摘要：闡述了在電線電纜行業(yè)設(shè)備制造及設(shè)備更新過程中，利用艾默生" title="艾默生">艾默生非標(biāo)EV-1000變頻器的特有功能來降低設(shè)備成本、減少故障、減輕設(shè)計(jì)任務(wù)的幾個工程實(shí)例。
關(guān)鍵詞：閉環(huán)控制" title="閉環(huán)控制">閉環(huán)控制 PID 低成本 少故障
1 引言：
在電線電纜行來中，許多工藝流程都是從放線開始到收線結(jié)束，其中放線環(huán)節(jié)中，怎樣克服放線過程中的放線張力不均勻的現(xiàn)象，是許多設(shè)備設(shè)計(jì)工程師與產(chǎn)品控制工程師所迫切解決的問題。在以往的電氣設(shè)計(jì)過程中，電氣設(shè)計(jì)工程師常采用PLC的A/D、D/A" title="D/A">D/A模塊、張力控制工藝PCB板，通過讀起張力擺桿電位器" title="電位器">電位器的電位來獲得所需求的放線快慢程度，這種保持張力恒定的方法，由于一般情況下采取張力擺桿電位器的信號線及從D/A模塊發(fā)出的控制變頻器速度的模擬信號線過長容易造成信號的失真，再加上不同軸徑的收線輪對應(yīng)著不同的PLC的PID內(nèi)部調(diào)節(jié)參數(shù)，如PID設(shè)定不合適，容易讓電氣控制下的放線輪處于不穩(wěn)定狀態(tài)，最終讓張力處于難于恒定的狀態(tài)，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。
2 艾默生非標(biāo)EV-1000變頻器在倒軸機(jī)中控制放線輪的運(yùn)行原理
相關(guān)的參數(shù)通過人機(jī)界面來設(shè)定。人機(jī)界面如圖一：
（ 圖一）
倒軸機(jī)的電氣控制整體如圖二：
（ 圖二）
倒軸機(jī)開機(jī)的工作流程：
1） 調(diào)整張力擺桿在平衡位，保障張力擺桿沒有在上下限位位置；
2） 在人機(jī)界面的“品質(zhì)異常畫面”中，將“上次計(jì)米”，“不良計(jì)米”，“不良計(jì)米次數(shù)”清零；
3） 查看人機(jī)界面的“異常報(bào)警畫面”是否有報(bào)警信息，如有，請按“報(bào)警復(fù)位”按紐復(fù)位，或排除相關(guān)故障；
4） 在“數(shù)據(jù)顯示畫面”中，按工作的需要設(shè)定“卷取計(jì)米”“放線計(jì)米”“到米停機(jī)”這些必要的工藝參數(shù)，其中“到米停機(jī)”要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況來設(shè)定；
5） 在“運(yùn)轉(zhuǎn)畫面”中，按工藝要求選擇接頭儀、凹凸儀的開與關(guān)，以及設(shè)備的“自動”和“手動”狀態(tài)，在“手動”狀態(tài)，接頭儀等不報(bào)警；
6） 在“運(yùn)轉(zhuǎn)畫面”中，選擇按下“放線啟/停”面板開關(guān)，讓放線馬達(dá)處在放線狀態(tài)；
7） 啟動控制面板" title="控制面板">控制面板上的“啟動”按紐，啟動整個控制系統(tǒng)，在控制面板上旋轉(zhuǎn)電位器設(shè)定收線速度，收線機(jī)自動加速到設(shè)定線速范圍，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行；
8） 當(dāng)計(jì)米到達(dá)設(shè)定到米停機(jī)，收線馬達(dá)減速停機(jī)至計(jì)米數(shù)剎車，系統(tǒng)停機(jī)；
當(dāng)裝入新的收線輪，請重復(fù)上述工作流程。
2．1放線輪與收線輪的控制
放線輪的放線速度取決于收線輪的收線速度，由于收線輪總是有一個起始與減速停止的過程，這樣給放線輪一個不恒定的速度，同時(shí)由于電線電纜在線輪上的變化，在轉(zhuǎn)速一定的情況下，線速也是不斷變化的。收線張力的大不小直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)。張力過大，收線過緊，對于小徑線易變形或拉斷內(nèi)蕊；張力過小，收線輪在收線時(shí)會在卷芯上產(chǎn)生軸向滑動而錯位，形成收線不整齊。所有這些，這就要求放線輪能根據(jù)張力擺桿的平衡位置對自己的速度作出修正。
2．2 PLC的輸入輸出控制電氣原理圖如圖三、圖四
（ 圖三）
（ 圖三）
從圖三圖四看出，PLC輸入輸出的只是簡單的控制信號，很是簡便。
2．3放線變頻器（采用非標(biāo)艾默生EV-1000系列）的電氣原理圖如圖五：
