广东是一个轻工业为主的工业大省，其电子业比较发达和集中，电子产品占有工业比例教大。其电子产品对不锈钢弹簧的需求占全国的30%左右。现国内市场上生产弹簧用的不锈钢线材的直进式拉丝机，主要以进口为主，包括德国、意大利、韩国等地进口的拉丝机为主，这些系统有直流调速的，也有交流变频调速的。现在这些设备在一些大的钢联线生产厂还在应用。直进式拉丝机是目前较先进且有发展前途的拉丝设备，随着国内机械加工能力的提高，以及自动化控制技术的发展，直进式拉丝机已基本实现国产化。在江阴、靖江、深圳龙岗等地的几家拉丝机生产厂，都已生产出交流变频同步调速的直进式拉丝机。在这些设备上，目前应用的大都是进口的变频器，如：Danfoss、ABB、施耐得等，而国产的变频器目前只有汇川、高仕达等几少数品牌可用。
本工司技术人员在经过长期的技术开发和实践，开发了应用国产变频器加简易 PLC 控制的变频调速直线式拉丝机电控系统。该系统结构简单、操作方便，简化维护成本，较原来系统节约20%成本， 是基于降低机械成本、提高产品竞争力的设计思想最心新推出的机电一体化高科技产品。 该机使用通用型 PLC和国产变频器控制，利用高精度感应式传感器检测各路拉丝过程中的张力大小，自动控制变频器的输出频率，实行平稳平滑控制，增加线材的稳定性和光洁度。它克服了集线式拉丝机在拉拔过程中存在有不规则的旋转扭力，这种不规则的内应扭力将直接影响了丝的质量，增加线材的损耗。本直线式拉丝机电控系统的研制成功，给国内使用与生产拉丝机行业的技术改造和新产品开发闯出了一条新路，不但在工艺上得到了保证，与以往的直线式拉丝机相比，成本大为下降，满足工艺要求，适合中国国情，是拉丝机行业的首选机型。
二、工作原理 :
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直进式拉丝机是有多个拉拔头组成的小型的连续生产设备，通过逐级拉拔，可以一次性地把钢丝冷拉到所需的规格，所以工作效率比较高。但是，由于通过每一级的拉拔后，钢丝的线径发生了变化，所以每个拉拔头工作线速度也应有变化。
根据拉模配置的不同，各个拉拔头的拉拔速度也要变化。拉拔速度的基准是每个时刻通过拉模的钢丝的秒流量体积不变，即使以下公式成立：
πR²×V1= πr²×V2
其中 R：进线钢丝的直径
V1：进线钢丝的线速度
r： 出线钢丝的直径
V2：出线钢丝的线速度
直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的公式，保证各个拉拔头同步运行。但是，以上的说明是基于理想状态的稳态工作过程，由于机械传动的误差以及机械传动的间隙，还有在起动、加速、减速、停止等动态的工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，所以，现在大多数的直进式拉丝机上都有张力传感器，动态测量各个拉拔头间的钢丝的张力，再把张力转换成标准信号(0~20mA或0~10V)，用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID过程控制，在主速度上叠加上PID计算的调整量，保持各个张力检测点的张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作在同步恒张力的工作状态。
以深圳龙岗生产的400 型直线式不锈刚拉丝机为例，对该机控制原理加以阐述。本机采用三菱PLC和星河变频器为控制系统核心，用 9台变频器分别控制 9 台交流电动机，将高精度位移传感器用于 8个卷筒拉拔丝的张力涉取装置,取人机界面为直观控制。在充分分析了拉丝机工艺的基础上，着中考虑了以下几个方面对系统的影响：
1. 拉丝机启动时，拉拔力较大，随着速度的逐渐增加拉拔力迅速减小，在达到一定的转速后，拉拔力便只有微小增加。
