Siemens 6SE6440系列变频器在电磁线收线机上的应用

　　上海高威科电气技术有限公司    吕一

　　摘要：本文主要介绍采用德国西门子公司的工控产品：可编程控制器，变频器，触摸显示屏，MPI通讯，Profibus-DP总线完成收线机的电气控制系统，从而实现放线、收线和排线的平滑控制，实现收线的恒张力控制，并通过显示屏，方便的读写、修改参数。

　　关键词：控制系统；变频器；MPI通讯；Profibus-DP总线

　　概述

　　根据收线机对电气控制系统的要求：通过可编程控制器来进行参数运算和程序控制；所有的参数通过显示屏读取和修改；收线部分是恒张力控制，速度随放线的速度变化而变化；排线部分跟随收线的实际角速度做相应的往复运行；张力控制通过收线变频器来实现，控制模式为力矩控制下的速度限制方式。我们的系统配置如下：

　　1、  可编程控制器采用西门子公司的S7-300系列程序控制器；

　　2、  显示屏采用西门子公司的OP270系列彩色按键显示屏；

　　3、  放线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机；

　　4、  收线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机，反馈采用德国施克的单圈绝对值编码器；

　　5、  排线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机，反馈采用德国施克的单圈绝对值编码器；

　　6、  可编程控制器和显示屏间的数据传送采用MPI通讯方式；

　　7、  可编程控制器和变频器间的数据传送采用Profibus-DP总线的通讯方式；

　　8、  通过可编程控制器采集收线的反馈，进行相应的运算后，实现排线和收线的同步；

　　控制与显示

　　本系统采用西门子S7-300可编程控制器进行逻辑运算，并根据设定的参数和采样得到的数据经过CPU运算，得到了放线、收线和排线的参考速度，再通过Profibus-DP方式实时地传送给变频器。同时，经过计算的放线、收线和排线的参考速度及班产量等通过MPI方式实时的传送给显示屏。显示屏不仅用于显示各个传动轴的系统参数及产量等，还可以设定收线的棍子直径、线径及棍子的宽度等与控制有关的计算用数据。

　　控制系统框图如下：

　　传动

　　1、  放线传动：

　　放线传动是主传动部分，通过显示屏设定放线的运行速度，速度值以米每分钟为单位，控制器通过计算，产生变频器的给定速度，再通过DP总线把放线的运行速度写到变频器中，变频器根据设定的速度运行。这部分用变频器主要为了实现放线的平稳性及放线的速度可调节。

　　2、  收线传动：

　　收线传动是从动部分，是受放线的速度控制的。为了保证收线的恒张力控制，用到了变频器的内部收放卷功能。具体的做法是：首先根据放线的速度、收线的棍径和线径，通过程序控制器算出一个收线的参考速度，控制器通过DP总线把收线的参考运行速度写到变频器中。收线变频器采用力矩控制速度限幅的控制模式，这种方式可以保证变频器不但能按照参考速度运行，还可以根据实际的负载力矩进行速度的调节，从而实现收线的恒张力控制。

　　3、  排线传动：

　　排线传动也是从动部分，是受收线的角速度控制的，和线的线速度没有关系。通过安装在收线电机后的编码器，程序控制器采集到了收线棍运行的角速度，控制器把收线的角速度换算成排线的实际运行速度，通过DP总线把排线的运行速度写到变频器中，排线变频器根据这个速度作往复运行，换向靠两边的开关来实现。排线电机的编码器主要为了实现控制排线的平滑性。

　　结束语

　　采用西门子6SE6440系列变频器，很好的解决了收线机的收线恒张力控制和平滑排线功能，系统的传动性能稳定。如今，该样机已经得到了最终用户的认可，并实现了批量生产，机械在国内外都有很好的销售业绩。

　　参考文献

　　1、  SIEMENS STEP7 V5.4 编程手册，2009年3月

　　2、  SIEMENS MICROMASTER 440 手册，2009年7月

　　3、  SIEMENS WinCC flexible 手册，2009年5月

　　4、  SIEMENS PROFIBUS-PA 应用技术手册，2009年1月

　　5、  钢帘线收线机的张力控制，金属制品出版 2010年1月