依上圖將張力擺桿電位器接入EV-1000的相應(yīng)接線端子，調(diào)整變頻器參數(shù)中的相關(guān)參數(shù)如下：
2．4收線變頻器（采用普通艾默生EV-1000系列）的電氣原理圖如圖六：
（圖五）
（ 圖六）
參數(shù)設(shè)置情況如下：
F7。00 X1=12
F7。01 X2=13
F7。02 X3=35
F7。03 X4=25
X1、X2的加速與減速是通過人機(jī)界面來調(diào)整的。
2．5 斷線檢測的處理：
斷線檢測是根據(jù)張力擺桿的下限位置來檢測的。當(dāng)張力擺桿下降到下限位置，下限位置感應(yīng)器作出斷線的判斷，從而讓系統(tǒng)停下來，同樣方式，當(dāng)張力擺桿升到擺桿上限位置，系統(tǒng)作出收線過速的判斷，從面讓系統(tǒng)作出調(diào)整。
在正常情況下，收線電機(jī)只作收線的正轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)火花機(jī)與結(jié)頭儀檢測到異常時(shí)，電氣系統(tǒng)的報(bào)警器會報(bào)警提醒操作人員，同時(shí)收線電機(jī)會自動馬上減速并以R2設(shè)定的轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)，直到將已卷入的含故障部分的電線電纜倒入到放線輪為止，在這一過程中，由于張力擺桿的平衡作用，放線輪也會反轉(zhuǎn)而收回放出的全部含異常點(diǎn)的電線電纜，從而達(dá)到檢測的目。
3 艾默生非標(biāo)EV-1000變頻器在自動打餅機(jī)中控制收線輪的運(yùn)行原理
一般情況下，押合機(jī)的收線輪常是很大輪徑的，因?yàn)檠汉蠙C(jī)的押出速度比較的快，故輪徑大有轉(zhuǎn)速慢的優(yōu)點(diǎn)。隨著工藝的不斷提高，以及電氣技術(shù)的更新進(jìn)步，自動打餅機(jī)愈來愈多地出現(xiàn)在押合機(jī)的收線連續(xù)工作的場合。
作者將艾默生非標(biāo)EV-1000變頻器應(yīng)用在自動打餅機(jī)的收線輪上，取得了很好的性價(jià)比效果，原理如下：將張力錘的電位器如圖五方法并聯(lián)引入控制二個收線輪的變頻器中，收線輪的收線速度由押合機(jī)的押出速度來控制，押合機(jī)的押出速度由控制面板來設(shè)定。當(dāng)一個收線輪達(dá)到預(yù)定收線的米數(shù)，則PLC啟動另一個收線輪，并按張力錘的電位器反應(yīng)出的張力要求來運(yùn)行到將達(dá)到預(yù)定米數(shù)的那個收線輪的速度，用來實(shí)現(xiàn)平滑的自動換輪。到了設(shè)定收線米數(shù)，由機(jī)械導(dǎo)入到空的收線輪上，達(dá)到收線米數(shù)的收線輪減速停止，以讓工作人員更換上另一個空的收線輪。
上述艾默生非標(biāo)的EV-1000變頻器的應(yīng)用，實(shí)際上很好地解決了電線電纜行來中電動放線架及收線輪的電氣控制問題。由于接線簡單，變頻器內(nèi)自帶的PID與閉環(huán)控制功能，省去了以前必須由A/D、D/A模塊來轉(zhuǎn)換的工作及PLC的編程工作。這一切，讓一個普通的電氣維修人員都可以做到。因此，艾默生非標(biāo)的EV-1000變頻器是改造現(xiàn)有電線電纜行業(yè)中原來機(jī)械式的放線架的一個首選，當(dāng)然也是新添置電氣控制下的放線架與收線輪的一個很好方案。
艾默生非標(biāo)EV-1000變頻器在電線電纜行業(yè)中的應(yīng)用，對設(shè)備制造的供應(yīng)商來講，由于該變頻器集成了PLC范疇的D/A模塊、A/D模塊及 PID，故在成本上有一定的降低，而在設(shè)計(jì)上的難度也相應(yīng)下降；對生產(chǎn)電線電纜的廠家來講，減少了因自動化硬件與軟件所帶來的故障，降低了對設(shè)備供應(yīng)商在設(shè)備維護(hù)技術(shù)上的依賴性，同時(shí)由于技術(shù)門檻的降低，令電線電纜生產(chǎn)的廠家利用自身能力改造設(shè)備的能力得到顯著提高。再加上艾默生遍布的服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)及免費(fèi)的技術(shù)支持熱線，相信這一款非標(biāo)的變頻器能得到廣泛的推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：《EV1000系列變頻器用戶手冊》