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型的成功應用，本系統全部采用匯川產品，并且采用高速總線Canlink實現PLC的遠程控制和伺服（變頻器）控制，速度模式或者扭矩模式控制切換方便，響應快，完全滿足客戶目前的設備穩定、高效的需求。
關鍵詞：雙牽引機、PLC、Canlink、現場總線、矢量變頻器、速度閉環轉矩限、轉矩控制速度限、RS485通信

一：系統簡介

鋁型材雙牽引機是鋁型材擠出機將鋁棒高溫加熱后，在擠出機擠出端通過模具擠出成型各種規格形狀的鋁型材，鋁型材牽引機是從其出口夾住鋁材，并且牽引到一定長度后切斷而送到儲料臺架上，為了提高牽引效率，雙牽引指有兩個小車輪流交替牽引鋁材，牽引機在牽引過程中采用扭矩模式，保證穩定的恒張力，和基礎擠出速度保持一致，其目的使鋁材在牽引過程中不變形；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個小車交接的時候切斷鋁材。

其中2個小車分別由兩臺電機鏈條傳動，每臺小車都有獨立的液壓控制鋁型材夾緊放松系統，而靠近擠出機出口的小車還帶有鋁材定長切割系統。

二：行業現狀

廣東鋁材設備近幾年，隨著政府整頓和規范市場秩序力度的加強和市場競爭優勝劣汰機制作用的進一步發揮，中國鋁合金型材工業在總量快速增長的同時，內部結構也發生了明顯的變化，產業開始逐漸走向成熟。據統計，國內鋁合金型材生產廠家數已從頂峰時期的1,200多家減少至700多家廣東鋁材設備，而一大批產品技術水平低、質量差、檔次低的小型鋁型材加工廠已逐漸被淘汰。與此同時，大斷面、大噸位、技術先進的擠壓機開始落戶中國，表面處理技術也由以往的色調單一、品種稀少、質量低下的狀況，向多色多彩、品種齊全、品質優良的方向發展。目前，中國鋁合金型材工業已經跨越了以數量增長為特征的初級發展階段，初步進入了以提高產品內在質量、豐富產品種類、依靠綜合實力參與市場競爭的新階段。

出于傳統使用的各種單牽引機普遍存在故障率高、沖擊大、運行平穩性差、起動控制性能差、電耗高、維修成本大、維修難度大等缺陷，為解決以上諸多問題，現研制了此新型牽引機；本機型具以下幾方面特點：
1、使用新型軌道，大大提高了導向精度，使牽引頭運行更平穩、阻力更小；
2、夾料機頭不安裝夾料動力裝置，機頭重量僅100公斤，是普通機頭重量的1/4，從而使得運行過程沖擊小、起停靈敏，有效的提高了控制性能，同時牽引電機功率也降低了1/3；
3、夾料機頭無控制箱及控制元件，無須為機頭控制系統故障而操心，極大的減少了故障率，也降低了維修難度；無滑觸線和集電器等重要易損件，減少了使用維護成本；
4、牽引電機使用伺服電機或者4/8極雙速變頻電機，使牽引機低速牽引時有足夠的平穩運行頻率，消除了低速牽引時爬行及牽引力不穩的問題；
5、本機型使用雙鋼絲繩傳動，靠擠壓機端安裝了夾料托板和壓爪動作的氣動機構；
6、PLC以通訊方式控制伺服或者變頻器的參數，有效控制各速度段的起停和速度段間的平滑過渡，使得運行流暢可靠無沖擊，有效提高鋁材質量；

三：設備工藝介紹
1、鋁型材牽引傳動的示意

2、傳動動作原理
1）首先，鋁型材切割牽引小車1停留在鋁型材鍛壓機口原點A處，等待擠出鋁型材，鋁型材小車2停留在B等待小車1將鋁型材牽引過來交接。
2）當鋁型材擠出一定的長度時候，鋁型材牽引切割小車1開始夾緊鋁型材，以適當的穩定牽引速度和力牽引鋁型材前進，當達到C點，小車2開始與小車1同步速度啟動運行前進的同時夾緊鋁型材，小車1的夾緊松開后，就立即高速返回到原點A處等待小車2將牽引鋁型材長度到達。
3） 小車2牽引前進到設定的鋁型材長度的D點，小車1又開始啟動與小車2同步速度和合適牽引力前進同時夾緊，在前進的同時，小車1上飛鋸開始切割。
4） 當小車1上飛鋸切割完成，小車2就開始高速前進，將鋁型材送到儲料臺位置停止放松夾緊，放下鋁型材后，高速返回到點B處，再次等待小車1牽引鋁型材到位。
5） 以上的循環周而復始，從而達到牽引的作用，保證鍛壓機連續工作。

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

本控制系統分三個獨立的控制部分組成：鋁型材牽引切割小車1、鋁型材牽引小車2、兩臺小車伺服傳動部分。對于小車1、2分別用H2U列14點的PLC控制，并且做獨立系統控制編程，兩臺小車傳動部分采用匯川IS500伺服或者MD380系列變頻器。

其中以64點PLC作為主站，其他2個PLC和伺服（變頻器）作為從站，它們之間采用canlink協議（100-500K速率）鏈接來實現通信交換數據。

匯川伺服的極限保護功能可以不通過PLC編程就能實現設備之間的防撞保護。

同時匯川伺服具有回原點功能，無需編程，通過伺服接口信號實現，如下：

4、系統控制要點

1、要求伺服或者變頻器具有穩定的扭矩特性；
2、兩小車高速返回原點定位準確；
3、小車在單牽引或者雙牽引時候，能夠實現扭矩和速度快速切換；
4：扭矩模式下伺服啟動，通過先給定大扭矩實現啟動加速過程，等系統克服慣量問題造成加速緩慢后，在把扭矩調整到正常扭矩大小；尤其在小車交換的時候，速度和扭矩的切換無停頓現象；
5、第一次的兩小車在牽引鋁型材交接和切割時候，實現速度同步控制，以及牽引力的平衡傳遞實現。
6、通信控制必須穩定，在滑軌瞬間接觸不良時，能夠準確判斷是通信瞬間中斷還是長久中斷，如果發生故障，系統能夠安全停止運行，并提供準確報警信息，以便維護；

五：匯川的解決方案的優勢

1：系統方案成熟應用，控制效果得到客戶的高度認可；
2：PLC編程簡單易用，網絡配置方便；安全的加密特性；

3：伺服高響應性和過載能力

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