2. 原料进丝时，本身会有一些缺陷，表面处理不完全等，这些都将影响拉丝机的稳定性。
4. 电机的转差率会由于负载的变化而变化。
5. 拉丝过程中最重要的被控量是丝的张力，而断丝和积线是张力变化的两种极端情况，所以只要保证张力在某一范围内变化，就可保证拉丝机的稳定运行。
系统的领航速度是由最后一台拉拔变频器决定的，再根据每道拉模的压缩比与减速比，计算其它每个机台的主给定速度，由于机械上的误差和拉模的磨损，使得给定的参数与实际的数值有一定的差异，这个差异就通过张力臂来纠正。事实上，张力臂下面连接着一只位置传感器，该传感器测量出张力臂的转动角度，输出一个0～10V的模拟量信号给变频器，变频器再根据设定的位置值（一个相对与10V的百分比值），经过PID计算，在输出频率上叠加上一个纠偏量，消除上述的差异。
系统中，触模屏作为人机界面，起着人机接口的作用，每道拉模的压缩比，就是通过触模屏输入的，并且，触模屏还能存储若干套不同的拉模参数，方便用户快速选择成套拉模参数，而不必每次都要输入参数，方便了用户，提高了效率。触模屏还显示工作中各道拉模的实际工作参数，包括电压、电流、速度等等，在系统出现报警时，触模屏上及时显示系统故障的内容，方便用户及时诊断，排除一些简单的故障。触模屏与PLC是通过MPI连接的，速率为：187.5K。
PLC是整个系统的控制中心，控制着整个系统的工作流程。通过按钮的操作，控制每个机台的前联动、后联动、点动及整个系统点动、自动运行。根据触模屏输入的拉模压缩比参数，计算每个机台的同步速度，并通过Profibus总线传输给变频器，由变频器直接驱动机台电机工作。PLC还通过Profibus总线，从变频器中读取变频器的工作参数，对变频器的各种工作异常作出处理，并及时通过触模屏显示。
四、功能与性能指标
功能：
1、 在 PLC 控制下，实现由交流变频器对交流异步电机的平滑无级变频调速。
2、 采用 PLC 工业可编程控制器实现各种开关量逻辑组合，改变程序便可变更逻辑功能。操作使用灵活 . 方便。
3、 具备安全自动停机功能。
4、 断 2 丝保护 . 自动停机。
5、 各拉丝头可独立启动 . 停止 . 调速。
6、 低速软启动。启动速度与时间可调。
7、 各头设有低速点动开关。
8、 整机有联动功能，可同时启动和停止。
9、 设备控制收线机接口 . 收线机与尾头同步工作，也可单独开启。
10、 无启动冲击电流，不会对电网造成负载电压波动。且电流 . 电压可随时观察。
性能：
1•进线直径 2.2 ， 出线直径最小 0.8
2•出线速度可达 600 米 / 分
3•稳定性 ≤ 1HZ
从调试结果看，我们的方案是正确的，系统能够运行在一个稳定状态，而对系统的简化使整体结构简单，故障少，参比量与基准量的闭环处理是保证系统稳定工作的关键。
五、注意事项
1、拉丝机拔丝在运行的过程中，如无紧急情况需要无条件停车时，一般不要用杠杠或停车按钮操作，因本变频器未加装再生系统，急停容易造成过载保护，过载保护太多时，容易引起变频器故障。
3•上丝时从低速逐渐向高速调试过程中，要用总调速钮慢升，停机时也要用总调速钮慢降速，防止调速过快，超负载保护。
5•速度调节时，要慢转调速旋钮，不要调速过快。
6•空频器控制柜所在环境温度不得超过 50 ℃。
7•控制回路联结要用 0.5 ～ 0.75mm 2 屏蔽线。
8•变频器外壳要可靠接地，接地电阻 <10 欧。
9•环境温度过大时，要对一些外接触点采取密封措施。
10•柜体及操作台，安装在远离灰尘、油雾、导电杂物及腐蚀性混合体的场所。
11•禁止在 PLC 空端子上接线。
12•禁止输入控制线与输出控制线安排在同一电压内，不允许输入 , 输出线在同一导管内通过或捆扎在一起。
13．输入。输出控制线一般在 20m 内为宜。
15．定期用清除操作台和柜体内包括 plc 及变频器等主要电气部件的灰尘。
