590在小拉丝机退火系统 的应用
摘要；通过小拉机退火系统电气改造的案例，介绍用欧陆590全数字直流调速装置扩容技术来控制退火电流的大小。
关键词；拉丝机；退火系统；改造；欧陆590全数字直流调速装置；
0 引言
线缆行业用的拉丝机连续退火是一种快速连续电加热退火的方法，他将通过拉制后的硬化铜合金线材依次经过两个带电的接触轮，而两接触轮之间施加退火电压，线材通过大电流发热，使其达到退火的目的。
线材经拉丝机主机，定速轮，连续退火装置，最后通过收线装置缠绕至收线盘。退火速度与拉线速度必须保持同步，而退火电压自动跟踪拉丝机线速度，并且要自动进行调节。通常以速度反馈和张力反馈进行同步控制。退火电压的大小可由计算式U=K√V来确定。式中，U为裸铜线退火电压（V）;V为拉丝机线速度（M/S）;K为退火电压修正系数，取值6·5_—8·0。退火后线材的机械性能如延伸率，抗拉强度要通过做拉力试验来却定，不满足要求是可以调节退火电压的大小。
1. 原拉丝机系统的组成及问题 1·1整机系统组成
NLHT1-200/21型退火小拉机，由上海电工机械厂生产。系统由拉丝主机，退火部分，张力储线装置及收排线装置等组成。
1·2主要技术参数
最大进线直径为2·00mm，出线直径为0·15~0·63mm,最多拉伸道次为21次，最高出线速度可达40m/s，收线盘规格PND250.主机Z4形直流电机，功率45KW,电枢电流113A;收线电机Z4型直流电机，功率7·5KW,电枢电流19·5A；最大退火电压65V;最大退火电流为700A.
1·3退火系统及其控制原理 原退火系统及其控制原理的框见图1
-1 拉丝主机的定速轮上安装测速电机，它的信号跟踪主机速度的大小，此信号经过变换后作为退火电压调节的大小，来自主回路电流互感器的电流信号经过电流变换器LB变换为电压信号，同时.，与来自接触导电轮的电压反馈信号叠加后进入电压调节器UT，由三相触发装置CF形成6路触发脉冲，通过移相控制主回路6个晶闸管的导通角度（每一相由2个晶闸管反并联组成），这样退火变压器一次侧实现了交流调压。退货变压器一次侧为三角形接法，二次侧为6相双反星形接法。二次侧6路交流电压经过6个大功率二极管整流，形成的退火直流电压加于两个接触导电轮。
1·4存在的问题
在长期使用过程中，随着触发电路板元器件的老化，该设备退火电控系统工作很不稳定，因触发脉冲相位角错误还脉冲丢失，导致主回路晶闸管模块频繁烧坏，或者退火电流不稳定，影响了退火线材产品的软化效果；设备故障停机时间长，维护费用高，严重影响生产。于是对该设备退火电控部分进行电气改造。 2 改造方案
整机继电器控制采用PLC控制。主机与收线调速采用590全数字直流调速装置，限于篇幅，此处不再赘述。退火控制采用590扩容技术，即使用591C/35A装置，保留主控板及电源触发板，去掉其功率器件，利用590的6路脉冲，去触发外置的大功率晶闸管，实现用小功率590装置来控制大功率退火电流的目的。 2·1退火主回路及其控制原理（见图2） L10 L20 L30 N 图2中，三相主电源L11.L21.L31.经过主接触器，快熔FU4,调压可控硅1T1—4等，加至退火变压器T3的原边绕组（三角形接法），1T1—4的阳极与阴极之间接有RC阻容吸收电路1R1—1R3,1C1—1C3等用来保护可控硅。T3副边（双星形接法）6抽头接有整流二极管1Z1—1Z6,副边绕组带有平波电抗器，抑制脉动电流。整流输出的直流电压U+,U-,作为退火电压加于两导轮，PV2数显电压表可以显示退火电压的大小。为保证大功率器件的散热，设计有冷却风机。
图中主要部件及说明如下； KMU4;接触器CJX4—100A;
CT1,CT2,电流互感器，100/5；1R1—1R3;浪涌吸收电阻，50W,20Ω;
FU4;快熔，100A; 1T1-1T6;反并联可控硅组，110A/1600V,带散热器； 1C1—1C3;浪涌吸收电容，1000V/0.47UF; F1;熔断器，5A; T3;变压器，输入电压380V,整流后直流电压65V,700A,容量58KVA;
RW;电阻，150W,330Ω RW1;电阻，150W,33Ω 1C4;电容，100VDC/1000UF; 1Z1—1Z6;整流管，500A/800V,带散热器； GM6-1~GM6-3;风道风扇，220V;
