一种包线自动控制系统及方法与流程

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种包线自动控制系统。

背景技术：

无论是在大型的产业化生产车间，还是日常生活中，随处可见复杂线缆。技术工作者为了人们的生命安全，增加线缆的使用寿命，避免摩擦造成线缆磨损，并使得外漏的线缆美观。在每条线缆投入使用前，需要在线缆外缠绕包带，即利用包带将线缆均匀的包覆在里面，从而达到绝缘，增强保护层及美观的作用。

目前，实际的线缆包线工艺设备，通常利用绕包电机带动包带绕待包线转动，待包线在牵引电机的作用下向前移动。在具体包线过程中，操作工人需要根据自己身经验，逐步调节绕包电机及牵引电机的速度，以实现包带均匀的缠绕在待包线外。

然而，现有的包线技术，由于绕包电机及牵引电机单独运行，需要操作工人根据自身的经验不断的调节绕包电机及牵引电机的转速，使得待包线能够均匀的被包带包覆，从而使得包线工作效率低下，且包线无法保持确定的叠包率，容易出现漏包或重包的情况。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种包线自动控制系统及方法，解决了现有技术中包线效率低下的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种包线自动控制系统，该系统包括：触摸显示屏、plc控制器、伺服电机驱动器、牵引电机、第一变频器、绕包电机及编码器，所述触摸显示屏与所述plc控制器电连接，所述plc控制器分别与所述伺服电机驱动器、所述第一变频器及所述编码器电连接，所述伺服电机驱动器与所述牵引电机电连接，所述第一变频器与所述绕包电机电连接，所述牵引电机与牵引机构之间设置第一减速箱，所述绕包电机与绕包机构之间设置第二减速箱。

另一方面，本发明实施例提供了一种包线自动控制方法，该方法包括：所述方法使用权利要求1所述的包线自动控制系统：所述触摸显示屏向所述plc控制器发送控制指令；所述第一变频器根据所述控制指令驱动所述绕包电机运行；所述编码器检测所述绕包电机的转速，并向所述plc控制器发送；所述plc控制器根据所述绕包电机的转速及所述绕包电机与所述绕包机构之间的减速比计算所述绕包机构的速度，并根据公式[3h(1-a)+b]υb＝υs计算所述牵引机构的速度；其中，所述h为包带的宽度，所述b为调节系数，所述vb为所述绕包机构的速度，所述vs为所述牵引机构的速度；所述plc控制器根据所述牵引机构的转速及所述牵引机构与所述牵引电机之间的减速比计算牵引电机的速度，并根据所述牵引电机的速度向所述伺服电机驱动器发送用于驱动牵引电机的控制指令。

综上，本发明实施例提供的包线自动控制系统及方法，通过设置触摸显示屏、plc控制器、编码器、绕包模块、牵引模块，使得plc控制器分别与绕包模块及牵引模块电连接，编码器安装在绕包模块的绕包电机上，从而可以利用编码器实时检测绕包模块中的绕包电机的速度，并利用plc控制器分析计算绕包机构的当前速度，进一步计算得到牵引模块中的牵引电机及牵引机构所需要的速度，从而可以利用触摸显示屏实时精确控制牵引电机的速度，进而控制牵引机构的速度，使得牵引机构及绕包机构在一定速度的运行下，包带以一定的叠包率均匀的包绕在待包线上，提高了包线的效率及精准度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种包线自动控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种包线自动控制系统的电气连接示意；

图3为本发明实施例提供的一种包线自动控制系统的plc控制器的电气连接示意。

附图说明：100-触摸显示屏，200-plc控制器，300-伺服电机驱动器，400-牵引电机，500-第一变频器，600-绕包电机，700-编码器，800a-报警器，800b-外径测量仪，800c-张力传感器，900a-第二变频器，900b-收线电机。

具体实施方式

下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

为了便于理解和说明，下面通过图1及图2详细阐述本发明实施例的包线自动控制系统及方法。图1所示为本发明实施例提供的一种包线自动控制系统的结构示意图。如图所示，该包线自动控制系统可以包括：

