摘 要：本文主要介紹了匯川高性能伺服（矢量變頻器）和PLC/HMI在帶飛鋸的單牽引和雙牽引機(jī)型的成功應(yīng)用，本系統(tǒng)全部采用匯川產(chǎn)品，并且采用高速
總線Canlink實(shí)現(xiàn)PLC的遠(yuǎn)程控制和伺服（變頻器）控制，速度模式或者扭矩模式控制切換方便，響應(yīng)快，完全滿足客戶目前的設(shè)備穩(wěn)定、高效的需求。
關(guān)鍵詞：雙牽引機(jī)、PLC、Canlink、現(xiàn)場(chǎng)總線、矢量變頻器、速度閉環(huán)轉(zhuǎn)矩限、轉(zhuǎn)矩控制速度限、RS485通信
一：系統(tǒng)簡(jiǎn)介
鋁型材雙牽引機(jī)是鋁型材擠出機(jī)將鋁棒高溫加熱后，在擠出機(jī)擠出端通過(guò)模具擠出成型各種規(guī)格形狀的鋁型材，鋁型材牽引機(jī)是從其出口夾住鋁材，并且牽引到一定長(zhǎng)度后切斷而送到儲(chǔ)料臺(tái)架上，為了提高牽引效率，雙牽引指有兩個(gè)小車輪流交替牽引鋁材，牽引機(jī)在牽引過(guò)程中采用扭矩模式，保證穩(wěn)定的恒張力，和基礎(chǔ)擠出速度保持一致，其目的使鋁材在牽引過(guò)程中不變形；但是在交接完成后，為了提高效率，小車以速度模式高速返回。飛鋸主要在2個(gè)小車交接的時(shí)候切斷鋁材。
其中2個(gè)小車分別由兩臺(tái)電機(jī)鏈條傳動(dòng)，每臺(tái)小車都有獨(dú)立的液壓控制鋁型材夾緊放松系統(tǒng)，而靠近擠出機(jī)出口的小車還帶有鋁材定長(zhǎng)切割系統(tǒng)。
二：行業(yè)現(xiàn)狀
廣東鋁材設(shè)備近幾年，隨著政府整頓和規(guī)范市場(chǎng)秩序力度的加強(qiáng)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勝劣汰機(jī)制作用的進(jìn)一步發(fā)揮，中國(guó)鋁合金型材工業(yè)在總量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯的變化，產(chǎn)業(yè)開(kāi)始逐漸走向成熟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)鋁合金型材生產(chǎn)廠家數(shù)已從頂峰時(shí)期的1,200多家減少至700多家廣東鋁材設(shè)備，而一大批產(chǎn)品技術(shù)水平低、質(zhì)量差、檔次低的小型鋁型材加工廠已逐漸被淘汰。與此同時(shí)，大斷面、大噸位、技術(shù)先進(jìn)的擠壓機(jī)開(kāi)始落戶中國(guó)，表面處理技術(shù)也由以往的色調(diào)單一、品種稀少、質(zhì)量低下的狀況，向多色多彩、品種齊全、品質(zhì)優(yōu)良的方向發(fā)展。目前，中國(guó)鋁合金型材工業(yè)已經(jīng)跨越了以數(shù)量增長(zhǎng)為特征的初級(jí)發(fā)展階段，初步進(jìn)入了以提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、豐富產(chǎn)品種類、依靠綜合實(shí)力參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新階段。
出于傳統(tǒng)使用的各種單牽引機(jī)普遍存在故障率高、沖擊大、運(yùn)行平穩(wěn)性差、起動(dòng)控制性能差、電耗高、維修成本大、維修難度大等缺陷，為解決以上諸多問(wèn)題，現(xiàn)研制了此新型牽引機(jī)；本機(jī)型具以下幾方面特點(diǎn)：
1、使用新型軌道，大大提高了導(dǎo)向精度，使?fàn)恳^運(yùn)行更平穩(wěn)、阻力更小；
2、夾料機(jī)頭不安裝夾料動(dòng)力裝置，機(jī)頭重量?jī)H100公斤，是普通機(jī)頭重量的1/4，從而使得運(yùn)行過(guò)程沖擊小、起停靈敏，有效的提高了控制性能，同時(shí)牽引電機(jī)功率也降低了1/3；
3、夾料機(jī)頭無(wú)控制箱及控制元件，無(wú)須為機(jī)頭控制系統(tǒng)故障而操心，極大的減少了故障率，也降低了維修難度；無(wú)滑觸線和集電器等重要易損件，減少了使用維護(hù)成本；
4、牽引電機(jī)使用
伺服電機(jī)或者4/8極雙速變頻電機(jī)，使?fàn)恳龣C(jī)低速牽引時(shí)有足夠的平穩(wěn)運(yùn)行頻率，消除了低速牽引時(shí)爬行及牽引力不穩(wěn)的問(wèn)題；
5、本機(jī)型使用雙鋼絲繩傳動(dòng)，靠擠壓機(jī)端安裝了夾料托板和壓爪動(dòng)作的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)；
