節(jié)能降耗

在拉絲、改拔、成纜、成卷等行業(yè)，很廣泛的應(yīng)用到收線、排線控制，收線一般來(lái)說(shuō)無(wú)怪乎張力控制收線、力矩收線、恒線速度收線。這兩種模式主打。收線控制策略我們?cè)诹硗庹鹿?jié)作闡述，下面我將只對(duì)特殊排線機(jī)控制作以說(shuō)明：

當(dāng)前客戶遇到的疑難排線控制技術(shù)大致包含以下幾種：

1、精密排線

2、梯度排線

3、錐度排線

4、斜面排線

5、恒速度收線排線

    精密排線、主要是控制精度一定要緊密排布，困難在及時(shí)換向處理上。在設(shè)計(jì)理念上，排線的過(guò)程一定需要線推著線前進(jìn)，線在前進(jìn)過(guò)程中要有一個(gè)滯后角度，這個(gè)角度一定要控制好，如果需要取得很好的精密排線效果，那么恒張力主動(dòng)放線是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，只有控制好了張力放線，才能控制好精密排線的滯后角度位置。只有控制好了精密排線的行走進(jìn)給滯后角度，才可能把精密排線控制的得心應(yīng)手。圓材線實(shí)現(xiàn)精密排布比較容易實(shí)現(xiàn)，但是如果是帶狀材質(zhì)，那么就必須在極限換向的時(shí)候做必要的輔助處理了，因?yàn)閹Р牡木€，沒(méi)有半圓形的底面，不具備自動(dòng)找尋位置的能力。遇到帶材排線，必須強(qiáng)制換向定位。帶材線很容易疊線，正常行走可以通過(guò)排距控制來(lái)克服疊線，換向的時(shí)候就不能這樣處理了，我們可以在帶材線的排布起點(diǎn)采樣一個(gè)原點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)這個(gè)信號(hào)有效的時(shí)候，一定是換向的最佳時(shí)機(jī)，可以預(yù)先整定一個(gè)汽缸，汽缸的伸展長(zhǎng)度等于一個(gè)帶材的排距，利用換向原點(diǎn)強(qiáng)制換向距離控制就是排布帶材的最佳控制方式。

    梯度排線、主要是控制一個(gè)整體形狀為梯形的收線排線過(guò)程，如果需要在直面軸盤(pán)上實(shí)現(xiàn)梯度排線，那么一定要精確的控制排距，所謂的排距就是在排線過(guò)程中線與線之間的有效空格距離，一般是為了提高利用效率，都鼓勵(lì)三進(jìn)一排線模式，就是每一周旋轉(zhuǎn)周期的周長(zhǎng)交合點(diǎn)的最大空格距離必須是你所排線材直徑的２倍。在非精密排線過(guò)程中，排距控制是一個(gè)很重要的控制量，如果排距控制不住，就沒(méi)有辦法去對(duì)其他參量進(jìn)行很好的控制。具體設(shè)計(jì)控制梯度排線的設(shè)計(jì)理念可以這樣來(lái)計(jì)算實(shí)現(xiàn)。

關(guān)于梯度（錐度）排線的計(jì)算原則：

可以人為的設(shè)置梯度的高值。設(shè)高值為：H

可以人為的設(shè)置線材的直徑。設(shè)線材直徑為：Ф

可以人為的設(shè)置收線盤(pán)的長(zhǎng)度：L

通過(guò)系統(tǒng)機(jī)械自學(xué)習(xí)收線盤(pán)長(zhǎng)度的脈沖個(gè)數(shù)：M

可以人為的設(shè)置排線的節(jié)距，也就是稀疏程度，此值很重要，關(guān)系到控制精度。一般是三進(jìn)一，也可以精排，就是線挨著線，線與線之間沒(méi)有間隙。如果是三進(jìn)一，控制系數(shù)設(shè)“3”如果是精排設(shè)置控制系數(shù)為“1”。

取需要控制的梯度高值：H 除以線材的直徑Ф 等于梯度形成的排線層數(shù)。H/Ф=F

F*3=實(shí)際需要的梯度形成層數(shù)，根據(jù)就是如果你的線材稀疏節(jié)距是3，可以理解為兩根相鄰的線之間還可以?shī)A兩根線，此為節(jié)距等于3。如果是精排，就等于1。

