全自动物理发泡机制造技术

一种全自动物理发泡机，属于电线电缆制造设备领域，尤其涉及一种发泡机温度控制和线径调节。它包括主动放线架，主动放线架张力仪，去污机，前牵引；前牵引张力仪，欧勒预热机，涂胶机，外层机及主机，冷却水槽，两个电气控制柜；冷却水槽，后牵引，收线机架力储线架；收线机部分构成的物理发泡机，所述的物理发泡机采用型号为S7-314C的PLC进行集中控制，互锁电路与自锁电路在PLC内部完成，PLC下直接连接继电器或接触器，继电器或接触器再驱动各执行器。本实用新型专利技术用PLC控制整条生产线，所有的电机启动停止控制都在PLC内部完成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电线电缆制造设备领域，尤其涉及一种发泡机温度控制和线径调节。
技术介绍
物理发泡机主要用于给铜芯线外加一层发泡材料，多用于同轴电缆的生产。现有的发泡机多用人工调节电缆线径，不仅调节麻烦，而且精度不高，耗费时间长，浪费材料多。 同时采用大量的传统继电器、接触器控制，线路复杂，维修麻烦，故障点多，又由于温度控制采用大量的仪器仪表，成本高，仪器仪表易于损坏，控制精度不高，设置参数麻烦。一条物理发泡线从放线到牵引再到收线，各点需要做到速度同步，传统的同步方法为人工目测加手工调速，既不方便又不精确，速度不同步极易拉断线，造成生产线不能连续生产，浪费人工时间与材料非常严重。
技术实现思路
本技术提供一种采用PLC控制，实现全自动调线径，使用PLC控制温度，各电机速度同步稳定，张力恒定的全自动物理发泡机。本技术是通过如下技术方案来实现的一种全自动物理发泡机，其主要技术特征在于它包括主动放线架，主动放线架张力仪，去污机，前牵引；前牵引张力仪，欧勒预热机，涂胶机，外层机及主机，冷却水槽，两个电气控制柜；冷却水槽，后牵引，收线机架力储线架；收线机部分构成的物理发泡机，所述的物理发泡机采用型号为S7-314C的PLC进行集中控制，互锁电路与自锁电路在PLC内部完成，PLC下直接连接继电器或接触器，继电器或接触器再驱动各执行器；所述的物理发泡机的主动放线架、前牵引、后牵引、收线电机处设有电位器，用于收集生产线上各点处电缆的张力，传至PLC集中处理，来调节的电机速度。本技术用PLC控制整条生产线，所有的电机启动停止控制都在PLC内部完成， 整条生产线共有温度加热点17个，全部采用PLC内建专用PID控制。调整好PID参数，能很好的控制住温度。本技术对发泡生产线大部分控制都在触摸屏上完成。本物理发泡生产线包括了主动放线架、前牵引、后牵引、收线机四大传动部分，各传动部分为了保持张力恒定都增加了张力传感器。主动放线架与前牵引之间、前牵引与后牵引之间、后牵引与收线机之间都放置了张力架，用来调节各部分的电机速度。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2-图5为图1的分段局部放大图。具体实施方式如图1-图5所示，从右往左看，依次为主动放线架1，主动放线架张力仪2，去污机3 ；前牵引4，前牵引张力仪5，欧勒预热机6，涂胶机7 ；外层机及主机8，冷却水槽9，两个电气控制柜10，冷却水槽11 ；后牵引12，收线机架力储线架13，收线机部分14。本技术用PLC控制整条生产线，所有的电机启动停止控制都在PLC内部完成， 所须复杂的自锁、互锁电路也在PLC内部完成，PLC输出直接驱动各继电器、接触器，继电器、接触器再驱动各种电磁阀、气阀和电机。各电机由变频器驱动，变频器的启动、停止、调速都通过S7-314C的自由通信口用485USS通信。用一根485专用铠装屏蔽双绞线估总线， 7台变频器挂在485总线上，给每台变频器分别分配连续的485通信地址。收线机须在低速下运行，因此，收线部分使用了两台直流电机，由此保证了在低速时的机械特性。直流驱动采用欧陆590+，启动、停止用PLC开关量，调速采用PLC模拟量输出。整条生产线共有温度加热点17个，全部采用PLC内建专用PID控制。PLC输出点接固态继电器，固态继电器再驱动各加热圈。S7-314C内部集成FB58为专用模糊PID温度控制算法，使能其脉冲输出，FB58会调节固态继电器接通与断开时间，来实现温度的恒定。 若温度低，接通时间长，温度上升快；若温度接近预设温度，则算法会自行降低固态继电器的导通时间，使得温度恒定在预设点附近。