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當前被金屬拉絲行業普遍推崇的代表著最先進的生產技術的設備，應該是直進式拉絲機了，直進式拉絲機可以減少金屬絲的內應力，消除扭曲力矩。在以后的深加工過程中塑性比較穩定，可加工性能良好，同時，生產加工制做速度可以任意設定。生產過程中斷線幾率減小，進步生產效率。所以它代表著拉絲機技術的高端。

山東濟南，我們的一個機械設備制造客戶，“匯恒機械設備公司”。這個廠家是一個以直進式拉絲機生產制造為主要產品的廠家。我們這次為這個廠家采用我們AC60-3T系列張力專用控制變頻器設計了一套電氣控制系統。在我們沒有給對方提供這套技術方案之前，匯恒公司一直從河南鶴壁市進口別人生產的直進式拉絲機電氣控制柜。這也同時表明了，在我們和類似于我們的產品技術沒有登陸之前，直進式拉絲機的電器控制技術一直被一些高真個電氣公司將技術控制著，不能有突破和發展。當我們的控制技術出臺后，直接惠及到拉絲機制造廠家。使他們有了自己真正意義的直進式拉絲機電氣控制技術。

以前的拉絲機控制技術，以直進式為代表的，在控制方式上，一直沿用：單位時間內，金屬秒流量相等的控制原則，采用這個原則計算出一個大致精確的速度匹配控制。然后，結合張力擺臂位置信號，在以上速度的基礎上，結合PID控制進行微量調節。所以說，以前的直進式拉絲機一直離不開觸摸屏或者文本顯示器。原因就是PLC需要知道模具的直徑，用于計算運行速度。并且，一旦更改了模具的孔徑，必須重新更改參數設定值。并且當要執行跳卷指令時，又要重新設置模具孔徑和機械傳動比值。

我們采用AC60-3T張力控制專用變頻器，直接采樣速度位置信號，逐級自動跟蹤前臺機臺運行速度的控制方案，可以自動進行速度匹配，自動計算機械傳動比。一個完全自己適應運行要求的控制系統。可以很好的解決當前直進式拉絲機電氣控制技術存在的很多困難環節。是一個備受推崇的成熟方案。

我們的方案大致需要外圍硬件配置：（以8臺機組為例）
PLC 1臺、首選FX2N—64MR
D/A 數字模擬量轉換模塊，1通道即可。（也可以用電位計代替）
觸摸屏 文本顯示器（也可以不采用，不影響控制精度）
啟動、停止 按鈕
腳踏點動開關、以每個機臺４個的數目計算。
緊急停止按鈕　若干個。
張力位置傳感器，機臺總數－１＝需要的數目。
電磁閥、以及張力汽缸，根據需要購置。

直進式拉絲機，在電氣控制模式上，一般采用PLC加觸摸屏、加變頻器控制模式。使用變頻器的典型直進式系統控制如下，操縱面板和PLC負責設定和監控各個環節的參數，通過變頻器的各個設定端子，直接進行各個拉絲卷筒控制變頻器狀態共享。收線卷筒電機的運行頻率通過主操控PLC輸出給定。收線電機的運行頻率，直接決定了上一級電機的運行速度，為了保證張力基本恒定以保證金屬產品的品質，拉絲環節電機的主控速度通過PLC綜合下一級電機的頻率給定，單獨主頻率給定信號滿足不了產品生產要求，輕易造成斷線故障，由于在直進式各個拉絲道中，拉絲的效率較高，各個卷筒間絲線張力很不一致，致使各個拉絲卷筒間絲線半徑精度不高甚至造成斷線，為達到生產要求，一般以本級電機張力傳感信號為頻率設定輔助信號反饋，通過調節輥輸出的是角度信號，角度信號經過凸輪變成直線式位移信號，位移傳感器檢測直線位移信號輸出0～10 V的電壓信號，此信號做為內部PID的反饋信號。

主控制信號控制變頻器時，必須考慮機械慣性，按一定的斜率天生速度模擬信號輸出，即通過一頻率斜坡發生器產生變頻器主控制信號。發生器的斜率可針對不同機械的特性而設定。輔助信號由內置PID環節輸出，它決定了當前拉絲機的動態特性，在整個信號給定中，當輔助信號所占比例較大時，轉速將出現大的振蕩而較難穩定，當輔助信號占比例較小時，其控制跟隨速度較慢。因此須在主控PLC或變頻器內部對輔助頻率進行限幅，通過簡單的比例關系，設定主給定信號和拉絲機本身閉環給定信號的比例關系即可實現，對大部分拉絲機，使其PID頻率控制幅度限幅在10%左右。 拉絲機各個卷筒控制電機頻率主信號給定需要進行修正和補償，這是由于拉絲機工作特性決定的。

