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摘要：闡述了在電線電纜行業設備制造及設備更新過程中，利用艾默生非標EV-1000變頻器的特有功能來降低設備成本、減少故障、減輕設計任務的幾個工程實例。
關鍵詞：閉環控制 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束，其中放線環節中，怎樣克服放線過程中的放線張力不均勻的現象，是許多設備設計工程師與產品控制工程師所迫切解決的問題。在以往的電氣設計過程中，電氣設計工程師常采用PLC的A/D、D/A模塊、張力控制工藝PCB板，通過讀起張力擺桿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著不同的PLC的PID內部調節參數，如PID設定不合適，容易讓電氣控制下的放線輪處于不穩定狀態，最終讓張力處于難于恒定的狀態，從而影響產品的品質。
2艾默生非標EV-1000變頻器在倒軸機中控制放線輪的運行原理
相關的參數通過人機界面來設定。人機界面如圖一：
（ 圖 一）
倒軸機的電氣控制整體如圖二：
（ 圖二）
倒軸機開機的工作流程：
1） 調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） 在人機界面的“品質異常畫面”中，將“上次計米”，“不良計米”，“不良計米次數”清零；
3） 查看人機界面的“異常報警畫面”是否有報警信息，如有，請按“報警復位”按紐復位，或排除相關故障；
4） 在“數據顯示畫面”中，按工作的需要設定“卷取計米”“放線計米”“到米停機”這些必要的工藝參數，其中“到米停機”要根據現場的實際情況來設定；
5） 在“運轉畫面”中，按工藝要求選擇接頭儀、凹凸儀的開與關，以及設備的“自動”和“手動”狀態，在“手動”狀態，接頭儀等不報警；
6） 在“運轉畫面”中，選擇按下“放線啟/停”面板開關，讓放線馬達處在放線狀態；
7） 啟動控制面板上的“啟動”按紐，啟動整個控制系統，在控制面板上旋轉電位器設定收線速度，收線機自動加速到設定線速范圍，設備穩定運行；
8） 當計米到達設定到米停機，收線馬達減速停機至計米數剎車，系統停機；
當裝入新的收線輪，請重復上述工作流程。
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，同時由于電線電纜在線輪上的變化，在轉速一定的情況下，線速也是不斷變化的。收線張力的大不小直接影響到產品的品質。張力過大，收線過緊，對于小徑線易變形或拉斷內蕊；張力過小，收線輪在收線時會在卷芯上產生軸向滑動而錯位，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） （圖四）
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的相應接線端子，調整變頻器參數中的相關參數如下：
2．4收線變頻器（采用普通艾默生EV-1000系列）的電氣原理圖如圖五、圖六：
（圖五） （ 圖六）
參數設置情況如下：
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界面來調整的。
2．5斷線檢測的處理：斷線檢測是根據張力擺桿的下限位置來檢測的。當張力擺桿下降到下限位置，下限位置感應器作出斷線的判斷，從而讓系統停下來，同樣方式，當張力擺桿升到擺桿上限位置，系統作出收線過速的判斷，從面讓系統作出調整。
在正常情況下，收線電機只作收線的正轉運動，當火花機與結頭儀檢測到異常時，電氣系統的報警器會報警提醒操作人員，同時收線電機會自動馬上減速并以R2設定的轉速反轉，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，放線輪也會反轉而收回放出的全部含異常點的電線電纜，從而達到檢測的目。
3艾默生非標EV-1000變頻器在自動打餅機中控制收線輪的運行原理
一般情況下，押合機的收線輪常是很大輪徑的，因為押合機的押出速度比較的快，故輪徑大有轉速慢的優點。隨著工藝的不斷提高，以及電氣技術的更新進步，自動打餅機愈來愈多地出現在押合機的收線連續工作的場合。
本人將艾默生非標EV-1000變頻器應用在自動打餅機的收線輪上，取得了很好的性價比效果，原理如下：將張力錘的電位器如圖五方法并聯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的押出速度來控制，押合機的押出速度由控制面板來設定。當一個收線輪達到預定收線的米數，則PLC啟動另一個收線輪，并按張力錘的電位器反應出的張力要求來運行到將達到預定米數的那個收線輪的速度，用來實現平滑的自動換輪。到了設定收線米數，由機械導入到空的收線輪上，達到收線米數的收線輪減速停止，以讓工作人員更換上另一個空的收線輪。
上述艾默生非標的EV-1000變頻器的應用，實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，變頻器內自帶的PID與閉環控制功能，省去了以前必須由A/D、D/A模塊來轉換的工作及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，艾默生非標的EV-1000變頻器是改造現有電線電纜行業中原來機械式的放線架的一個首選，當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EV-1000變頻器在電線電纜行業中的應用，對設備制造的供應商來講，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，而在設計上的難度也相應下降；對生產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，降低了對設備供應商在設備維護技術上的依賴性，同時由于技術門檻的降低，令電線電纜生產的廠家利用自身能力改造設備的能力得到顯著提高。再加上艾默生遍布的服務網點及免費的技術支持熱線，相信這一款非標的變頻器能得到廣泛的推廣應用。
作者信息：
肖新建： 原偉達隆機械廠電氣設計員
參考文獻：
《EV1000系列變頻器用戶手冊》
本文由艾默生工業自動化（中國）提供
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號