电缆的收排线自动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆的收排线自动控制系统，属于电缆生产设备的技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，FTTH皮线光缆的收排线装置样式种类繁多，其中的排线系统大多采用异步 电动机带动光杆排线器进行排线，收卷和排线电机是分开控制，收线盘由空盘到满盘进行 排线时，排线速度（排线节距）通常由人工调节电位器调节排线电机的转速完成，况且线缆 的规格线径大小不一，每更换一种规格就要调整一次排线节距（排线速度），虽然能在排线 器上直接调节档位，但不可能一次调整到位，这样就影响了排线质量；因为排线器为机械结 构，长期运转不可避免的降低机械精度，有时还会出现排线器偷停现象；由此带来的人工调 整方法很难满足工艺需要，既不安全也不可靠，更换产品规格需要调整机械参数，增加了劳 动强度；再加之长期使用导致换向机械磨损大、噪音大和排线精度降低情况，致使排线出现 "骑马"现象等缺点，严重影响产品质量和生产效率。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了电缆的收排线自动控制系统，解 决由于人工调整排线节距造成精度下降、过程繁琐、劳动强度过大的技术问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0005] 电缆的收排线自动控制系统，所述的控制系统包括主控制器，主控制器上分别连 接用于控制排线机构的排线伺服控制单元和用于控制收线机构的收线控制单元。
[0006] 进一步的，所述收线机构包括一个机架、机架上设置有所述收线控制单元、由收线 控制单元驱动的收线减速器、沿收线盘轴向伸缩的伸缩机构，以及用于顶压收线盘的第一 压紧件和第二压紧件；第一压紧件和第二压紧件之间用于设置收线盘；收线减速器输出与 第一压紧件固定连接，伸缩机构输出与第二压紧件转动配合。
[0007] 进一步的，所述的排线伺服控制单元由伺服电机和与之相连的伺服驱动器构成； 所述的收线控制单元由收线电机和与之相连的变频器构成；伺服驱动器和变频器分别连接 至主控制器相应端口。
[0008] 进一步的，所述的主控制器的两个输入端分别接有收排线装置中的排线内反向接 近开关和排线外反向接近开关。
[0009] 进一步的，所述的主控制器为PLC控制器。
[0010] 进一步的，所述的收线控制单元中还包括编码器，编码器连接到所述的主控制器 上的一个I/O端口。
[0011] 进一步的，该主控制器的输出端还接入触屏式的人机交互设备，该人机交互设备 中还配置有按钮操作键。
[0012] 进一步的，所述的主控制器上扩展一个用于输出模拟信号的模拟量模块。
[0013] 本发明的有益效果是：
[0014] 本发明提出了电缆的收排线自动控制系统，该控制系统主要包括：PLC控制器、排 线伺服控制单元和收线控制单元。伺服控制单元由伺服电机和伺服驱动器组成；收线控制 单元由收线电机和变频器组成。采集收线电机的速度到PLC中，并根据在PLC中编制的收 排线速度控制程序，发出的高速脉冲和电机转动的方向信号以控制伺服电机旋转，从而PLC 控制系统中各驱动器、电机及相关部分实现恒速收线、紧密均匀排线，自动精确的调整排线 节距，使排线电机的转速能够跟随收线电机转速的变化而变化；而且该自动控制系统保证 了线缆在排线到盘缘时能够精确换向，不会由于人工调整使盘缘有凹陷或堆起现象；节省 了大量劳动力的同时，提高了生产效率和产品的质量，在一定程度上对电缆的收排线装置 起到了保护作用。
[0015] 本发明中还配置人机交互设备，该人机交互设备具有触摸屏形式的人机界面，还 配合有现场按钮操作键。操作人员可以通过触摸屏直接对PLC里需要处理的存储器进行访 问，可以对PLC存储器进行实时显示和修改，从而使系统调整到最佳状态。并且触摸屏还具 有设计简单、操作方便等优点。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明实施例的收排线装置示意图；
