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Siemens 6SE6440系列變頻器在電磁線收線機上的應用
上海高威科電氣技術有限公司 呂一
摘要：本文主要介紹采用德國西門子公司的工控產品：可編程控制器，變頻器，觸摸顯示屏，MPI通訊，Profibus-DP總線完成收線機的電氣控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)放線、收線和排線的平滑控制，實現(xiàn)收線的恒張力控制，并通過顯示屏，方便的讀寫、修改參數。
關鍵詞：控制系統(tǒng)；變頻器；MPI通訊；Profibus-DP總線
概述
根據收線機對電氣控制系統(tǒng)的要求：通過可編程控制器來進行參數運算和程序控制；所有的參數通過顯示屏讀取和修改；收線部分是恒張力控制，速度隨放線的速度變化而變化；排線部分跟隨收線的實際角速度做相應的往復運行；張力控制通過收線變頻器來實現(xiàn)，控制模式為力矩控制下的速度限制方式。我們的系統(tǒng)配置如下：
1、 可編程控制器采用西門子公司的S7-300系列程序控制器；
2、 顯示屏采用西門子公司的OP270系列彩色按鍵顯示屏；
3、 放線傳動采用西門子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機；
4、 收線傳動采用西門子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機，反饋采用德國施克的單圈絕對值編碼器；
5、 排線傳動采用西門子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機，反饋采用德國施克的單圈絕對值編碼器；
6、 可編程控制器和顯示屏間的數據傳送采用MPI通訊方式；
7、 可編程控制器和變頻器間的數據傳送采用Profibus-DP總線的通訊方式；
8、 通過可編程控制器采集收線的反饋，進行相應的運算后，實現(xiàn)排線和收線的同步；
控制與顯示
本系統(tǒng)采用西門子S7-300可編程控制器進行邏輯運算，并根據設定的參數和采樣得到的數據經過CPU運算，得到了放線、收線和排線的參考速度，再通過Profibus-DP方式實時地傳送給變頻器。同時，經過計算的放線、收線和排線的參考速度及班產量等通過MPI方式實時的傳送給顯示屏。顯示屏不僅用于顯示各個傳動軸的系統(tǒng)參數及產量等，還可以設定收線的棍子直徑、線徑及棍子的寬度等與控制有關的計算用數據。
控制系統(tǒng)框圖如下：
傳動
1、 放線傳動：
放線傳動是主傳動部分，通過顯示屏設定放線的運行速度，速度值以米每分鐘為單位，控制器通過計算，產生變頻器的給定速度，再通過DP總線把放線的運行速度寫到變頻器中，變頻器根據設定的速度運行。這部分用變頻器主要為了實現(xiàn)放線的平穩(wěn)性及放線的速度可調節(jié)。
2、 收線傳動：
收線傳動是從動部分，是受放線的速度控制的。為了保證收線的恒張力控制，用到了變頻器的內部收放卷功能。具體的做法是：首先根據放線的速度、收線的棍徑和線徑，通過程序控制器算出一個收線的參考速度，控制器通過DP總線把收線的參考運行速度寫到變頻器中。收線變頻器采用力矩控制速度限幅的控制模式，這種方式可以保證變頻器不但能按照參考速度運行，還可以根據實際的負載力矩進行速度的調節(jié)，從而實現(xiàn)收線的恒張力控制。
3、 排線傳動：
排線傳動也是從動部分，是受收線的角速度控制的，和線的線速度沒有關系。通過安裝在收線電機后的編碼器，程序控制器采集到了收線棍運行的角速度，控制器把收線的角速度換算成排線的實際運行速度，通過DP總線把排線的運行速度寫到變頻器中，排線變頻器根據這個速度作往復運行，換向靠兩邊的開關來實現(xiàn)。排線電機的編碼器主要為了實現(xiàn)控制排線的平滑性。
結束語
采用西門子6SE6440系列變頻器，很好的解決了收線機的收線恒張力控制和平滑排線功能，系統(tǒng)的傳動性能穩(wěn)定。如今，該樣機已經得到了最終用戶的認可，并實現(xiàn)了批量生產，機械在國內外都有很好的銷售業(yè)績。
參考文獻
1、 SIEMENS STEP7 V5.4 編程手冊，2009年3月
2、 SIEMENS MICROMASTER 440 手冊，2009年7月
3、 SIEMENS WinCC flexible 手冊，2009年5月
4、 SIEMENS PROFIBUS-PA 應用技術手冊，2009年1月
5、 鋼簾線收線機的張力控制，金屬制品出版 2010年1月
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