全自動物理髮泡機的製作方法

2023-09-10 05:33:40

專利名稱：全自動物理髮泡機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電線電纜製造設備領域，尤其涉及一種發泡機溫度控制和線徑調節。
背景技術：
物理髮泡機主要用於給銅芯線外加一層發泡材料，多用於同軸電纜的生產。現有的發泡機多用人工調節電纜線徑，不僅調節麻煩，而且精度不高，耗費時間長，浪費材料多。 同時採用大量的傳統繼電器、接觸器控制，線路複雜，維修麻煩，故障點多，又由於溫度控制採用大量的儀器儀表，成本高，儀器儀表易於損壞，控制精度不高，設置參數麻煩。一條物理髮泡線從放線到牽引再到收線，各點需要做到速度同步，傳統的同步方法為人工目測加手工調速，既不方便又不精確，速度不同步極易拉斷線，造成生產線不能連續生產，浪費人工時間與材料非常嚴重。
發明內容本實用新型提供一種採用PLC控制，實現全自動調線徑，使用PLC控制溫度，各電機速度同步穩定，張力恆定的全自動物理髮泡機。本實用新型是通過如下技術方案來實現的一種全自動物理髮泡機，其主要技術特徵在於它包括主動放線架，主動放線架張力儀，去汙機，前牽引；前牽引張力儀，歐勒預熱機，塗膠機，外層機及主機，冷卻水槽，兩個電氣控制櫃；冷卻水槽，後牽引，收線機架力儲線架；收線機部分構成的物理髮泡機，所述的物理髮泡機採用型號為S7-314C的PLC進行集中控制，互鎖電路與自鎖電路在PLC內部完成，PLC下直接連接繼電器或接觸器，繼電器或接觸器再驅動各執行器；所述的物理髮泡機的主動放線架、前牽引、後牽引、收線電機處設有電位器，用於收集生產線上各點處電纜的張力，傳至PLC集中處理，來調節的電機速度。本實用新型用PLC控制整條生產線，所有的電機啟動停止控制都在PLC內部完成， 整條生產線共有溫度加熱點17個，全部採用PLC內建專用PID控制。調整好PID參數，能很好的控制住溫度。本實用新型對發泡生產線大部分控制都在觸控螢幕上完成。本物理髮泡生產線包括了主動放線架、前牽引、後牽引、收線機四大傳動部分，各傳動部分為了保持張力恆定都增加了張力傳感器。主動放線架與前牽引之間、前牽引與後牽引之間、後牽引與收線機之間都放置了張力架，用來調節各部分的電機速度。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2-圖5為圖1的分段局部放大圖。
具體實施方式
如圖1-圖5所示，從右往左看，依次為主動放線架1，主動放線架張力儀2，去汙機3 ；前牽引4，前牽引張力儀5，歐勒預熱機6，塗膠機7 ；外層機及主機8，冷卻水槽9，兩個電氣控制櫃10，冷卻水槽11 ；後牽引12，收線機架力儲線架13，收線機部分14。本實用新型用PLC控制整條生產線，所有的電機啟動停止控制都在PLC內部完成， 所須複雜的自鎖、互鎖電路也在PLC內部完成，PLC輸出直接驅動各繼電器、接觸器，繼電器、接觸器再驅動各種電磁閥、氣閥和電機。各電機由變頻器驅動，變頻器的啟動、停止、調速都通過S7-314C的自由通信口用485USS通信。用一根485專用鎧裝屏蔽雙絞線估總線， 7臺變頻器掛在485總線上，給每臺變頻器分別分配連續的485通信地址。收線機須在低速下運行，因此，收線部分使用了兩臺直流電機，由此保證了在低速時的機械特性。直流驅動採用歐陸590+，啟動、停止用PLC開關量，調速採用PLC模擬量輸出。整條生產線共有溫度加熱點17個，全部採用PLC內建專用PID控制。PLC輸出點接固態繼電器，固態繼電器再驅動各加熱圈。S7-314C內部集成FB58為專用模糊PID溫度控制算法，使能其脈衝輸出，FB58會調節固態繼電器接通與斷開時間，來實現溫度的恆定。 若溫度低，接通時間長，溫度上升快；若溫度接近預設溫度，則算法會自行降低固態繼電器的導通時間，使得溫度恆定在預設點附近。經過多次實驗，調整好PID參數，能很好的控制住溫度。當溫度過高，則輸出(過程變量)降低，甚至為0;當溫度降低輸出又升高。這樣始終使溫度控制在士 1°C。這個控制效果已經能滿足一般發泡生產線要求。在主機擠出筒部分，溫度控制要求較高，主機6區都加了冷卻風扇，防止加熱溫度過高。當溫度高於設定值一定值時，則啟動風機，使得溫度超調不至於過高。本實用新型對發泡生產線大部分控制都在觸控螢幕上完成。觸控螢幕上有溫度設置頁，主機主6區風扇啟動溫度設置，溫度控制方式選擇，風扇控制方式選擇，對各電機啟、停控制，設置各電機運轉速度，線徑調節自動、人工模式切換。觸控螢幕還須完成各種參數設置， 例如線纜線徑，收線盤每盤收線長度，提前換盤長度，PID參數設置等等。