一、 目前拉絲控制的方式

目前國產的拉絲設備有大拉絲機、中拉絲機、細拉絲機三類，每一類拉絲機中根據線徑的不同又分為不同型號。大拉絲機和中拉絲機目前采用較多的依然是直流調速。但，近年來，隨著交流調速技術的飛速發(fā)展，尤其是高性能矢量控制變頻器的出現，交流調速性能已經接近直流調速的性能，同時，由于交流調速的方便和實用，大拉絲機和中拉絲機目前已經出現變頻化的趨勢。國產的細拉絲機主要是拷貝臺灣版本的細拉絲機，最初采用的是單變頻方式，也是目前生產量最大的細拉絲機。由于單變頻控制的細拉絲機的滑差量太大，影響后工序---銅線漆包的質量。對銅線要求比較高的場合，這種控制方式往往達不到用戶要求。于是雙變頻控制的、性能優(yōu)良的細拉絲機逐步占領市場。

目前雙變頻控制的細拉絲機，主要是采用張力控制板+主驅動變頻器+收卷變頻器。由于張力控制板只進行張力擺桿的位置控制，在拉絲機的速度到2000m/min左右時，張力板的控制效果就不太理想，張力擺桿不停的在上下擺動。擺桿的上下波動，說明張力控制不穩(wěn)定，這樣，將不可避免地影響細銅線質量，這也是目前眾多雙變頻控制的細拉絲機普遍存在又難以解決的問題。

二、 艾默生TD3300張力控制專用變頻器功能簡介

艾默生TD3300系列變頻器是在其高性能變頻器TD3000系列的基礎上，針對張力控制行業(yè)推出的一種專用變頻器。艾默生TD3300系列變頻器整合了絕大多數張力控制器的功能特點，能夠取代目前的大部分張力控制器，節(jié)省用戶投資；其完善的功能，精確的控制，高可靠性，能夠滿足用戶各種要求；同時艾默生變頻器優(yōu)秀的電網適應性和良好的售后服務，解決了用戶的后顧之憂。

艾默生TD3300張力專用變頻器具備如下專用功能：

1） 備TD3000矢量變頻器的所有高性能；
2） 可實現張力閉環(huán)控制和張力開環(huán)控制，滿足各種卷取控制要求；
3） 多種卷徑計算功能，滿足不同場合；
4） 多種線速度測量方式，方便用戶選用；
5） 可以實現張力錐度的多種方式控制，進一步提高產品質量；
6） 具有拉絲機卷繞控制的特殊解決方案；

三、 張力變頻器TD3300在蓉勝公司的應用

廣東蓉勝超微線材股份有限公司是目前亞洲最大的超微線生產基地。目前該廠有單變頻細拉絲機、雙變頻細拉絲機300多臺，由于中國經濟的蓬勃發(fā)展，目前的產能已經明顯不能滿足市場的需求。為了進一步擴大產能，廣東蓉勝超微線材股份有限公司決定自主生產300臺不同型號的雙變頻控制的細拉絲機。

由于艾默生公司TD3300張力專用變頻器基本具備數種張力解決方案，廣東蓉勝公司決定采用艾默生公司的TD3300系列變頻器作為細拉絲機的收卷驅動部分，由于主驅動部分對變頻器沒有特殊要求，選用艾默生公司TD1000與TD2000系列通用變頻器作為系統(tǒng)的主驅動部分。

另外，TD3300由于具備兩組PID參數可以設定，使兩組PID參數按照一定的函數關系隨著卷徑變化改變參數，完全克服了大卷徑響應慢，小卷徑振蕩的問題。這是因為大卷徑時，慣量會大大增加，需要更快的響應速度，而小卷徑的時候，參數過大則容易出現振蕩。

同時，TD3300系列變頻器具備斷線（帶）自動檢測功能，用戶完全可以不用安裝斷線開關（或接近開關），縮短了生產周期，同時節(jié)約了成本。

廣東蓉勝公司通過對深圳市興合實業(yè)有限公司以往在拉絲行業(yè)生產的控制系統(tǒng)進一步考察，決定：控制系統(tǒng)由艾默生能源系統(tǒng)有限公司變頻器代理商---深圳市興合實業(yè)有限公司與廣東蓉勝公司共同開發(fā)（增加蓉勝公司特有功能），機架由廣東蓉勝公司生產。

24模細拉絲機工作簡圖：

圖1：24模細拉絲機工作簡圖
四、雙變頻控制細拉絲機控制原理及接線圖

圖2：拉絲機工作主電路

圖3：主驅動變頻器與收卷變頻器接線圖

圖4：PLC接線圖
控制方案：

張力閉環(huán)控制的速度模式：

υ=υ1×（D0/D）+Δυ

由帶（線）材的線速度和卷筒的卷徑實時計算出同步速度υ1×（D0/D），然后通過張力檢測裝置反饋的張力信號與張力設定值構成PID閉環(huán)，調整變頻器的頻率指令。

υ為卷曲給定速度；υ1為主機實際輸出的線速度，利用主驅動變頻器的模擬輸出按空卷時對應的比例取得；D0為空筒卷徑；D為實際卷徑；Δυ為過程PID的輸出量，由變頻器內置PID實現，反饋信號為張力擺桿（電位器）的輸出。
系統(tǒng)控制要求：

主驅動用艾默生TD1000系列通用變頻器，采用模擬電壓給定速度的方式，加減速度時間設定均為50~70S，加減速度方式為S曲線加減速度。卷繞部分采用TD3300系列張力專用變頻器驅動，要求銅線上張力恒定，張力擺桿保持在恒定位置，不能有明顯的波動。

控制難點：

1） 末級銅線極細（0.02~0.05mm；0.05~0.1mm），極易拉斷，卷滿銅線的卷筒很重，轉動慣量很大。廣東蓉勝公司的卷筒比目前市場上普遍采用的卷筒直徑還要大，滿卷時，卷筒慣量明顯高于其他公司。所以對系統(tǒng)的快速響應要求非常高。既要快速跟蹤主驅動的速度變化，又要調節(jié)線上張力恒定，還不能有明顯的抖動。

2） 要求啟動時要緩緩平穩(wěn)啟動；正常停機時，同步要保持一致，而且不能斷線。

3） 主驅動部分與收卷部分的滑差控制在0.1%以內。

五、 系統(tǒng)調試注意事項

1）線速度的同步。細拉絲機的工作速度非常快（2000m/m），僅僅依靠PID調節(jié)來控制，作用非常有限。采用艾默生TD3300變頻器的張力閉環(huán)速度模式，這種控制方式要求主拉引電機的線速度與收卷電機在空卷時刻（此時轉速最高）基本保持一致。這樣可以大大減少PID的調節(jié)量，對系統(tǒng)的高速穩(wěn)定非常有利。

2）張力擺桿的問題。對于拉絲機的使用廠家來說，對配重的理解僅僅認為配重可以改變收線的松緊程度，對控制的影響認識不足。但是，當張力擺桿上配重比較輕時，開機的時候因為擺桿在下限位置，此時主給定與PID共同作用使卷繞電機加速，銅絲張緊，擺桿上移比較快，移動到平衡位置以上時，PID 運算的結果使得卷繞電機減速，擺桿又下墜。這樣在啟動過程中，擺桿將不易平衡。合適的配重對系統(tǒng)的正常運行是極其重要的。而且生產不同的產品時，要移動配重到合適的位置，以保證合適的張力。