经过多次实验，调整好PID参数，能很好的控制住温度。当温度过高，则输出(过程变量)降低，甚至为0;当温度降低输出又升高。这样始终使温度控制在士 1°C。这个控制效果已经能满足一般发泡生产线要求。在主机挤出筒部分，温度控制要求较高，主机6区都加了冷却风扇，防止加热温度过高。当温度高于设定值一定值时，则启动风机，使得温度超调不至于过高。本技术对发泡生产线大部分控制都在触摸屏上完成。触摸屏上有温度设置页，主机主6区风扇启动温度设置，温度控制方式选择，风扇控制方式选择，对各电机启、停控制，设置各电机运转速度，线径调节自动、人工模式切换。触摸屏还须完成各种参数设置， 例如线缆线径，收线盘每盘收线长度，提前换盘长度，PID参数设置等等。触摸屏还提供了报警显示任务，生产线出了问题会在触摸屏中显示，以提示维修人员如何维修，还显示当前线径，当前线速度，各电机当前转速。本物理发泡生产线，用ftx)fibUS DP总线将将触摸屏、 PLC、水解电容器、测径仪连接起来，使水解电容值、当前线径值都显示在触摸屏上。本物理发泡生产线包括了主动放线架、前牵引、后牵引、收线机四大传动部分，各传动部分为了保持张力恒定都增加了电位器15、16、17。主动放线架与前牵引之间、前牵引与后牵引之间、后牵引与收线机之间都放置了张力架，用来调节各部分的电机速度。整个系统，以后牵引电机速度为基准，后牵弓I电机速度决定了整个生产线的线速度。前牵引的速度由前牵引与后牵引之间的张力架决定，当张力松时，前牵引速度变慢；当张力过紧时，前牵引速度加快。前牵引与主动放线架、后牵引与收线机之间电机速度关系同理。图1为总装配图，按照顺序从左往右安装好本生产线，将铜芯线从左往右穿至收线机，将主机、涂胶机、外层机都装好料。在触摸屏上设置好温度，待温度加热到预设值，等待20分钟，此时温度已稳定，即可设置好线径，将调节模式选为自动调节，按启动按钮，则生产线将自动启动，调节速度。调查节后牵引电机速度，当后牵引与前牵引之间的张力传感器接受到张力值变大时，则前牵引电机速度自动变大，同理当前牵引与主动放线架之间的张力变大时则主动放线架主动放线，放线量视张力大小而定，收线机自动收线实现方式同理。主机内螺杆转动，均勻地挤出发泡材料，发泡材料带走主机内部热量。主机分成6 个加热区，每个加热区都有热电偶实时测量该区的温度，每个区又有一个独立的加热圈。铜丝穿过主机头，发泡材料均勻地固定在铜丝上，同时主机内部热量被带走，高灵敏的传感器感应到温度降低并将信号传递给PLC，PLC根据专用温度控制的模糊PID算法计算输出来控制固态继电器的导通时间，如果温度超调并超过风扇开启值，则PLC将启动冷却风机使温度恒定在设定值。涂胶机、外层机的温度控制实施方式与主机相同，不再赘述。距离挤出头最近的水槽为活动水槽，活动水槽输出端装有线径测量仪实时测量线径。该测径仪自带线径控制系统，但其实控制算法极为灵敏，在误差大于3%时，让其控制则会不稳定，出现跳动幅度大。如果跳动幅度过大，有可能造成线径短时间内变得过粗，则有可能出现无法通过测径仪的孔而损坏仪器。因此，本技术对线径控制进行了改进。具体实现方法为先用PLC控制调线径，将线径调节至误差在3%以内，然后切换至测径仪控制。先在PLC上编写自动控制程序，采用PI算法或者采用传统的循环判断法逐步逼近预设线径。这两种方法各有优缺点，PI算法调节速度快，但跟测径仪自带算法一样容易超调，自写循环逐步逼近法稳定，不容易超调，但是调节慢。考虑到算法的复杂程序与实用性，本技术采用后一种方法，实验证明，本方法能本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全自动物理发泡机，其特征在于它包括主动放线架，主动放线架张力仪，去污机，前牵引；前牵引张力仪，欧勒预热机，涂胶机，外层机及主机，冷却水槽，两个电气控制柜；冷却水槽，后牵引，收线机架力储线架；收线机部分构成的物理发泡机，所述的物理发泡机采用型号为Ｓ７－３１４Ｃ的ＰＬＣ进行集中控制，互锁电路与自锁电路在ＰＬＣ内部完成，ＰＬＣ下直接连接继电器或接触器，继电器或接触器再驱动各执行器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包昌富，
申请(专利权)人：杭州三普机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33