4、安全自檢功能
◆ 變頻器上電，系統(tǒng)對(duì)軟、硬件進(jìn)行完備的安全自檢
◆ 系統(tǒng)對(duì)功能參數(shù)的修改及設(shè)置進(jìn)行安全的鉗制，防止用戶對(duì)功能參數(shù)的誤設(shè)置
5、超強(qiáng)的保護(hù)功能
◆ 提供多達(dá)20多種的保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)變頻器、電機(jī)、外圍設(shè)備的全方位保護(hù)
◆ 提供故障自動(dòng)復(fù)位功能，方便常規(guī)故障的自動(dòng)排除
◆ 內(nèi)置雷擊過流保護(hù)裝置，有效提高對(duì)于感應(yīng)雷的自我保護(hù)功能
6、標(biāo)準(zhǔn)的制造平臺(tái)
◆ 具有防靜電、防腐蝕、防金屬粉塵的三防烤漆處理工藝
◆ 專業(yè)化流水生產(chǎn)線
◆ 嚴(yán)格的生產(chǎn)管理制度