[0017] 图2是本发明实施例的收排线电机控制电路图；
[0018] 图3是本发明实施例的PLC电路图；
[0019] 图4是本发明实施例的人机界面示意图；
[0020] 图5是本发明实施例的人机界面中"设置基本参数"部分示意图；
[0021] 图6是本发明实施例的人机界面中"排线微调"部分示意图；
[0022] 图7是本发明实施例的人机界面中"参数显示"部分示意图；
[0023] 图中：1.伺服电机，2.收线电机，3.排线减速器，4.收线减速器，5.编码器，6.排 线螺纹丝杆，8.架托，9.收线盘，10.顶锥，11.气嘴，12.气缸，13.支架，17.辅助垫板。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0025] 电缆的收排线自动控制系统，该系统主要由主控制器、排线伺服控制单元和收线 控制单元。收线控制单元主要用于控制收线机构的运作，排线伺服控制单元主要用于控制 排线机构的运作。排线伺服控制单元由伺服电机和伺服驱动器组成，收线控制单元由收线 电机2和变频器组成。
[0026] 本实施例中选取的控制器为PLC控制器，PLC的端口分别接入伺服驱动器、变频 器，用于发送和传输指令，伺服电机由伺服驱动器控制，收线电机由变频器控制；收线电动 机的同轴上还安装有编码器，用于采集收线电机上的速度信号传输给PLC ;PLC的一端口还 接有人机交互设备，排线机构上的内反向接近开关和排线的外反向接近开关接入PLC的输 入端；下面对该自动控制系统的各个部分及其工作原理进行详细说明。
[0027] (1)主控制器
[0028] 如图3所示，本实施例中选用的主控制器为可编程逻辑控制器PLC，型号为西门子 S7-200 (CPU224XP)。本实施例中的PLC还配置了扩展模拟量模块EM232，通过D/A转换用于 输出模拟量。PLC中各个I/O接口的具体功能如下：
[0029] 10. 0、10. 1和M0端口连接编码器；10. 5和10. 6端口分别连接排线外反向和内反 向接近开关；10. 7端口连接收线钮子开关4S1，I 1. 0和II. 1端口接入排线机构中的排线 快排（左）和快排（右）自动复位钮子开关4S3 ;II. 2端接入收线装置的储线限位开关4S4 ; 11. 3端口接入排线内外反向越位开关4S5和4S6 ; 11. 4端口接急停按钮4S15 ; 11. 5端口接 排控制器故障；Q0. 2端口用于输出排线运转指令；Q0. 5端口用于输出排线运转指令；Q0. 6 端口用于输出收线装置的储线电机运转指令；Q0. 7端口用于输出故障指示；Q1. 0端口用于 输出排线指示，；Q0. 〇和Q〇. 1端口用于输出排线速度脉冲。
[0030] PLC的模拟端A+连接收线装置的储线张力电位器的中心插头、模拟端A
[0031] 输出用于输出的模拟量为收线给定。对于PLC的扩展模块EM232的输出端口 M0 和V0分别接到伺服驱动器的模拟输入端GND和V-REF，输出模拟信号200和42A4。
[0032] PLC通过编辑运行主程序和子程序实现其功能控制，PLC开机后通过扫描运行初 始子程序，完成系统存储器相关数据初始化；然后，将编写好的程序通过电缆线传输给PLC 中使其输出高速脉冲和方向信号，从而实现对系统各部分的控制。整个PLC程序主要分为 高速脉冲控制和高速计数两部分。
[0033] 设计PLC程序还可以调整和设定排线节距。由于收排线装置中的收线盘是会逐渐 发生变化，而生产速度是恒定，因此需要通过编辑PLC程序修改排线速度以跟随收线运转， 从而保证排线节距。
[0034] (2)编码器
[0035] 编码器安装在收线电动机的同轴上，用于采集收线电机上的收线速度并发送给 PLC，通过模拟量模块转换调节排线伺服控制单元以实时控制排线速度，使排线速度始终匹 配收线速度。从而保证电缆能均匀的分布在收线盘具上，不会出现凹凸不平的状况。
[0036] (2)变频器
[0037] 本发明的变频器的作用为收线电机的驱动器，通过PLC发送的