    取收線盤(pán)的總長(zhǎng)度脈沖個(gè)數(shù)除以梯度形成的層數(shù)，可以得出每層排線的往返虛擬換向距離。舉例總盤(pán)子長(zhǎng)度的脈沖個(gè)數(shù)為12000個(gè)。線材的直徑為0.3毫米。梯度的最大高度為10毫米。計(jì)算這個(gè)梯度形成的初始排線層數(shù)為10/0.3=33層。那么如果排線很稀疏，你必須排3層才能折算成一根線的直徑高度，一般排線是三進(jìn)一計(jì)算，如果是精排則可以不乘3這個(gè)系數(shù)。假設(shè)是三進(jìn)一，則需要99層線才能把這個(gè)梯度形成。

    用盤(pán)子總長(zhǎng)度的脈沖個(gè)數(shù)12000除以梯度形成的基本層數(shù)99就等于每層排線在一個(gè)方向向另一個(gè)方向行走時(shí)的往返換向條件，12000/99=121  

    第一層從左走向右排線，當(dāng)走到121個(gè)脈沖距離的時(shí)候必須返回，第二層排線從左走向右排線，當(dāng)走到242個(gè)脈沖距離的時(shí)候必須返回，如此類推，當(dāng)?shù)?span>99層走道12000個(gè)脈沖的時(shí)候梯度排線完畢，正式切換到正常排線模式。梯度的一端比另一端剛好高出我們的設(shè)置值10毫米。

    當(dāng)梯度排線完畢，切換換向條件可以不做脈沖控制，直接撞限位信號(hào)立即返回。如果是錐度則要計(jì)算錐度的延長(zhǎng)距離。

如果需要控制收線的恒定速度，則需要計(jì)算卷徑，那就是在初始卷徑的基礎(chǔ)上每排一層線，盤(pán)子的直徑增加2Ф，然后求出盤(pán)子繞好線的周長(zhǎng)，用設(shè)定的線速度除以機(jī)械傳動(dòng)比例系數(shù)再除以電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)等于要運(yùn)行的頻率速度。

那么錐度和斜面排線的設(shè)計(jì)計(jì)算參考范疇可以這樣計(jì)算：

1. 錐型工字輪

任意錐型工字輪及排線示意圖如上圖所示。錐型工字輪左邊的長(zhǎng)度為L1，高度為H1；右邊的長(zhǎng)度為L2、高度為H2，所需不規(guī)則排線的高度為D1、長(zhǎng)度為D2，圓型排線的

D1=D2=φ。S1和S2為左右限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)可為機(jī)械換向開(kāi)關(guān)或電子開(kāi)關(guān)。排線機(jī)撞上限位開(kāi)關(guān)后，并不立即反向，而要根據(jù)排線機(jī)的速度、排線的層數(shù)、排線的線徑等參數(shù)確定一個(gè)延遲時(shí)間，排線機(jī)繼續(xù)原方向運(yùn)行該延遲時(shí)間后再反向。不同的排線層、不同的排線速度，延遲時(shí)間也不同。即延遲時(shí)間不是一個(gè)固定值，而是一個(gè)不斷變化的數(shù)值。排線機(jī)每撞一次限位開(kāi)關(guān)S1或S2，排線的層數(shù)N加1。

排線機(jī)每轉(zhuǎn)一周，其絲桿位移C（mm）。

排線機(jī)的額定頻率為Fe，同步轉(zhuǎn)速為N0（rpm 轉(zhuǎn)/分）。
Fe=排線機(jī)的額定頻率。     N0=同步轉(zhuǎn)速（rpm 轉(zhuǎn)/分）。

排線機(jī)的運(yùn)行頻率為F，收卷機(jī)的運(yùn)行頻率為F1。兩者之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系為F=D2/C*F1。
F=排線機(jī)的運(yùn)行頻率。            D2=線材的寬度，如果是圓材為直徑。
C=派線機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的位移距離。    F1=收線電機(jī)的運(yùn)行頻率。

第N層排線撞左限位開(kāi)關(guān)后還需繼續(xù)移動(dòng)的距離M1=N*D1*L1/H1
M1=撞左限位開(kāi)關(guān)后的位移距離。       N=排線層數(shù)，也就是撞限次數(shù)。
D1=線材的高度，圓材線為直徑。       L1=左錐度的總長(zhǎng)度。
H1=左排線錐度的總高度。

第N層排線撞右限位開(kāi)關(guān)后還需繼續(xù)移動(dòng)的距離M2=N*D1*L2/H2
M2=撞右限位開(kāi)關(guān)后的位移距離。   N=排線層數(shù)，也就是撞右限位的次數(shù)。
D1=線材的高度，圓材線為直徑。   L2=右錐度的總長(zhǎng)度。
H2=右排線錐度的總高度。