πR12*S1/W1=πR22*S2/W2

經過以上公式直接計算出來的是當前逐級機臺的基本前饋輸進速度，通常為了保證機臺的效率，廠家在設計制造拉絲機的時候已經將傳動比例大致界定，實際各臺機器運行的速度可以基本保持不變。（±3HZ）。各個環節的配合主要如下：

設計速度給定輸出信號需要留意的題目：
PLC D/A 模塊輸出模擬速度信號給定時，一定要保證斜率天生的平滑，拐點部位要圓潤。從最小速度到最大速度的加速時間要保證15S以上，實際證實假如加速度S2時間小于15S，那么力矩收線電機將會出現速度跟蹤不夠的題目，假如是采用張力收線則可以避免以上情形發生。斜率的天生要依靠PLC完成。假如是電位計給定速度信號，則必須是采用兩個電位計，一個作為運行速度給定，一個作為點動速度給定。并且盡可能選擇多圈電位計。并同時設定模擬量端口輸進的濾波時間為30S。并通過邏輯關系，將兩個電位計的輸出進行有選擇性的分別切換輸出。同時留意點動給定的模擬量速度信號一定要配合各個機臺的點動頻率速度設定。一旦整定好，需要固化。例如，點動速度電位計的輸出模擬信號轉化為3HZ頻率信號，則所有的機臺的數字設定點動頻率都要設置為3HZ。

緊急停止信號指令和復位信號指令可以并聯所以機臺信號，同一交由一個輸出端口處理。所有的反轉REV指令也可以并聯起來同一控制輸出。這樣可以節約PLC的輸出點數。每臺變頻器需要“5”路信號給定，1，運行信號。2，點動正轉信號。3，點動反轉信號。4，基極封閉信號。5，復位信號。速度信號需要1路VS輸進信號，反饋信號需要1路VF輸進信號。

其工作原理是：根據操縱工在面板設定決定作業的速度，該速度的模擬信號進進PLC，PLC考慮加減速度的時間之后按照一定的斜率輸出該模擬信號。這樣做的目的主要是滿足點動、穿絲等一些作業的需要。PLC輸出的模擬電壓信號同時接到所有變頻器的VS2輸進端，作為頻率的主給定信號。各擺臂位置傳感器的信號接進到對應的模道變頻器作為PID控制的反饋信號。根據擺臂在中間的位置，設定一個PID的給定值。這個系統是非常典型的帶前饋的PID控制系統，一級連一級，PID作為微調量與主給定作正負加減疊加求果來控制變頻器的輸出。

一般將出成品線的機臺（最后）作為恒定速度運行，其余機臺做張力控制運行。這樣的優點是方便通過線速度確定機臺運行速度，同時高速度機臺恒定速度運行可以保證穩定性。

動作邏輯的設計要求：
首個機臺和最后一個機臺為“3”個腳踏信號輸進，其分配關系為：點動正轉、點動反轉、后聯機點動、（最后一個為前聯機點動）
中間機臺為“4”個腳踏信號輸進，其分配關系為：點動正轉、點動反轉、后聯機點動、前聯機點動。
為了保證點動穿線時張力受控，其邏輯關系應如下組合：
1#機臺變頻器：
點動正轉：閉合1#變頻器的JOG端子。
點動反轉：同時閉合1#變頻器的JOG和F/R端子。
點動后聯機：閉合最后一臺變頻器的JOG端子，并同時閉合逐級前移序號機臺的FWD端子。（例如：最后機臺為8#機臺，需要配合的動作為：8#機臺閉合JOG、7#、6#、5#、4#、3#、2#、1#機臺閉合RUN）
2#機臺變頻器：
點動正轉：閉合2#變頻器的JOG端子。
點動反轉：同時閉合2#變頻器的JOG和REV端子。
點動后聯機：閉合最后一臺變頻器的JOG端子，并同時閉合逐級前移序號機臺的FWD端子。（例如：最后機臺為8#機臺，需要配合的動作為：8#機臺閉合JOG、7#、6#、5#、4#、3#、2#機臺閉合FWD）
點動前聯機：閉合1#變頻器的JOG端子，并同時閉合2#變頻器的FWD