PV2;数显电压表，显示退火电压的大小。
2·2退火调速控制回路及其原理（见图3）
图3中，U4为591C/35A改装而成，利用主控板及电源板，去掉原有的主控模块及励磁模块，自制带散热器的大功率器件外置于调速器自外，达到扩容的目的。
QU4 K14 24V+ KMU4 K14 KB4 12 D5 D6 D8 D7 C9 C5 B8 B9 C3 C1 C2 B6 U4 591/35A改装 B3 A6 A4 A1 A8 图3退火调速控制回路及A给定 电流表 其原理图
图中主要部件及说明如下； U4选型；选590系列35A两相限直流调速器（591/35A）； D5;D6;为主接触器线圈KMU4提供AC220V电压； A1；0V;
D7;D8;辅助电源供电，220V电源经单级空开QU4(5A/2P)接入。D8相线，D7中线，不能接反；
A4;模拟输入3。斜坡速度设定点（0V- +10V）,作为退火电流的主给定信号。拉丝机主机同步信号先经过PLC的A
/D模块，编程实现退火函数关系；U=K√V,经操作台的退火电位器后加至U4的A4端
A8;模拟输出2，总速度设定值。当输入信号变化时，A8也同步变化，此信号可用作退火电流显示信号。A8与A1之间接有数显电流表PA1,位于操台
A6； 模拟输入5，主电流极限或辅助电流限幅； B3; +10V;
B6; 数字输出2，传动正常时为+24V. 图3中，KB4为24V中间继电器，其常闭接点送入PLC输入回路，作为故障检测用；
B8;程序停机。当为24V时，装置运行；当为0V时，装置停止；
B9;惯性滑行停机。当为24V时，装置正常运行；当为0V或开路时，主接触器断开，装置停止，电动机滑行到停机； C1; 0V；
C2;电动机过热元件保护输入。若不用过热检测器，接线端C1, C2必须端接；
C3;启动/运行输入端。当为24V时，装置无故障，传动运行；当为0V时，装置滑行停止。图3中，通过PLC的
一个输出点控制继电器K14的一个常开接点来实现通断； C5;允许输入端。当电压为24V时，控制器启动；当电压为0V 时，所有控制回路都被禁止，控制器不起作用； C9;+24V电源，最大输出电流50mA。 2·3 590参数设置
590的参数由MMI（人机界面）显示，操作面板上的M键用于进入全英文菜单，↑；↓键用于菜单选择和参数修改，按E键退回上一级菜单。退火部分参数设置主要是速度环及电流环参数设置。 （1）励磁参数（ SETUP PAREMETERS 设定参数）（ FIELD CONTROL 励磁控制）
（FIELD ENABLE）励磁启动 （DISABLED）励磁功能不启用。 (2) 速度环参数；（SETUP PAREMETERS设定参数） (SPEED LOOP速度环) （PROP GAIN比例增益）4·0
现场调试经验太大，响应太快，冲击大 。
(INT TIME CONST 积分时间 2·0 现场调试经验值太小，积分时间太短，系统稳定性差。 (INT DEFEAT 积分失效 OFF
选择ON时，禁止速度环PI控制的积分部分，仅用比例控制。 (SPEED FBK SELECT 速度反馈选择) ；（ ARM VOLTS 电枢电压反馈) (ANALOG TACH 模拟测速机反馈) （ENCODER 编码器反馈） （ENCODER/ANALOG 模拟编码器组合反馈）
（ARM VOLTS） (3) 电流环参数；（SETUP PAREMETERS 设定参数）；（CURRENT LOOP 电流环）(PROP GAIN 比例增益 25·0)
现场调试经验值太大，响应太快，冲击大。
（INT TIME CPONST 积分时间 10·0）
利用590扩容技术对设备改造后，经过近几年的试运行，该设备退火系统工作稳定，对于不同规格线材的拉制，主机从启动到停止的过程中，退火电流能够自动跟踪主机线速度，退火导体的抗拉强度和延伸率都满足工艺要求，大大降低了维修成本，提高了设备的利用率，进而提高了产品的质量，得到了很好的效果，达到了改造的目的。 3 结束语
590系列调速器功能强大，工作稳定可靠，性价比高，深受用户欢迎，在目前国内工业控制中应用较为广泛。因此学习和使用好590调速器，利用其一些特殊功能，可用解决设备电气改造的一些实际问题。
