MM440变频器在钢丝/钢管复绕生产线上的应用
2010/4/28 12:09:00
一、简述
OPGW光缆是近几年来流行的特种光缆，其优良的使用方式和广泛用途使其具有广泛的市场。由于生产这种光缆所需要的不锈钢管，钢丝，铝合金和铝包钢丝通常是散圈提供或采用1米盘包装，而OPGW生产线上所使用的线盘规格为0.63米，因此需要一种复绕机，将散装的原材料复绕到0.63米的小盘上。
二、技术要求和系统构成
1、技术要求：生产线速度：≥300m/min；
张力要求：A：不锈钢管：10N≤F≤50N；
B：钢丝，铝包钢丝：100N≤F≤250N；
C：铝合金丝：50N≤F≤150N；
记米精度：0.2%；
排线速度：自动跟踪收线速度；
2、系统构成（电气部分）
收线，排线和放线电机均采用变频电机，驱动器采用SIEMENS的MM-440系列变频器，操作和生产工艺参数显示采用SIEMENS的TP-070触摸屏，全线控制采用SIEMENS的S7-226+EM-231构成。S7-226的port0用于和MM-440通讯（USS4），port1用于和TP-070通讯。
三、各系统简介
1、收线速度控制
收线用于收卷钢丝，钢管。上下，开合线盘采用电动机带动丝杆的方式。电机采用普通的交流电机加接触器控制。而收线电机采用变频电机和MM-440控制。
收线速度由速度电位器通过EM-231送入S7-226，再通过USS4协议由S7-226加到MM-400上。由于生产线的速度较快，线盘具有较大的转动惯量。收线的加速度不宜太大，因此收线速度的设定采用PID运算。同时收线盘应采用高速平衡盘。
驱动器类型：MM-440，7.5KW。
MM-440设定：P700=5 P731=52.3（驱动风机） P1000=5 P2009=1 P2010=6 P2011=0
2、线径控制
由于排线速度需要根据线径自动跟踪收线速度（U=K*ω*D）。
其中U：排线速度，K：修正系数，ω：收线速度，D：线径
所以排线电机驱动器的设定由以下两个因素决定：
收线速度通过旋转编码器测定，其信号通过S7-226的I0.6和I0.7送入PLC（高速计数器4），PLC编程采用定时中断，在单位时间内测量高速计数器的计数值妈为收线速度。
线径设定通过TP-070设定，并送入PLC，PLC将上述两个参数相乘并乘以相应的修正系数（根据机械变速比决定），即为排线速度，通过USS4协议送入MM-440。
需要注意的是，由于排线电机在使用过程中需要高速换向，因此当收到换向信号时，电机需要高速的降速和升速过程，MM-440需外接制动电阻。
排线驱动器类型：MM-440，0.75KW。
MM-440设定：P700=5 P731=52.3（驱动风机） P1000=5 P1120=3 P1121=3 P1234=
P1235= P1237= P2009= 1 P2010=6 P2011=1
3、放线张力控制
在整条生产线上，收线电机决定线速度，而张力则是由放线电机决定，由于较高的张力要求，放线需采用主动工作方式。
当复绕不锈钢管时采用速度方式，P1000=2，速度给定由跳舞轮电位器送入PID板，经过PID运算由MM-440模拟量输入1#口输入。其张力的大小由舞蹈轮的配重决定。
当复绕钢丝，铝包钢丝，铝合金丝时采用张力方式，P1000=5，速度给定由USS4协议设定一个反向速度，当钢丝拉紧以后，速度环饱和，根据线速度和放线角速度即可以确定放线盘半径，根据工艺张力要求，通过设定电机电流比率（P0640）即可以控制张力。
由于在张力方式时放线电机处于发电状态，因此驱动器必须外接制动电阻，制动电阻必须具有足够的制动电流和功率。
放线驱动器类型：MM-440，7.5KW
MM-440设定： P700=5 P0640=150（速度方式）或根据工艺设定（张力方式）
P731=52.3（驱动风机） P1000=2或5（根据速度和张力的方式切换由USS4写入MM-440）
P1237=5 P2009= 1 P2010=6 P2011=2
4、计米和线速度系统
计米和线速度传感器采用旋转编码器，由S7-226的I0.1和I0.2端（高速计数器0）送入PLC。该计数器值乘以修正系数（有计米轮径和编码器线数决定）即为计米值。单位时间内高速计数器的计数值即为全线速度。计米值和全线速度通过TP-070显示。
四、设计特点
由于采用USS4协议，电气系统具有以下特点：
1、电气硬件设计简洁，明快。给调试和维修带来很大方便。
2、系统抗干扰能力大为提高。
3、改变工作方式非常方便（由于MM-440采用BICO技术，通过USS4改变关键参数，即可以达到目的）。
4、由于采用USS4协议和MM-440变频器，大大降低了制造成本。通常类似的系统需采用直流系统，昂贵的直流电机和驱动器，是制造成本居高不下的根本原因。而采用MM-440则可以较低的成本，达到上述工艺目的。另外由于采用USS4协议可以省略D/A模块，在一定程度上也可以降低成本。
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