摘要：本文介紹了匯川H2U系列PLC控制超微線雙變頻無(wú)擺桿拉絲機(jī)的恒定滑差，它具有運(yùn)算速度快、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、通訊速率高等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了精確采樣與控制。
一、前言
超微線指生產(chǎn)的絲進(jìn)線線徑0.1—0.5mm之間，出線線徑0.03—0.15mm之間。
傳統(tǒng)超微拉絲機(jī)多為單變頻，系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)定速輪與導(dǎo)輪速度來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)錐輪上皮帶位置控制速差（改變到收線輪的速比），但隨著市場(chǎng)的發(fā)展，客戶(hù)要求越來(lái)越高，單變頻拉絲機(jī)的缺點(diǎn)越加明顯。首先是錐輪皮帶增加了故障點(diǎn)，磨損嚴(yán)重，損壞率很高；其次是運(yùn)行速度受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制無(wú)法提高，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率的提高；還有單變頻拉絲機(jī)機(jī)械制造難度大成本并不低。為此雙變頻拉絲機(jī)采用PLC無(wú)接觸檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理精確控制兩電機(jī)的運(yùn)行頻率保證滑差恒定，具有故障率低、運(yùn)行速度高特點(diǎn)，成為未來(lái)超微拉絲機(jī)發(fā)展的方向。
二、雙變頻拉絲組成
如下圖所示，由拉絲機(jī)和收線機(jī)兩個(gè)動(dòng)力環(huán)節(jié)，放卷為自由放線，拉絲的速度通過(guò)電位器輸入到AI2控制整機(jī)速度。PLC通過(guò)檢測(cè)定速輪和導(dǎo)輪的脈沖密度計(jì)算出脈沖差，控制收線變頻器頻率確保滑差恒定。由于超微線拉絲機(jī)出線的絲很細(xì)用擺桿來(lái)檢測(cè)張力會(huì)造成絲的損傷，同時(shí)擺桿運(yùn)行時(shí)的跳動(dòng)也極易斷絲，因此它與傳統(tǒng)的水箱拉絲機(jī)比少了直接張力檢測(cè)的擺桿環(huán)節(jié)。HMI做為數(shù)據(jù)設(shè)定和運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控。
圖示
三、PLC控制原理
PLC的核心控制是拉絲線速度與收線線速度的差，也就是滑差恒定，間接地保證收線張力的恒定。由上圖可知通過(guò)導(dǎo)輪檢測(cè)線速度信號(hào)輸入給PLC的X0，導(dǎo)輪的回轉(zhuǎn)屬于自由狀態(tài)摩擦系數(shù)很小，所以線與導(dǎo)輪之間沒(méi)有打滑，導(dǎo)輪檢測(cè)到的線速度反應(yīng)的是材料真實(shí)線速度及收線速度。定速輪通過(guò)X1檢測(cè)反應(yīng)的是拉絲的速度，但拉絲必須有滑差，需比收線的線速度快，否則出來(lái)的絲就很緊易造成斷絲；相反如果定速輪線速度太快滑差太大出來(lái)的絲太松，松的絲沒(méi)有即時(shí)的收起將出現(xiàn)絞絲一樣會(huì)斷絲，為此只有保證滑差在一定的偏差內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)正常開(kāi)機(jī)和拉出合格的絲，滑差實(shí)際值與設(shè)定的滑差偏差要控制在+0.1至-0.1m/s之間。拉絲機(jī)由AI2輸入后恒速運(yùn)行，PLC通過(guò)檢測(cè)計(jì)算后的滑差來(lái)控制收線頻率f=f1+f2。
四、H2U系列PLC在拉絲機(jī)上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
a)指令執(zhí)行時(shí)間快
整個(gè)程序3335步，內(nèi)部使用了大量復(fù)雜指令如PID、SPD、浮點(diǎn)計(jì)算、浮點(diǎn)比較等，監(jiān)控到的掃描時(shí)間僅為6ms。
b)通訊速度快編程簡(jiǎn)單
MODBUS通訊最高波特率為38400BPS使PID的快速的調(diào)節(jié)成為可能，而絕大多品牌小型機(jī)只到19200BPS。通訊編程簡(jiǎn)單，用一條RS指令即可實(shí)現(xiàn)其余程序都由系統(tǒng)程序完成，無(wú)需客戶(hù)了解復(fù)雜的MODBUS協(xié)議和CRC校驗(yàn)算法，輕松實(shí)現(xiàn)通訊控制。
c)靈活的通訊接口
主CPU模塊自帶RS485通訊接口和編程口（編程口可通過(guò)跳線實(shí)現(xiàn)RS422與RS485切換），無(wú)需客戶(hù)另購(gòu)?fù)ㄓ嵞K，為客戶(hù)節(jié)省了成本。同時(shí)H2U系列PLC還支持?jǐn)U展RS232RS422等通訊接口。
d)數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)
支持浮點(diǎn)計(jì)算、浮點(diǎn)數(shù)比較、PID計(jì)算、脈沖密度采集等復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理使您輕松實(shí)現(xiàn)精確控制。
e)高速速脈沖輸入輸出
匯川H2U系列PLC最多單相計(jì)數(shù)支持同時(shí)6路100K高速脈沖；雙相計(jì)數(shù)支持兩路50K高速脈沖，并且可設(shè)為4倍頻模式；5路100K輸出。實(shí)現(xiàn)多路高速脈沖采樣和多軸輸出，高密度的脈沖信號(hào)作為數(shù)據(jù)信號(hào)替代模擬量接口，使客戶(hù)節(jié)約更多成本。
f)支持與多品牌的HMI通訊
一年多來(lái)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)部的努力，匯川H2U系列PLC已經(jīng)和絕大多數(shù)品牌的HMI通訊自如，使H2U有很強(qiáng)的融合性。
g)編程界面更人性化
匯川PLC在推向市場(chǎng)時(shí)就充分考慮到客戶(hù)的易用性和使用的習(xí)慣，為此編程環(huán)境更加的人性化，讓您輕松實(shí)現(xiàn)編程和程序的轉(zhuǎn)換。
h)加密性好
每個(gè)密碼都對(duì)應(yīng)8個(gè)ASCII碼數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)多種組合，所有加密處理都在主芯片內(nèi)進(jìn)行，保護(hù)你的知識(shí)產(chǎn)權(quán)永不受侵犯。
k)大程序容量
程序容量最大到24K,無(wú)需擴(kuò)展外部存儲(chǔ)，節(jié)約成本。
五、結(jié)速語(yǔ)
匯川H2U系列PLC在超微雙變頻無(wú)擺桿拉絲機(jī)上的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜指令應(yīng)用并大批量的可靠運(yùn)行，充分說(shuō)明H2U系列PLC成熟與強(qiáng)大處理能力，是您設(shè)備實(shí)現(xiàn)靈活精確控制的理想選擇。
