随着电能的普及和社会的飞速发展,电缆用金属线材的使用量也越来越大。拉丝机是一种金属线材的加工设备,它能使直径较粗的金属线材通过拉丝模,经拉拔后变成直径较细的金属丝,用于电缆。随着电缆用金属线材的需求量日益增大,不少中小民营企业投身拉丝行业,在这些中小企业中,由于高新设备的高成本问题,许多企业仍然在使用着技术相对落后的拉丝设备,这些设备经常面临着断丝、设备故障等问题。这样不仅仅导致生产效率低下、产品质量得不到保障、设备运行与维护成本增加,还将加大操作人员的工作负荷和潜在的安全问题。因此,对于这些企业来说,设备改造、提高自身竞争力是其面临的主要问题。针对企业现存的问题,本研究首先对企业现有设备进行分析,提出将倾角传感器运用于拉拔过程的张力控制,简化了现有张力控制装置的机构,降低了生产、安装、维护成本。针对目前一条拉丝机生产线的电控系统使用多个PLC模拟量输入模块接收传感器信号以及多个模拟量输出模块控制变频器的现状,提出了将传感器模拟信号直接反馈到自带PID功能的变频器,并且用RS485通讯方式对变频器进行控制,可以减少模拟量输入、输出模块的使用量,减少PLC所需点数,可用小型PLC代替中大型PLC,降低了硬件成本,同时也提高调速控制的动态特性与精度。倾角传感器用于检测拉拔过程张力调谐辊摆杆摆角,通过分析摆杆摆角与前后两道次间金属丝长度的几何关系,建立了前后两道次速度变化与调谐辊摆杆摆角变化之间的数学模型,并结合变频器、电机数学模型,控制系统在Matlab/Simulink上实现建模与仿真。仿真结果表明,该控制系统受到干扰后能较快地恢复到平衡工作状态,其抗干扰能力较强,动态性能较好。为验证控制系统的可行性,模拟拉丝机工作过程,用威纶通触摸屏、三菱FX-3U可编程控制器、欧姆龙3G3RV-ZV1变频器、三相异步电机、485BD通讯模块等,搭建了一个简易的调速控制系统实验平台。针对该实验平台,首先设计了拉丝机控制系统的通讯控制与监视,编写相关程序,设计监控界面,可实现电机的调速控制、实时监控变频器工作的相关参数。其次,结合所建立的数学模型关系式,设计并完成了模型验证实验,利用光电式旋转编码器测量电机实际转速,在触摸屏上显示转速变化曲线,并与Matlab/Simulink上的仿真曲线进行对比,两者具有较高的相似性,说明所建立的控制模型准确,也验证本控制方案的可行性,具有一定的工程应用价值。