触摸显示屏100、plc控制器200、伺服电机驱动器300、牵引电机400、第一变频器500、绕包电机600及编码器700，所述触摸显示屏100与所述plc控制器200电连接，所述plc控制器200分别与所述伺服电机驱动器300、所述第一变频器500及所述编码器700电连接，所述伺服电机驱动器300与所述牵引电机400电连接，所述第一变频器500与所述绕包电机600电连接，所述牵引电机400与牵引机构之间设置第一减速箱，所述绕包电机600与绕包机构之间设置第二减速箱。

具体的，本发明提供的包线自动系统，可以包括控制模块、绕包模块及牵引模块，控制模块分别与绕包模块及牵引模块电连接，从而可以根据检测信息实时调控绕包模块及牵引模块的运行速度。控制模块包括触摸显示屏、plc控制器及编码器，plc控制器分别与触摸显示屏及编码器电连接；绕包模块包括绕包电机、第一变频器、第二减速箱及绕包机构，第一变频器与绕包电机电连接，第二减速箱的一侧齿轮与绕包电机的转轴连接，另一侧连接绕包机构；牵引模块包括伺服电机驱动器、第一减速箱、牵引电机及牵引机构，伺服电机驱动器与牵引电机电连接，第一减速箱一侧齿轮与牵引电机的转轴连接，另一个侧齿轮与牵引机构连接；plc控制器分别与第一变频器、编码器及伺服电机驱动器电连接，编码器安装在绕包电机的转轴上，用于实时检测绕包电机的转速，并将检测到的数据传输至plc控制器。

应理解，plc控制器中存储有第二减速箱与绕包电机及绕包机构当前的齿轮转换关系，即绕包电机及绕包机构之间的减速比。并存储有第一减速箱与牵引电机及牵引机构当前的齿轮转换关系，即牵引电机及牵引机构之间的减速比。因此，plc控制器在接收到编码器反馈的绕包电机的转速后，可以通过绕包电机及绕包机构之间的减速比，计算得到绕包机构的速度。进一步，可以确保在一定调节系数及叠包率的条件下，计算得到待包线移动的速度，即牵引机构的速度。进一步，根据牵引机构的速度及牵引电机与牵引机构之间的减速比计算得到牵引电机所需要的速度，即得到伺服电机的速度。即plc控制器可以根据编码器反馈的绕包机构当前的速度计算得到伺服电机所需的转速，从而可以向伺服电机驱动发送控制指令。

因此，本发明实施例提供的包线自动控制系统，通过设置触摸显示屏、plc控制器、编码器、绕包模块、牵引模块，使得plc控制器分别与绕包模块及牵引模块电连接，编码器安装在绕包模块的绕包电机转轴上，从而可以利用编码器实时检测绕包模块中的绕包电机的速度，并利用plc控制器分析计算绕包机构的当前速度，进一步分析得到牵引模块中的牵引电机及牵引机构所需要的速度，从而可以利用触摸显示屏实时精确控制牵引电机的速度，进而控制牵引机构的速度，使得牵引机构及绕包机构在一定速度的运行下，包带以一定的叠包率均匀的包绕在待包线上，提高了包线的效率及精准度。

进一步，本发明提供的包线自动控制系统的另一实施例中，该包线生产设备还可以包括给线机构及收线机构。收线机构可以包括第二变频器及收线电机。待包线缠绕在给线机构上，待包线的线头经过绕包机构后，固定在收线机构上，且包带的一端固定在待包线上。在包线生产开始时，当绕包电机转动，带动绕包机构运行，从而可以使得包带缠绕在待包线上，同时，牵引电机转动，带动牵引机构运行，使得待包线移动，从而可以使得包带以一定的叠包率缠绕在待包线上。并且，plc控制器向第二变频器发送指令，驱动收线电机同时动作，将完成包带包覆后的线缆进行回收。应理解，第二变频器与所述plc控制器电连接，所述收线电机与所述第二变频器电连接。

