双变频拉丝机的自动换卷控制系统及其方法和卷径计算方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于双变频拉丝机设备自动换卷控制系统，设及金属材料的自动拉拔及收 卷控制系统及处理方法。
【背景技术】
[0002] 拉丝机是机械行业主要的加工设备之一，主要是将铜(钢)线加工成各种规格的细 线，一般由放线、水冷、收线及排线等部分组成，其中电气传动部分主要由放线电机和收线 电机及排线电机组成。随着控制技术的不断成熟发展，变频器、PLC与触摸屏广泛被用于拉 丝机设备。
[0003] 在拉丝机应用现场，自动换卷设及到成套整体解决方案，包括变频器、PLC、触摸屏 等。自动换卷设及到卷径计算和PID调节功能，现有的自动换卷控制方法有采用化C内嵌卷 径计算和PID调节的控制模式来实现滑差控制。运样，对化C编程的要求较高，同时实时性和 稳定性不如采用变频器内嵌卷径计算及预驱动的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供双变频拉丝机的自动换卷控 制系统及其方法和卷径计算方法，其控制程序更加简单。
[0005] 本发明解决W上技术问题的技术方案是:双变频拉丝机的自动换卷控制系统，包 括收线装置，所述收线装置包括第一收卷工字轮、第二收卷工字轮、第一电机、第二电机、第 一收卷变频器、第二收卷变频器和化C控制器，所述化C控制器控制第一收卷变频器驱动第 一电机运动，第一电机带动第一收卷工字轮作收线运动，所述化C控制器控制第二收卷变频 器驱动第二电机运动，第二电机带动第二收卷工字轮作收线运动，还包括预驱动控制模块， 所述预驱动控制模块控制第一收卷变频器和第二收卷变频器，所述第一收卷变频器预驱动 第一电机运动，从而控制第一收卷工字轮的预驱动，所述第二收卷变频器预驱动第二电机 运动，从而控制第二收卷工字轮的预驱动。
[0006] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:所述第一收卷变频器和第 二收卷变频器分别通过第一收卷和第二收卷变频器控制电路控制，预驱动控制模块包括第 一预驱动控制模块和第二预驱动控制模块，所述第一预驱动控制模块和第二预驱动控制模 块分别内置于第一收卷变频器控制电路和第二收卷变频器控制电路内，所述第一收卷变频 器控制电路和第二收卷变频器控制电路均包括收线运行、预驱动和卷径复位端口。
[0007] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是：换盘预驱动的变频器输出 频率比满盘驱动的变频器输出频率小于2Hz，在空盘换盘时换盘预驱动的变频器输出频率 比空盘驱动的变频器输出频率小于IHz。
[000引基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:所述预驱动控制模块包括 换盘减速控制模块、预驱动运行控制模块W及卷径复位控制模块，所述换盘减速控制模块 接收化C控制器的减速换盘信号进行换盘减速控制，所述预驱动运行控制模块接收化C控制 器的预驱动命令，进行预驱动运行控制，所述卷径复位控制模块接收化C控制器的卷径复位 命令进行复位控制。
[0009] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:预驱动控制过程如下:在第 一收卷工字轮收卷长度到达设定长度减换卷准备长度后，开始进行减速换盘动作，同时，第 二收卷工字轮开始接收预驱动命令进行预驱动运行，第一收卷工字轮换卷准备长度到达设 定长度后即预驱动命令完成，第一收卷工字轮执行卷径复位命令，预驱动过程完成。
[0010] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:所述预驱动具体控制过程 如下:在自动换盘启动命令有效时，接收输入换盘准备信号，当第一收卷工字轮收卷长度到 达设定长度减换卷准备长度后，控制输出减速换盘信号，开始进行减速换盘动作，同时，第 二收卷工字轮开始接收预驱动命令进行预驱动运行，换卷准备长度到达后即预驱动命令完 成，第一收卷工字轮接收卷径复位信号执行卷径复位命令。