6、PLC以通訊方式控制伺服或者變頻器的參數(shù)，有效控制各速度段的起停和速度段間的平滑過(guò)渡，使得運(yùn)行流暢可靠無(wú)沖擊，有效提高鋁材質(zhì)量；
三：設(shè)備工藝介紹
1、鋁型材牽引傳動(dòng)的示意
2、傳動(dòng)動(dòng)作原理
1）首先，鋁型材切割牽引小車1停留在鋁型材鍛壓機(jī)口原點(diǎn)A處，等待擠出鋁型材，鋁型材小車2停留在B等待小車1將鋁型材牽引過(guò)來(lái)交接。
2）當(dāng)鋁型材擠出一定的長(zhǎng)度時(shí)候，鋁型材牽引切割小車1開(kāi)始夾緊鋁型材，以適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定牽引速度和力牽引鋁型材前進(jìn)，當(dāng)達(dá)到C點(diǎn)，小車2開(kāi)始與小車1同步速度啟動(dòng)運(yùn)行前進(jìn)的同時(shí)夾緊鋁型材，小車1的夾緊松開(kāi)后，就立即高速返回到原點(diǎn)A處等待小車2將牽引鋁型材長(zhǎng)度到達(dá)。
3） 小車2牽引前進(jìn)到設(shè)定的鋁型材長(zhǎng)度的D點(diǎn)，小車1又開(kāi)始啟動(dòng)與小車2同步速度和合適牽引力前進(jìn)同時(shí)夾緊，在前進(jìn)的同時(shí)，小車1上飛鋸開(kāi)始切割。
4） 當(dāng)小車1上飛鋸切割完成，小車2就開(kāi)始高速前進(jìn)，將鋁型材送到儲(chǔ)料臺(tái)位置停止放松夾緊，放下鋁型材后，高速返回到點(diǎn)B處，再次等待小車1牽引鋁型材到位。
5） 以上的循環(huán)周而復(fù)始，從而達(dá)到牽引的作用，保證鍛壓機(jī)連續(xù)工作。
四：匯川的解決方案
1、匯川電氣控制原理圖
2、電氣配置BOM表
3、匯川方案介紹
本控制系統(tǒng)分三個(gè)獨(dú)立的控制部分組成：鋁型材牽引切割小車1、鋁型材牽引小車2、兩臺(tái)小車伺服傳動(dòng)部分。對(duì)于小車1、2分別用H2U列14點(diǎn)的PLC控制，并且做獨(dú)立系統(tǒng)控制編程，兩臺(tái)小車傳動(dòng)部分采用匯川IS500伺服或者M(jìn)D380系列
變頻器。
其中以64點(diǎn)PLC作為主站，其他2個(gè)PLC和伺服（變頻器）作為從站，它們之間采用canlink協(xié)議（100-500K速率）鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)通信交換數(shù)據(jù)。
匯川伺服的極限保護(hù)功能可以不通過(guò)PLC編程就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的防撞保護(hù)。
同時(shí)匯川伺服具有回原點(diǎn)功能，無(wú)需編程，通過(guò)伺服接口信號(hào)實(shí)現(xiàn)，如下：
4、系統(tǒng)控制要點(diǎn)
1、要求伺服或者變頻器具有穩(wěn)定的扭矩特性；
2、兩小車高速返回原點(diǎn)定位準(zhǔn)確；
3、小車在單牽引或者雙牽引時(shí)候，能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩和速度快速切換；
4：扭矩模式下伺服啟動(dòng)，通過(guò)先給定大扭矩實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)加速過(guò)程，等系統(tǒng)克服慣量問(wèn)題造成加速緩慢后，在把扭矩調(diào)整到正常扭矩大小；尤其在小車交換的時(shí)候，速度和扭矩的切換無(wú)停頓現(xiàn)象；
5、第一次的兩小車在牽引鋁型材交接和切割時(shí)候，實(shí)現(xiàn)速度同步控制，以及牽引力的平衡傳遞實(shí)現(xiàn)。
6、通信控制必須穩(wěn)定，在滑軌瞬間接觸不良時(shí)，能夠準(zhǔn)確判斷是通信瞬間中斷還是長(zhǎng)久中斷，如果發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠安全停止運(yùn)行，并提供準(zhǔn)確報(bào)警信息，以便維護(hù)；
五：
匯川的解決方案的優(yōu)勢(shì)
1：系統(tǒng)方案成熟應(yīng)用，控制效果得到客戶的高度認(rèn)可；
2：PLC編程簡(jiǎn)單易用，網(wǎng)絡(luò)配置方便；安全的加密特性；
3：伺服高響應(yīng)性和過(guò)載能力
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