由于拉拔機(jī)系統(tǒng)要求拉拔速度必須穩(wěn)定，否則將會影響鋼管表面的質(zhì)量，所以對控制系統(tǒng)要求較高。過去人們在概念上已形成直流調(diào)速拖動比交流調(diào)速拖動好的深刻印象，但是由于直流電機(jī)本身結(jié)構(gòu)上存在機(jī)械整流器和電刷，所以給直流調(diào)速拖動系統(tǒng)帶來了下面四個主要缺點：(1)維護(hù)困難。(2)設(shè)備環(huán)境受到限制，易燃易爆以及環(huán)境惡劣的地方不能適用。(3)在結(jié)構(gòu)發(fā)展上，制造大容量、高轉(zhuǎn)速及高電壓的直流電動機(jī)比較困難。(4)造價高。但隨著電力電子學(xué)的飛速發(fā)展，各種大功率半導(dǎo)體件諸如晶體管及電力晶體管等的出現(xiàn)，促使交流調(diào)速飛躍進(jìn)步，交流拖動調(diào)速系統(tǒng)則可以克服上述缺點，有著較光明的發(fā)展前景。
1.系統(tǒng)簡介
拉拔機(jī)的自動控制系統(tǒng)主要包括：控制柜、傳動柜、繼電柜、操作臺、分散站。主要的元器件：變頻調(diào)速控制裝置、調(diào)速裝置總線通訊模板、S7-300可編程序控制器、分散式I/OET200M、工控機(jī)、監(jiān)控軟件WINCC6.0等產(chǎn)品。通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接整個控制系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)組成
(1)硬件配置控制系統(tǒng)的完成首先是硬件配置，此控制系統(tǒng)主要的工作是用S7-300 PLC與VOCON CX變頻器進(jìn)行硬件連接及組態(tài)，建立PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的主要特點是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，是能支持雙向、多節(jié)點總線式的全數(shù)字通信。將VOCON CX變頻器通過總線通信模板連接到S7-300 PLC的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中，從而實現(xiàn)了VOCON CX與S7-300的網(wǎng)絡(luò)通信。
(2)硬件組態(tài)為了將不同廠家生產(chǎn)的PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD文件(電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件)方式提供這些產(chǎn)品的功能參數(shù)(如I/O總數(shù)，診斷信息、波特率、時間監(jiān)視等)，標(biāo)準(zhǔn)的CSD文件所作的組態(tài)工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中。
此系統(tǒng)的硬件組態(tài)是把變頻器、可編程模塊、分散UO在STEP7軟件下配置好后，下載到可編程控制器的CPU中。這套控制系統(tǒng)組態(tài)關(guān)鍵是將VOCON變頻器組態(tài)到S7300 CPU中。
3.系統(tǒng)功能
(1)調(diào)速控制系統(tǒng)功能硬件配置、組態(tài)后主要是軟件調(diào)試。拉拔機(jī)的主傳動系統(tǒng)采用兩臺163kW交流變頻電動機(jī)，電動機(jī)功率大、又是兩臺電動機(jī)驅(qū)動同一根軸，給調(diào)試工作帶來了困難，由原來制定的主從方案改為Load Drooping(轉(zhuǎn)距柔化)控制。
調(diào)速控制系統(tǒng)主要完成兩臺變頻電動機(jī)在同軸的帶動下拉動拉拔小車實現(xiàn)拉拔的功能。
(2) PLC控制站功能拉拔機(jī)自動控制系統(tǒng)的編程軟件采用SIMATIC STEP7 V5.2。PLC完成的主 要控制功能有：上料、推管穿芯棒、推芯棒入模座、動機(jī)帶載平穩(wěn)起動，高速拉拔、高速返回，準(zhǔn)確停車、收集料等。整個控制過程實現(xiàn)全自動控制。關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)通信控制采用了STEP7中的特殊功能塊SFC14“DPRD-DAT”讀取DP從站的連續(xù)數(shù)據(jù)，采用SFC15“DPWR-DAT”向DP從站寫連續(xù)數(shù)據(jù)。
(3)上位監(jiān)控功能上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用控制機(jī)、WINCC6.0監(jiān)控軟件。實現(xiàn)了以下功能：(1)實時位置監(jiān)控：監(jiān)控各個信號點的狀態(tài)。(2)信號采集：由變頻器通過總線通信采集過來的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流。(3)直接反映拉拔力及轉(zhuǎn)矩的值。(4)鋼管的批號、管徑、長度的顯示。(5)兩臺變頻電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流的實時監(jiān)控曲線的顯示。(6)參數(shù)的設(shè)定：包括管徑、壁厚、長度、拉拔速度、小車高速返回的速度。(7)報警系統(tǒng)：液壓站、潤滑站、變頻器等的故障顯示。