為保證排線在錐型區(qū)域的整齊排線，M1、M2應(yīng)為排線寬度D2的整數(shù)倍。因此，實(shí)際使用時(shí)，M1、M2運(yùn)算取整。
M1=[(N*D1*L1/H1)/D2]*D2      [  ]為數(shù)學(xué)取整，就是等于1才有效，小于1舍去。
M2=[(N*D1*L2/H2)/D2]*D2
式中：M1=左撞限位后的行走距離，        N=排線層數(shù)，也就是撞限次數(shù)。
D1=線材的高度，圓材線為直徑。    L1=左邊錐度的總長(zhǎng)距離。
H1=左邊錐度盤(pán)的總高度。          D2=線材的寬度，圓材線為直徑。
M2=右撞限位后的行走距離，        N=排線層數(shù)，也就是撞限次數(shù)。
D1=線材的高度，圓材線為直徑。    L2=右邊錐度的總長(zhǎng)距離。
H2=右邊錐度盤(pán)的總高度。          D2=線材的寬度，圓材線為直徑。

距離M1對(duì)應(yīng)排線機(jī)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)R1=M1/C。
R1=排線電機(jī)左行撞限后的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。          M1=左撞限運(yùn)行距離。
C=排線電機(jī)每運(yùn)行一周的排線位移距離。

距離M2對(duì)應(yīng)排線機(jī)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)R2=M2/C。
R2=排線電機(jī)右行撞限后的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。             M2=右撞限運(yùn)行距離。
C=排線電機(jī)每運(yùn)行一周的排線位移距離。

排線機(jī)每分鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)E=F* N0/Fe。
E=排線電機(jī)每分鐘的運(yùn)行轉(zhuǎn)圈數(shù)。           F=排線電機(jī)的運(yùn)行頻率。
N0=同步速度。                           Fe=排線機(jī)的額定頻率。

排線機(jī)撞左限開(kāi)關(guān)S1后繼續(xù)向左運(yùn)行的時(shí)間為T1=R1/E，單位為分鐘。之后，排線變頻器反向，排線電機(jī)反轉(zhuǎn)，向右運(yùn)行，排線層數(shù)加1。
S1=左限位開(kāi)關(guān)。       T1=左行撞限后的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。（到達(dá)結(jié)束后立即實(shí)行換向）。
R1=排線撞左行撞限位后的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。        E=排線電機(jī)每分鐘的運(yùn)行轉(zhuǎn)圈數(shù)。

排線機(jī)撞右限開(kāi)關(guān)S2后繼續(xù)向右運(yùn)行的時(shí)間為T2=R2/E，單位為分鐘。之后，排線變頻器反向，排線電機(jī)反轉(zhuǎn)，向左運(yùn)行，排線層數(shù)加1。
  S2=右限位開(kāi)關(guān)。T2=右行撞限后的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。（到達(dá)結(jié)束后立即實(shí)行換向）。
R2=排線撞右行撞限位后的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。        E=排線電機(jī)每分鐘的運(yùn)行轉(zhuǎn)圈數(shù)。

最大層數(shù)Nmax=[(H1-5~10)/D1]= [(H2-5~10)/D1]。當(dāng)達(dá)到或超過(guò)最大層時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)，換卷繼續(xù)運(yùn)行。
Nmax=最大層數(shù)。         H1=左錐度盤(pán)的總高度。       5-10=安全系數(shù)。
D1=線材的高度，圓形線材為其直徑。            T1=左行撞限后的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。
H2=右錐度盤(pán)的總高度。

T1=60*1000*[(N*D1*L1/H1)/D2]*D2* Fe/(C* F* N0)     單位為毫秒。
T1= 左行撞限后的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。 60=每秒的換算系數(shù)。  1000=每毫秒的換算系數(shù)。
N=線材的疊加層數(shù)。             D1= 線材的高度，圓形線材為其直徑。
L1= 左邊錐度的總長(zhǎng)距離。        H1=左邊錐度盤(pán)的總高度。
D2=線材的寬度度，圓形線材為其直徑。        Fe= 排線機(jī)的額定頻率。
C=排線電機(jī)每運(yùn)行一周的排線位移距離。       F=排線電機(jī)的運(yùn)行頻率。
N0=同步速度。

T2=60*1000*[(N*D1*L2/H2)/D2]*D2* Fe/(C* F* N0)     單位為毫秒。
T2= 右行撞限后的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。  60=每秒的換算系數(shù)。   1000=每毫秒的換算系數(shù)。
N=線材的疊加層數(shù)。             D1= 線材的高度，圓形線材為其直徑。
L2= 右邊錐度的總長(zhǎng)距離。        H2=右邊錐度盤(pán)的總高度。
D2=線材的寬度度，圓形線材為其直徑。         Fe= 排線機(jī)的額定頻率。
C=排線電機(jī)每運(yùn)行一周的排線位移距離。        F=排線電機(jī)的運(yùn)行頻率。
N0=同步速度。

