電纜的收排線自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電纜的收排線自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于電纜生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，F(xiàn)TTH皮線光纜的收排線裝置樣式種類繁多，其中的排線系統(tǒng)大多采用異步 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)光桿排線器進(jìn)行排線，收卷和排線電機(jī)是分開控制，收線盤由空盤到滿盤進(jìn)行 排線時(shí)，排線速度（排線節(jié)距）通常由人工調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)排線電機(jī)的轉(zhuǎn)速完成，況且線纜 的規(guī)格線徑大小不一，每更換一種規(guī)格就要調(diào)整一次排線節(jié)距（排線速度），雖然能在排線 器上直接調(diào)節(jié)檔位，但不可能一次調(diào)整到位，這樣就影響了排線質(zhì)量；因?yàn)榕啪€器為機(jī)械結(jié) 構(gòu)，長期運(yùn)轉(zhuǎn)不可避免的降低機(jī)械精度，有時(shí)還會出現(xiàn)排線器偷?，F(xiàn)象；由此帶來的人工調(diào) 整方法很難滿足工藝需要，既不安全也不可靠，更換產(chǎn)品規(guī)格需要調(diào)整機(jī)械參數(shù)，增加了勞 動(dòng)強(qiáng)度；再加之長期使用導(dǎo)致?lián)Q向機(jī)械磨損大、噪音大和排線精度降低情況，致使排線出現(xiàn) "騎馬"現(xiàn)象等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了電纜的收排線自動(dòng)控制系統(tǒng)，解 決由于人工調(diào)整排線節(jié)距造成精度下降、過程繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度過大的技術(shù)問題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0005] 電纜的收排線自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括主控制器，主控制器上分別連 接用于控制排線機(jī)構(gòu)的排線伺服控制單元和用于控制收線機(jī)構(gòu)的收線控制單元。
[0006] 進(jìn)一步的，所述收線機(jī)構(gòu)包括一個(gè)機(jī)架、機(jī)架上設(shè)置有所述收線控制單元、由收線 控制單元驅(qū)動(dòng)的收線減速器、沿收線盤軸向伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)，以及用于頂壓收線盤的第一 壓緊件和第二壓緊件；第一壓緊件和第二壓緊件之間用于設(shè)置收線盤；收線減速器輸出與 第一壓緊件固定連接，伸縮機(jī)構(gòu)輸出與第二壓緊件轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的排線伺服控制單元由伺服電機(jī)和與之相連的伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成； 所述的收線控制單元由收線電機(jī)和與之相連的變頻器構(gòu)成；伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器分別連接 至主控制器相應(yīng)端口。
[0008] 進(jìn)一步的，所述的主控制器的兩個(gè)輸入端分別接有收排線裝置中的排線內(nèi)反向接 近開關(guān)和排線外反向接近開關(guān)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的主控制器為PLC控制器。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的收線控制單元中還包括編碼器，編碼器連接到所述的主控制器 上的一個(gè)I/O端口。
[0011] 進(jìn)一步的，該主控制器的輸出端還接入觸屏式的人機(jī)交互設(shè)備，該人機(jī)交互設(shè)備 中還配置有按鈕操作鍵。
[0012] 進(jìn)一步的，所述的主控制器上擴(kuò)展一個(gè)用于輸出模擬信號的模擬量模塊。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：
[0014] 本發(fā)明提出了電纜的收排線自動(dòng)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)主要包括：PLC控制器、排 線伺服控制單元和收線控制單元。伺服控制單元由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器組成；收線控制 單元由收線電機(jī)和變頻器組成。采集收線電機(jī)的速度到PLC中，并根據(jù)在PLC中編制的收 排線速度控制程序，發(fā)出的高速脈沖和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向信號以控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而PLC 控制系統(tǒng)中各驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)及相關(guān)部分實(shí)現(xiàn)恒速收線、緊密均勻排線，自動(dòng)精確的調(diào)整排線 節(jié)距，使排線電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠跟隨收線電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化；而且該自動(dòng)控制系統(tǒng)保證 了線纜在排線到盤緣時(shí)能夠精確換向，不會由于人工調(diào)整使盤緣有凹陷或堆起現(xiàn)象；節(jié)省 了大量勞動(dòng)力的同時(shí)，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，在一定程度上對電纜的收排線裝置 起到了保護(hù)作用。