[0011] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:还包括如下控制过程:所述 控制过程通过化C控制器控制完成，在预驱动完成后，中间口打开到口限位开关，然后排线 架从第一收卷工字轮一端向第二收卷工字轮一端移动，直达到排线架限位开关处，排线架 上的导线轮移动到排线架限位开关处;PLC控制延时一段时间控制中间口动作，气缸驱动中 间口关动作，在中间口的推动下，阀口将丝线压向预驱动轮上带捕线刀的捕线器内侧，在捕 线刀的作用下将丝线割断，从而将线捕到空盘收卷工字轮上;捕线完成后，中间口关到口限 位开关，第一收卷工字轮开始刹车，其抱闽几秒后松闽。
[0012] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:所述的卷径计算方法是根 据变频器综合输出频率与实际卷径的比例关系，来确定工字轮的卷径。
[0013] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:所述变频器综合输出频率 由主给定频率叠加辅助频率构成，通过主拉变频器的模拟输出斜坡频率作为主给定频率， 由张力反馈构成的PID闭环输出频率作为辅助频率。
[0014] 基于W上技术目的，本发明提供的进一步技术方案是:所述卷径计算公式为:根据 空盘对应的综合输出频率可W求出下一个计算周期的卷径，其中f综=fo+fPID，ViP= 6031 foDo，V表示线速度m/Min，i表示机械传动比，P表示电机极对数，Do表示空盘卷径，时表示空 盘主频率，扣D表示PID调节得到的辅助频率，輪表示综合输出频率。
[0015] 本发明的有益效果是：
[0016] 采用预驱动控制模块，简化了化C控制器本身的控制过程，使编程更加简单。
[0017] 将换卷频率控制在一定的误差范围之内，有利于进行捕线，而且保证了自动换卷 过程平滑过渡，保持线速度同步，收卷张力恒定，W提高控制系统的稳定性。广泛应用于铜 丝、铁丝、合金等需要自动换卷的拉丝机生产现场。
[0018] 采用预驱动的方式，保证换盘平稳不断线。
[0019] 采用化C控制，实现自动换卷，可实现双变频拉丝机收卷自动换卷的灵活应用，大 大减轻了工人的劳动强度，有效提高了生产效率。
[0020] 采用变频器内嵌卷径计算方法，运样降低了对化C编程的要求。
【附图说明】
[0021 ]图1是双变频拉丝机控制系统工作设备示意图；
[0022] 图2是双变频拉丝机控制系统控制回路接线图；
[0023] 图3是双变频拉丝机控制系统操作台面板布局图；
[0024] 图4是双变频拉丝机控制系统继电回路接线图；
[0025] 图5是双变频拉丝机控制系统化C输入输出回路1;
[00%]图6是双变频拉丝机控制系统化C输入输出回路2;
[0027] 图7是双变频拉丝机控制系统化C输入输出回路3。
【具体实施方式】
[0028] 如图1所示，一种双变频拉丝机的自动换卷控制系统，包括收线装置，所述收线装 置包括第一收卷工字轮、第二收卷工字轮、第一电机、第二电机、第一收卷变频器、第二收卷 变频器和化C控制器，所述化C控制器控制第一收卷变频器驱动第一电机运动，第一电机带 动第一收卷工字轮作收线运动，所述化C控制器控制第二收卷变频器驱动第二电机运动，第 二电机带动第二收卷工字轮作收线运动，对于预驱动不再采用化C控制器来完成，而是采用 预驱动控制模块，所述预驱动控制模块控制第一收卷变频器和第二收卷变频器，所述第一 收卷变频器预驱动第一电机运动，从而控制第一收卷工字轮的预驱动，所述第二收卷变频 器预驱动第二电机运动，从而控制第二收卷工字轮的预驱动。在本实施例中，所述第一收卷 变频器和第二收卷变频器分别通过第一收卷变频器控制电路和第二收卷变频器控制电路 控制，预驱动控制模块包括第