為避免排線機(jī)的運(yùn)行頻率為零或太小造成T1、T2運(yùn)算溢出，將其設(shè)定一個(gè)最小頻率Fmin，Fmin取2~5Hz。
Fmin=最小運(yùn)行頻率。        T1=左行撞限后的運(yùn)行時(shí)間。
T2=右行撞限后的運(yùn)行時(shí)間。
T1、T2一定要轉(zhuǎn)換成毫秒為單位參與PLC浮點(diǎn)運(yùn)算，PLC不能運(yùn)算小數(shù)點(diǎn)以后的值。
T1、T2 只在運(yùn)行時(shí)運(yùn)算，參數(shù)設(shè)定和故障不運(yùn)算。

2. 操作臺(tái)

3. 系統(tǒng)框圖

4. 觸摸屏顯示
4.1 開(kāi)機(jī)畫(huà)面
4.2 系統(tǒng)狀態(tài)顯示
4.3 工藝參數(shù)
4.4 線速度
4.5 積線重量（比重、周長(zhǎng)）
4.6 系統(tǒng)故障顯示優(yōu)先
5. 各機(jī)組電氣連接點(diǎn)
5.1 操作面板
5.1.1 按扭開(kāi)關(guān)
5.1.1.1 電源開(kāi)——系統(tǒng)的總電源開(kāi)關(guān)，變頻器、PLC、觸摸屏等供電。
5.1.1.2 電源關(guān)——系統(tǒng)的總電源關(guān)。
5.1.1.3 啟動(dòng)——啟動(dòng)拉絲拔絲變頻器，收卷變頻器自動(dòng)跟隨拉絲拔絲變頻器運(yùn)行，排線機(jī)變頻器自動(dòng)跟隨收卷變頻器運(yùn)行。
5.1.1.4 停車——拉絲拔絲變頻器停車，收卷變頻器、排線機(jī)變頻器自動(dòng)跟隨拉絲拔絲變頻器停車。
5.1.1.5 故障復(fù)位——變頻器的故障排除后，復(fù)位變頻器故障，允許變頻器重新再運(yùn)行。
5.1.1.6 換卷復(fù)位——錐型工字輪收線滿徑時(shí)，換新卷時(shí)復(fù)位，層數(shù)N置1。
5.1.2 自鎖開(kāi)關(guān)
3.1.2.1 緊急停止——系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，變頻器自由停車，收卷變頻器抱剎停車。
5.1.3 顯示
5.1.3.1 故障報(bào)警指示——變頻器故障時(shí)，聲光報(bào)警。
5.1.3.2 觸摸屏顯示器——L1、H1、L2、H2、D1、D2、Fe、C、 N0、Fmin、K（計(jì)米輪周長(zhǎng)）設(shè)定，工作狀態(tài)、故障等。
5.1.4 電位器
5.1.4.1 速度電位器——拉絲機(jī)線速度給定，拉絲拔絲變頻器模擬電壓VS給定。
5.1.4.2 排線間距調(diào)整電位器——調(diào)整排線機(jī)變頻器的速度，使不同線徑的排線基本緊密。對(duì)于同一線徑的排線，調(diào)整好后，此電位器不需再操作。
5.2 系統(tǒng)輸入
5.2.1.1 左限開(kāi)關(guān)S1——撞限后延遲T1時(shí)間后，向右運(yùn)行。
5.2.1.2 左限開(kāi)關(guān)S2——撞限后延遲T2時(shí)間后，向左運(yùn)行。
5.2.1.3 排線FDT——1HZ排線變頻器FDT有效后，才開(kāi)始計(jì)算T1、T2。
5.2.1.4 變頻器故障——拉絲、收卷、排線任一變頻器故障。
5.2.1.5 計(jì)米輸入——收線長(zhǎng)度。
5.2.2 輸出
5.2.2.1 排線機(jī)正反轉(zhuǎn)——向右為正轉(zhuǎn)，向左為反轉(zhuǎn)。
5.2.2.2 計(jì)米到停車——或滿盤(pán)停車。
5.3 變頻器連線

大致外圍配置需要：變頻器、PLC、觸摸屏（文本顯示器）、光電旋轉(zhuǎn)編碼器、通訊模塊。
    總結(jié)要領(lǐng)：
    要得到排線的任意位置精確控制，必須控制非精密排線的排距，只有控制了排距，才可能控制好排線需要控制的排布位置，當(dāng)然，精密排線就不必要對(duì)排距去進(jìn)行刻意控制了．因?yàn)榫芘啪€的排距已經(jīng)自然生成了，受收線盤(pán)長(zhǎng)度的控制．