优选的，本发明提供的包线自动控制系统的另一实施例中，还可以包括报警器800a及外径测量仪800b。应理解，所述报警器800a及所述外径测量仪800b与所述plc控制器200电连接。且该报警器800a可以设置在生产线的控制台上或触摸显示屏上，外径测量仪800b设置在生产线的支架上，且位于绕包机构与牵引机构之间的支架上。优选的，外径测量仪800b设置在靠近绕包机构的支架上，从而可以实时检测最近的完成包覆的包线外径。实际中，可以在将检测到的外径反馈至plc控制，plc控制器比较当前包线的外径与预存的包线的外径，当该差值超过plc控制器中预存的阈值时，向报警器发送指令，控制报警器报警，以提醒操作员当前包线出现故障，需要调整。此时，plc控制器可以自动制动绕包电机、牵引电机及收线电机。另外，还可以使得上述电机反转，对已经缠绕的出现叠包误差的线段进行补救。

应理解，如图2所示，上述绕包电机、牵引电机及收线电机具有手动按钮，如故障复位及手动收线等控制按钮。例如，在设备调试阶段和设备出现故障时，可以方便人工控制设备，用于排查故障。

优选的，本发明提供的包线自动控制系统的再一实施例中，还包括张力传感器800c。应理解，张力传感器与plc控制器电连接。该张力传感器可以设置在牵引电机及收线电机之间，从而可以实时测量牵引电机与收线电机之间的包线的张力，并反馈给plc控制器。进一步，在plc控制器与预存的张力大小进行比较。该plc控制器可以根据比较结果，实时调整收线电机的运行速度。例如，当检测到张力小于预存值时，表示牵引电机与收线电机之间的包线太松，可能存在堆叠的情况，则需要加快收线电机的转速，以加快收线速度。

可选的，本发明实施例提供的包线自动控制系统中，所述触摸显示屏可以为dop-b07s411、plc控制器可以为dvp32es200t、伺服电机驱动器可以为asd-a2-0721-l、牵引电机可以为ecma-c10807rs、第一变频器可以及所述第二变频器可以为vfd4a8ms23ansaa，编码器可以为16b2-cwz6c、绕包电机及收线电机可以为y80m1-2。应理解，上述器件的具体型号，本发明对此不做限制。

下面详细说明本发明实施例提供的包线自动控制方法。应理解，该方法可以利用上述实施例中提供的包线自动控制系统来实现。该方法具体流程如下：

s110，所述触摸显示屏100向所述plc控制器200发送控制指令。

s120，所述第一变频器500根据所述控制指令驱动所述绕包电机600运行。

s130，所述编码器700检测所述绕包电机600的转速，并向所述plc控制器300发送。

s140，所述plc控制器300根据所述绕包电机600的转速及所述绕包电机600与所述绕包机构之间的减速比计算所述绕包机构的速度，并根据公式(1)计算所述牵引机构的速度。

[3h(1-a)+b]υb＝υs(1)

其中，所述h为包带的宽度，所述b为调节系数，所述vb为所述绕包机构的速度，所述vs为所述牵引机构的速度。

s150，所述plc控制器300根据所述牵引机构的转速及所述牵引机构与所述牵引电机400之间的减速比计算牵引电机400的速度，并根据所述牵引电机400的速度向所述伺服电机驱动器300发送用于驱动牵引电机400的所述控制指令。

综上所述，本发明实施例提供的包线自动控制系统，通过设置触摸显示屏、plc控制器、编码器、绕包模块、牵引模块，使得plc控制器分别与绕包模块及牵引模块电连接，编码器安装在绕包模块的绕包电机上，从而可以利用编码器实时检测绕包模块中的绕包电机的速度，并利用plc控制器分析计算绕包机构的当前速度，进一步分析得到牵引模块中的牵引电机及牵引机构所需要的速度，从而可以利用触摸显示屏实时精确控制牵引电机的速度，进而控制牵引机构的速度，使得牵引机构及绕包机构在一定速度的运行下，包带以一定的叠包率均匀的包绕在待包线上，提高了包线的效率及精准度。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。