无级捻距管式捻股机突发停电保护电控系统

周华 胡金莲 王军

摘 要：为了解决无极调整捻距管式捻股机在遭遇突发停电时钢丝绳捻距不准甚至绞断的问题，设计时采用汇川810系列变频器共母线，增加断电检测电路，UPS在断电时给PLC提供电源，使其运行过程中遭遇突然停电时，仍能维持变频器和电机的正常工作状态，让绞线筒体、牵引轮、收线工字轮在电机驱动的情况下，实现同步减速停车，保证停车过程中钢丝绳的捻距要求。

关键词：捻距控制;同步控制;断电检测，UPS

前言：

现有的无级调整捻距管式捻股机是金属制品领域中常用的捻制设备，无级调整捻距管式捻股机在运行过程中遭遇突然停电时，变频器和电机因失电而停止工作，于是绞线筒体、牵引轮和工字轮因失去驱动动力而分别自由滑行停车，停车时间的长短由各自的惯性和阻力决定。绞线筒体的惯性最大、转速又高，即使直接对筒体进行制动，其停车时间相对牵引轮和收线工字轮也要长得多。因此，当收线和牵引停止时，绞线筒体会仍在转动，从而导致在捻的钢丝绳的捻距变小，造成钢丝绳捻距不准和力学性能的破坏，甚至直接被绞断。所以，普通的无级调整捻距管式捻股机在运行过程中突然遭遇停电时，会造成在捻钢丝绳的报废，从而造成极大的损失，在捻制粗规格钢丝绳时，损失尤为严重。

针对上述缺点，设计一种无级调整捻距管式捻股机突发停电保护电路，其解决在无级调整捻距管式捻股机运行过程中遭遇突然停电时，仍能维持变频器和电机的正常工作状态，让绞线筒体、牵引轮、收线工字轮在电机驱动的情况下，实现同步减速停车，保证停车过程中钢丝绳的捻距要求。

1控制原理

如图1所示的无级调整捻距管式捻股机示意图，其包括绞线筒体、牵引轮、收线工字轮、绞线变频器、绞线驱动电机、牵引变频器、牵引驱动电机、收线变频器和收线驱动电机，绞线驱动电机与绞线筒体连接，牵引驱动电机与牵引轮连接，收线驱动电机与收线工字轮连接;绞线变频器和绞线电机连接、牵引变频器和牵引电机连接、收线变频器和收线电机连接;在绞线筒体旋转的同时牵引轮带动钢丝前进而捻制成钢丝绳，捻制成的钢丝绳再由收线工字轮卷绕，牵引变频器通过脉冲同步跟随主变频器，PLC（可编程逻辑控制器）调整牵引变频器的速度分子給定给定比例，即调整绞线电机和牵引电机之间的转速比，可以捻制出不同捻距规格的钢丝绳。

图2.3所示无级调整捻距管式捻股机突发停电保护电控系统，其特征在于它包括UPS（不间断电源）、PLC（可编程逻辑控制器）、绞线变频器、牵引变频器、收线变频器和电源丢失检测电路;由UPS供电给PLC;绞线变频器、牵引变频器、收线变频器分别与PLC之间采用MOUDBUS通讯;绞线变频器、牵引变频器和收线变频器共母线，绞线变频器自带顺停不停功能，PLC的一个输入点连接电源丢失检测电路;电源丢失检测电路包括光耦、限流电阻和二极管;限流电阻与光耦输入端连接，二极管串联在光耦与限流电阻之间。

如图4所示，当无级调整捻距管式捻股机运行时，具有较大机械惯性的绞线筒体中储存了较大机械动能，当遭遇突然停电时，驱动绞线筒体的绞线变频器在检测到电源丢失后，绞线筒体带动绞线驱动电机将绞线筒体的动能转化为电能，并将产生的电能提供给牵引变频器和收线变频器，再由牵引变频器和收线变频器将电能传给牵引驱动电机和收线驱动电机，从而维持牵引轮和收线工字轮工作;同时PLC从电源丢失检测电路得到电源丢失信号后，协调绞线筒体、牵引轮、收线工字轮的转速，以实现迅速地同步降速停车，保证在捻的钢丝绳的捻距不变;UPS作用是，在停电后继续为PLC等控制部分继续提供工作电源。

2电气系统控制

电气控制系统主要由人机界面（HMI）、PLC、变频器、UPS，电源丢失检测电路等低压电气组成。人机界面选用SMART700IEV3触摸屏，PLC选用西门子CPUST60，变频器采用汇川810，电源丢失检测电路自制。当PLC采集到主电路电源丢失的信号同时UPS在断电瞬间给PLC提供电源，保证程序指令正常执行;汇川810变频器带主从功能和顺停不停功能，主从是双闭环且使用脉冲同步方式更加精准控制捻距，变频器安装方式是共母线安装方式，只要母线电压维持在报警电压之上，变频器就可以安装PLC发出的指令正常工作，检测到断电信号时，PLC发送指令让主机快速降速，在这个工程中绞线变频器的母线电压是升高的;所以在这个过程中设备能维持正常运转直至停止，从而实现在突然断电的过程中保持捻距不变的功能。

3使用效果

该电气控制系统已在多个无级调整捻距管式捻股机设备上使用，在不同规格的钢丝绳生产过程中进行测试，使用效率良好，解决了无级调整捻距管式捻股机在运行过程中遭遇突然停电时导致在捻的钢丝绳的捻距变小，造成钢丝绳捻距不准和力学性能的破坏，甚至直接被绞断的问题。

参考文献：

[1]何国强.无极捻距管式捻股机电气控制.金属制品，2010，（04）.

[2]张家琦.钢丝绳生产工艺M.北京：兵器工业出版社，2001

[3]李进.GGZ6-200捻股机电气控制系统设计.金属制品，2010，（10）.