[0015] 本發(fā)明中還配置人機(jī)交互設(shè)備，該人機(jī)交互設(shè)備具有觸摸屏形式的人機(jī)界面，還 配合有現(xiàn)場按鈕操作鍵。操作人員可以通過觸摸屏直接對PLC里需要處理的存儲器進(jìn)行訪 問，可以對PLC存儲器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和修改，從而使系統(tǒng)調(diào)整到最佳狀態(tài)。并且觸摸屏還具 有設(shè)計(jì)簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的收排線裝置示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的收排線電機(jī)控制電路圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的PLC電路圖；
[0019] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的人機(jī)界面示意圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的人機(jī)界面中"設(shè)置基本參數(shù)"部分示意圖；
[0021] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的人機(jī)界面中"排線微調(diào)"部分示意圖；
[0022] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例的人機(jī)界面中"參數(shù)顯示"部分示意圖；
[0023] 圖中：1.伺服電機(jī)，2.收線電機(jī)，3.排線減速器，4.收線減速器，5.編碼器，6.排 線螺紋絲桿，8.架托，9.收線盤，10.頂錐，11.氣嘴，12.氣缸，13.支架，17.輔助墊板。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025] 電纜的收排線自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由主控制器、排線伺服控制單元和收線 控制單元。收線控制單元主要用于控制收線機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，排線伺服控制單元主要用于控制 排線機(jī)構(gòu)的運(yùn)作。排線伺服控制單元由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器組成，收線控制單元由收線 電機(jī)2和變頻器組成。
[0026] 本實(shí)施例中選取的控制器為PLC控制器，PLC的端口分別接入伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻 器，用于發(fā)送和傳輸指令，伺服電機(jī)由伺服驅(qū)動(dòng)器控制，收線電機(jī)由變頻器控制；收線電動(dòng) 機(jī)的同軸上還安裝有編碼器，用于采集收線電機(jī)上的速度信號傳輸給PLC ;PLC的一端口還 接有人機(jī)交互設(shè)備，排線機(jī)構(gòu)上的內(nèi)反向接近開關(guān)和排線的外反向接近開關(guān)接入PLC的輸 入端；下面對該自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)部分及其工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027] (1)主控制器
[0028] 如圖3所示，本實(shí)施例中選用的主控制器為可編程邏輯控制器PLC，型號為西門子 S7-200 (CPU224XP)。本實(shí)施例中的PLC還配置了擴(kuò)展模擬量模塊EM232，通過D/A轉(zhuǎn)換用于 輸出模擬量。PLC中各個(gè)I/O接口的具體功能如下：
[0029] 10. 0、10. 1和M0端口連接編碼器；10. 5和10. 6端口分別連接排線外反向和內(nèi)反 向接近開關(guān)；10. 7端口連接收線鈕子開關(guān)4S1，I 1. 0和II. 1端口接入排線機(jī)構(gòu)中的排線 快排（左）和快排（右）自動(dòng)復(fù)位鈕子開關(guān)4S3 ;II. 2端接入收線裝置的儲線限位開關(guān)4S4 ; 11. 3端口接入排線內(nèi)外反向越位開關(guān)4S5和4S6 ; 11. 4端口接急停按鈕4S15 ; 11. 5端口接 排控制器故障；Q0. 2端口用于輸出排線運(yùn)轉(zhuǎn)指令；Q0. 5端口用于輸出排線運(yùn)轉(zhuǎn)指令；Q0. 6 端口用于輸出收線裝置的儲線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指令；Q0. 7端口用于輸出故障指示；Q1. 0端口用于 輸出排線指示，；Q0. 〇和Q〇. 1端口用于輸出排線速度脈沖。
[0030] PLC的模擬端A+連接收線裝置的儲線張力電位器的中心插頭、模擬端A
[0031] 輸出用于輸出的模擬量為收線給定。對于PLC的擴(kuò)展模塊EM232的輸出端口 M0 和V0分別接到伺服驅(qū)動(dòng)器的模擬輸入端GND和V-REF，輸出模擬信號200和42A4。
[0032] PLC通過編輯運(yùn)行主程序和子程序?qū)崿F(xiàn)其功能控制，PLC開機(jī)后通過掃描運(yùn)行初 始子程序，完成系統(tǒng)存儲器相關(guān)數(shù)據(jù)初始化；然后，將編寫好的程序通過電纜線傳輸給PLC 中使其輸出高速脈沖和方向信號，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)各部分的控制。整個(gè)PLC程序主要分為 高速脈沖控制和高速計(jì)數(shù)兩部分。
[0033] 設(shè)計(jì)PLC程序還可以調(diào)整和設(shè)定排線節(jié)距。由于收排線裝置中的收線盤是會逐漸 發(fā)生變化，而生產(chǎn)速度是恒定，因此需要通過編輯PLC程序修改排線速度以跟隨收線運(yùn)轉(zhuǎn)， 從而保證排線節(jié)距。
[0034] (2)編碼器
[0035] 編碼器安裝在收線電動(dòng)機(jī)的同軸上，用于采集收線電機(jī)上的收線速度并發(fā)送給 PLC，通過模擬量模塊轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)排線伺服控制單元以實(shí)時(shí)控制排線速度，使排線速度始終匹 配收線速度。從而保證電纜能均勻的分布在收線盤具上，不會出現(xiàn)凹凸不平的狀況。
[0036] (2)變頻器
[0037] 本發(fā)明的變頻器的作用為收線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，通過PLC發(fā)送的