觸控螢幕還提供了報警顯示任務，生產線出了問題會在觸控螢幕中顯示，以提示維修人員如何維修，還顯示當前線徑，當前線速度，各電機當前轉速。本物理髮泡生產線，用ftx)fibUS DP總線將將觸控螢幕、 PLC、水解電容器、測徑儀連接起來，使水解電容值、當前線徑值都顯示在觸控螢幕上。本物理髮泡生產線包括了主動放線架、前牽引、後牽引、收線機四大傳動部分，各傳動部分為了保持張力恆定都增加了電位器15、16、17。主動放線架與前牽引之間、前牽引與後牽引之間、後牽引與收線機之間都放置了張力架，用來調節各部分的電機速度。整個系統，以後牽引電機速度為基準，後牽弓I電機速度決定了整個生產線的線速度。前牽引的速度由前牽引與後牽引之間的張力架決定，當張力松時，前牽引速度變慢；當張力過緊時，前牽引速度加快。前牽引與主動放線架、後牽引與收線機之間電機速度關係同理。圖1為總裝配圖，按照順序從左往右安裝好本生產線，將銅芯線從左往右穿至收線機，將主機、塗膠機、外層機都裝好料。在觸控螢幕上設置好溫度，待溫度加熱到預設值，等待20分鐘，此時溫度已穩定，即可設置好線徑，將調節模式選為自動調節，按啟動按鈕，則生產線將自動啟動，調節速度。調查節後牽引電機速度，當後牽引與前牽引之間的張力傳感器接受到張力值變大時，則前牽引電機速度自動變大，同理當前牽引與主動放線架之間的張力變大時則主動放線架主動放線，放線量視張力大小而定，收線機自動收線實現方式同理。主機內螺杆轉動，均勻地擠出發泡材料，發泡材料帶走主機內部熱量。主機分成6 個加熱區，每個加熱區都有熱電偶實時測量該區的溫度，每個區又有一個獨立的加熱圈。銅絲穿過主機頭，發泡材料均勻地固定在銅絲上，同時主機內部熱量被帶走，高靈敏的傳感器感應到溫度降低並將信號傳遞給PLC，PLC根據專用溫度控制的模糊PID算法計算輸出來控制固態繼電器的導通時間，如果溫度超調並超過風扇開啟值，則PLC將啟動冷卻風機使溫度恆定在設定值。塗膠機、外層機的溫度控制實施方式與主機相同，不再贅述。距離擠出頭最近的水槽為活動水槽，活動水槽輸出端裝有線徑測量儀實時測量線徑。該測徑儀自帶線徑控制系統，但其實控制算法極為靈敏，在誤差大於3%時，讓其控制則會不穩定，出現跳動幅度大。如果跳動幅度過大，有可能造成線徑短時間內變得過粗，則有可能出現無法通過測徑儀的孔而損壞儀器。因此，本實用新型對線徑控制進行了改進。具體實現方法為先用PLC控制調線徑，將線徑調節至誤差在3%以內，然後切換至測徑儀控制。先在PLC上編寫自動控制程序，採用PI算法或者採用傳統的循環判斷法逐步逼近預設線徑。這兩種方法各有優缺點，PI算法調節速度快，但跟測徑儀自帶算法一樣容易超調，自寫循環逐步逼近法穩定，不容易超調，但是調節慢。考慮到算法的複雜程序與實用性，本實用新型採用後一種方法，實驗證明，本方法能穩定地將線逕自動調節至誤差3%以內。當誤差控制在3%以內時，PLC自動切換至測徑儀控制線徑，電纜生產線速度調節非常靈敏，一旦線徑細微地變細或變粗，生產線速度都會靈敏地響應減慢或加快。
權利要求1.一種全自動物理髮泡機，其特徵在於它包括主動放線架，主動放線架張力儀，去汙機，前牽引；前牽引張力儀，歐勒預熱機，塗膠機，外層機及主機，冷卻水槽，兩個電氣控制櫃；冷卻水槽，後牽引，收線機架力儲線架；收線機部分構成的物理髮泡機，所述的物理髮泡機採用型號為S7-314C的PLC進行集中控制，互鎖電路與自鎖電路在PLC內部完成，PLC 下直接連接繼電器或接觸器，繼電器或接觸器再驅動各執行器。
2.如權利要求1所述的一種全自動物理髮泡機，其特徵在於所述的物理髮泡機的主動放線架、前牽引、後牽引、收線電機處設有電位器，用於收集生產線上各點處電纜的張力，傳至PLC集中處理，來調節的電機速度。
專利摘要一種全自動物理髮泡機，屬於電線電纜製造設備領域，尤其涉及一種發泡機溫度控制和線徑調節。它包括主動放線架，主動放線架張力儀，去汙機，前牽引；前牽引張力儀，歐勒預熱機，塗膠機，外層機及主機，冷卻水槽，兩個電氣控制櫃；冷卻水槽，後牽引，收線機架力儲線架；收線機部分構成的物理髮泡機，所述的物理髮泡機採用型號為S7-314C的PLC進行集中控制，互鎖電路與自鎖電路在PLC內部完成，PLC下直接連接繼電器或接觸器，繼電器或接觸器再驅動各執行器。本實用新型用PLC控制整條生產線，所有的電機啟動停止控制都在PLC內部完成。
文檔編號H01B13/016GK201965996SQ201020684879
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者包昌富 申請人:杭州三普機械有限公司