概述
根據收線(xiàn)機對電氣控制系統的要求：通過(guò)可編程控制器來(lái)進(jìn)行參數運算和程序控制；所有的參數通過(guò)顯示屏讀取和修改；收線(xiàn)部分是恒張力控制，速度隨放線(xiàn)的速度變化而變化；排線(xiàn)部分跟隨收線(xiàn)的實(shí)際角速度做相應的往復運行；張力控制通過(guò)收線(xiàn)變頻器來(lái)實(shí)現，控制模式為力矩控制下的速度限制方式。我們的系統配置如下：
1、 可編程控制器采用西門(mén)子公司的S7-300系列程序控制器；
2、 顯示屏采用西門(mén)子公司的OP270系列彩色按鍵顯示屏；
3、 放線(xiàn)傳動(dòng)采用西門(mén)子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機；
4、 收線(xiàn)傳動(dòng)采用西門(mén)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(xiàn)傳動(dòng)采用西門(mén)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(xiàn)的通訊方式；
8、 通過(guò)可編程控制器采集收線(xiàn)的反饋，進(jìn)行相應的運算后，實(shí)現排線(xiàn)和收線(xiàn)的同步；
控制與顯示
本系統采用西門(mén)子S7-300可編程控制器進(jìn)行邏輯運算，并根據設定的參數和采樣得到的數據經(jīng)過(guò)CPU運算，得到了放線(xiàn)、收線(xiàn)和排線(xiàn)的參考速度，再通過(guò)Profibus-DP方式實(shí)時(shí)地傳送給變頻器。同時(shí)，經(jīng)過(guò)計算的放線(xiàn)、收線(xiàn)和排線(xiàn)的參考速度及班產(chǎn)量等通過(guò)MPI方式實(shí)時(shí)的傳送給顯示屏。顯示屏不僅用于顯示各個(gè)傳動(dòng)軸的系統參數及產(chǎn)量等，還可以設定收線(xiàn)的棍子直徑、線(xiàn)徑及棍子的寬度等與控制有關(guān)的計算用數據。
控制系統框圖如下：
傳動(dòng)
1、 放線(xiàn)傳動(dòng)：
放線(xiàn)傳動(dòng)是主傳動(dòng)部分，通過(guò)顯示屏設定放線(xiàn)的運行速度，速度值以米每分鐘為單位，控制器通過(guò)計算，產(chǎn)生變頻器的給定速度，再通過(guò)DP總線(xiàn)把放線(xiàn)的運行速度寫(xiě)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(shí)現放線(xiàn)的平穩性及放線(xiàn)的速度可調節。
2、 收線(xiàn)傳動(dòng)：
收線(xiàn)傳動(dòng)是從動(dòng)部分，是受放線(xiàn)的速度控制的。為了保證收線(xiàn)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(xiàn)的速度、收線(xiàn)的棍徑和線(xiàn)徑，通過(guò)程序控制器算出一個(gè)收線(xiàn)的參考速度，控制器通過(guò)DP總線(xiàn)把收線(xiàn)的參考運行速度寫(xiě)到變頻器中。收線(xiàn)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(shí)際的負載力矩進(jìn)行速度的調節，從而實(shí)現收線(xiàn)的恒張力控制。
3、 排線(xiàn)傳動(dòng)：
排線(xiàn)傳動(dòng)也是從動(dòng)部分，是受收線(xiàn)的角速度控制的，和線(xiàn)的線(xiàn)速度沒(méi)有關(guān)系。通過(guò)安裝在收線(xiàn)電機后的編碼器，程序控制器采集到了收線(xiàn)棍運行的角速度，控制器把收線(xiàn)的角速度換算成排線(xiàn)的實(shí)際運行速度，通過(guò)DP總線(xiàn)把排線(xiàn)的運行速度寫(xiě)到變頻器中，排線(xiàn)變頻器根據這個(gè)速度作往復運行，換向靠?jì)蛇叺拈_(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現。排線(xiàn)電機的編碼器主要為了實(shí)現控制排線(xiàn)的平滑性。
結束語(yǔ)
采用西門(mén)子6SE6440系列變頻器，很好的解決了收線(xiàn)機的收線(xiàn)恒張力控制和平滑排線(xiàn)功能，系統的傳動(dòng)性能穩定。如今，該樣機已經(jīng)得到了最終用戶(hù)的認可，并實(shí)現了批量生產(chǎn)，機械在國內外都有很好的銷(xiāo)售業(yè)績(jì)。
參考文獻
1、 SIEMENS STEP7 V5.4 編程手冊，2009年3月
2、 SIEMENS MICR．ｍａｓｔｅｒ440 手冊，2009年7月
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5、 鋼簾線(xiàn)收線(xiàn)機的張力控制，金屬制品出版 2010年1月