下面給出張力輪擺臂的大致示意圖樣：

在運行中可以觀察到兩種擺動跡象，一是擺頻、一是擺幅、假如擺幅過大，達到極限位置，則可以減小H-44和H-20的數值，也可以嘗試加大H-19的數值，每次的最大增加單位為0.02。假如擺動跡象好轉，則可以再增加一個單位，不可隨意一次加很多。

假如擺頻過大，但是擺幅不撞限，則可以減小H-22的數值，也可以嘗試減小H-19的數值。看得見擺幅大，也可以通過拉大增益系數比例門路來控制，H-33為 “1” H-34為“3” H-35為“6”或者H-33為“1” H-34為“2” H-35為“4”，由于只有確定了H-33為“1”的數值后才可以確定判定H-34、H-35、 H-36、的數值是否合適。所以H-33最好為“1”。留意：電動機的極對數越大，減速比越大，增益值（H-50和H-19任意取一）相應需要越大。不可一律設置同一參數，效果也許更好些。（物理長度誤差一致，擺幅位置一致，但是調節速度變化范圍不一定一致）。

總之一定要搞清楚是增益補償過大產生的擺動還是增益補償過小產生的擺動，物理觀察機臺張力桿，當大的擺動產生后必須一個調節周期，即較大擺動一次就可以穩定下來為最佳控制狀態。觀察變頻器，可以看見對應的頻率變化為±0.1HZ左右波動為最佳。

下面給出張力擺桿的實際物理緩沖吸收長度：

張力儲能擺幅緩沖位置折合長度計算示意：

條件：相鄰兩個卷筒的有效間隔長度880毫米，
張力桿擺副有效行程間隔180毫米（直線測定）
張力輪在兩個卷筒直線間隔的350毫米處
極限儲能吸收總長度間隔為394.69毫米+559.73毫米=954.42毫米
緩沖吸收長度為954.42毫米-880毫米=74.42毫米
其中左右行程間隔各占吸收長度實際的74.42毫米÷2=37.21毫米
拉絲機卷筒的直徑400毫米×3.14=1256毫米
35毫米÷1256毫米=0.027866轉
電動機拖動的卷筒速度調節范圍必須精確到在±0.027866轉之間（卷筒速度）。
0.027866轉×轉減速比×電動機極對數÷60=頻率（HZ）。
舉例減速比為1：30 電動機為4極（1500轉）=2對極 ，則0.027866轉×30×2÷60=0.027866HZ
變頻器的輸出頻率必須精確控制在±0.027866HZ范圍之間。

由于是按照直線角度計算，受鐵線材質硬度的影響（弧度），實際間隔會小于37.21毫米≈35毫米，事實上由于兩個卷筒都是趨向于匹配速度運行，那么動態誤差將比理論值要小的多，我們推算的也只是禁止狀態的靜誤差。

以上只是估算值，實際可能有些誤差。

舉例變頻器參數設置折算公式如下：

H-32=100 H-50=100=50Hz H-45=000 H-19=010 其PID調節范圍為50Hz×H-19(0.10)=5 Hz。（H-45時間范圍內適用）

其中正轉調節量+2.5 Hz 反轉調節量-2.5 Hz 
假如調節量限不夠那么可以設置H-50=100=50Hz H-19=020 其PID調節范圍為50Hz×H-19(0.10)=10 Hz（平滑啟動時間范圍內適用）
其中正轉調節量+5 Hz 反轉調節量-5 Hz 
以上只是在最高頻率為 50Hz的時候的計算量。假如最高頻率大于50Hz 可以適當整定H-50的數值。H-19和H-50是乘積關系。
這種控制模式得出的結果是微調范圍精致，主前饋速度跟隨特性比較好。但是要取得更好的效果必須H-45=000可以保證平滑啟動的跟隨特性也一樣線性度好。
附帶有八臺機組的控制電氣圖紙和參數設置：
剩余的外圍控制，每個廠家各不相同，沒有同一的模式，也就不贅述了。
（圖紙請用AUTOCAD 打開，）
以上只是我本人的一點有限想法，僅供內部交流參考，實際也許出進很大，不可千篇一律以此為準。切記！
H-50可以限制，也可以不限制，假如有跳卷功能則完全沒有必要限制，否則適得其反。