2.1直进式拉丝机简要说明
在金属制品生产及加工中，直进式拉丝机是最常用的一种制造设备，在以前通常都采用电动机组及力矩电机来实现，但其控制的灵活性、自动化程度及能耗上，传统的控制方式越来越不适应行业的发展。随着控制技术和变频调速技术的大量推广，变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用，系统并可借助PLC来实现拉丝速度、品种设定、过程闭环控制、定长控制等功能。
直进式拉丝机，是由多台拉伸电机同时对金属丝进行拉伸，作业的效率很高。由于不锈钢金属丝特性比较生脆，且不允许钢丝在模道内打滑，因此容易在拉伸的过程中拉断，故严格要求金属丝在各级模道中线速度同步，这样，对各级电机的同步控制性能、速度稳态精度以及电机的动态响应的快慢都有较高的要求。
2.2控制系统的描述
杭州某拉丝机厂，为专业的直进式拉丝机生产厂家。简易电气控制示意图如下，本系统共使用五台CHV100-015G-4高性能矢量变频器实现拉伸部分的传动控制，一台CHV100-7R5G-4高性能变频器配备张力控制卡进行收卷控制。每个模道前面都装有摆臂，采用位置传感器可以检测出摆臂的位置，用于检测金属丝的张力，该信号（0~10V）作为PID的反馈。6台电机都采用变频异步电机，同时带有机械制动装置。拉丝机系统的逻辑控制较为复杂，因工艺不同也有所区别，各级联动，由PLC控制。同步方面的控制则由变频器内部控制，其工作原理是：根据操作工在面板设定决定作业的速度，该速度的模拟信号进入PLC，PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。这样做的目的主要是满足点动、穿丝等一些作业的需要。PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的AI2输入端，作为频率的主给定信号。各摆臂位置传感器的信号接入到对应的模道变频器作为PID控制的反馈信号。根据摆臂在中间的位置，设定一个PID的给定值。这个系统是非常典型的带前馈的PID控制系统，一级连一级，PID作为微调量与主给定作为叠加。
本拉丝系统的稳定状况在很大程度上取决于PID作用速度、变频器控制电机的转速精度、输出转矩的响应速度等，为了提高电机运行速度的稳态精度，在很多情况下也采用有PG矢量控制技术（英威腾的CHV100系列变频器的有PG矢量控制的稳态精度可达1/1000）来调节拉伸电机的速度，因此对其参数的设定必须考虑周全，在低速、中速、高速，以及加速和减速速等情况都需要加以考虑。
另外，收卷部分，是由CHV100加张力控制专用模块来实现的。收卷线速度是由最后一级（第五级）模道控制变频器提供，作为卷径计算的线速度信号。系统的张力可通过电位器设定，收卷级变频器采用转矩控制，需要在收卷电动机的轴上安装编码器，编码器接入CHV100内置的PG卡，作为电机转速的采集输入。
其控制原理如下：
通过收卷的当前线速度（模拟量AI2输入），计算出当前收卷的卷曲直径。
计算方程式如下：D =（i×N×V）/(π×f)
其中 i 机械传动比 N 电机极对数 V 线速度 f 当前匹配频率
由设定的张力和卷筒的卷径（由线速度卷径计算模块获得）计算出变频器的输出转矩。
计算方程式为：T =（F×D）/（2×i）
其中：T 变频器输出转矩 F 张力设定
D 转筒的转径 i 机械传动比
从而控制电机输出相应的转矩，达到线材上张力F的恒定。
CHV100张力控制专用模块中，增加了转动惯量补偿，可以很好地解决张力控制系统在加、减速的过程中，因克服系统惯量而出现的张力不稳定的现象。
整个拉丝系统开动时，六台变频器同时起动，逐渐调节线速度给定，使系统加速，最终达到要求的生产线速度。
2．3变频器主要参数的设置
2．3．1拉丝变频器
P0.01 1：端子指令通道
P0.03 6：PID控制设定
P0.04 0：模拟量AI2设定
P0.06 2：A+B
P9.00 0：键盘给定
P9.02 0：模拟通道AI1反馈
P0.03 依据实际情况进行设定
P0.04 依据实际情况进行设定
P0.05 依据实际情况进行设定
P0.06 依据实际情况进行设定
采样周期T（P0.07）、PID控制偏差极限（P0.08）、PID输出缓冲时间（P0.08）均依据实际情况进行设定。
2．3．2收卷变频器
P0.00 1：有PG矢量控制
P0.01 1：端子指令通道
P1.08 1：自由停车
P3.10 PG参数（编码器线数，以实际情况为依准）
P5.02 1：S1端子功能选择：正转运行
PF.00 1：无张力反馈转矩控制
PF.01 0：收卷模式
PF.04 张力设置（以实际情况为依准）
PF.05 1：模拟量AI1作为张力设定
PF.11 机械传动比（以实际情况为依准）
PF.12 卷曲直径
PF.14 卷轴直径
PF.18 0：线速度法计算卷径
PF.22 线速度（以实际情况为依准）
PF.23 2：模拟量AI2作为线速度设定源
PF.33 系统惯量补偿系数（以实际情况为依准）
其他详细情况请参阅《CHV矢量变频器说明书》及《CHV张力控制功能说明书》。