西门子产品在联合拉拔机组中的应用

[摘要]本文介绍了西门子自动化和驱动产品在联合拉拔机组中的应用，结合工艺难点，阐述了蚊香盘控制、矫直同步控制、ECT分选等。

[关键词]联合拉拔机同步控制ECT分选

一、项目介绍

1．简介

联合拉拔机组是广泛应用于有色和黑色行业的管材、棒材加工设备，特别是在拉拔盘管料时，通过一次或多次较大拉伸变形后可一定量地纠正管子的壁厚偏差，来保证后续加工的产品质量。拉拨主机模型如图1所示。

图1拉拔主机模型

联合拉拔机组可实现连续直线地拉拔生产，采用机电液一体化设计，通过人机交互式操作，实现生产自动化。主机采用了传统的双凸轮来驱动拉拔小车，拉拔小车换手由分配凸轮及闭式液压回路控制，反应灵敏、可靠。定尺飞锯采用交流伺服系统驱动，能够实现连续生产过程中的高精度锯切，配合精定尺机组，能够将直管定长精度控制在0.5mm内。成形所需的蚊香盘机组采用倒立布置，收卷随动，全伺服控制，不仅提升速度，而且能够生产多层的蚊香盘管。

2．简要工艺介绍

联合拉拔机组将盘管经拉拔、矫直、切割或蚊香盘成形来生产所需规格的产品，是直管或蚊香盘管的专用生产设备。该设备由放料装置、制头机、内模注油装置、活套、预夹送矫直装置、外模工艺润滑、拉拔主机、矫直装置、测长喷墨装置、飞锯切割装置、翻转料台装置、蚊香盘机、气动和液压系统、电控系统等组成。设备布置如图2所示。

图2设备布置图

盘管置于放料篮内，经拉拔后进入矫直装置。再经过测速装置。飞锯装置根据测出的实际线速度和当前长度控制飞锯机构进行定尺切割，切割后的管材经过翻转料台后根据需要进入精定尺机组或者蚊香盘机组形成成品。设备现场如图3所示。

图3设备现场

二、控制系统构成

1．系统硬件

(1)PLC

设备长度较长，各个操作台与主控柜距离较远，考虑到接线的方便、简洁、易维护，采用ErI200分布式I/O。另外，整个系统点数较多，需要通过高速计数来实时测得机组线速度，并且有多个模拟量信号要采集，故选用CPU314C-2DP。其集成了数字量和模拟量输入输出，以及频率测量功能，集成的DP接口可以带32个从站，具有很高的性价比。

(2)HMI

为了方便对系统的工艺参数、过程参数进行设置和监控，选用了西门子TP177A作为人机界面，且每个主操作台都配一台，共用了三台TP177A。它与西门子PLC的完美结合，使整个系统在硬件和软件上均达最优化。

(3)驱动器

拉拔主机采用SIMOREG-6RA70系列整流装置控制，是一款由三相交流电源直接供电的全数字控制装置，内置的自动优化功能包括电流环、速度环、弱磁、，摩擦和转动惯量补偿以及专门针对摆动机构传动的速度环优化，较一般的直流调速器只提供电流环优化的方式明显优越，足以应付大部分的应用场合。同时支持各种主流通信方式以及内置灵活的BICO功能。

飞锯装置采用内置飞锯功能的专用控制器，比较容易上手。

蚊香盘成形装置采用SIMOVERTMASTERDRIVESMC运动控制驱动器，能够实现机动、灵活和高效的驱动控制，具有控制精确度高，动态响应快，过载因数高（250ms内300%的过载能力）等显著特点。蚊香盘成形需要快速定位和快速换向，因此非常适合。

其他装置采用SIMOVERTMASTERDRIVESVC矢量控制驱动器，是一款工程型变频器，采用先进的转子磁场矢量控制策略，可以达到同直流传动系统相媲美的静、动态性能，同样具有电动机参数自动辨识、调节器参数自动寻优等功能。带PG的矢量控制方式具有极高的速度控制精度(0.01%)和极高的起动转矩（零速时150%）。