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[導(dǎo)讀] 通信電纜的生產(chǎn)是通過(guò)成纜機(jī)將絕緣單芯電線絞合成型,實(shí)現(xiàn)高精度的小節(jié)距,從而滿足高頻數(shù)字信號(hào)的傳輸要求。其中,單線成纜機(jī)是多股電纜生產(chǎn)設(shè)備之一,它具有速度高,電纜節(jié)距穩(wěn)定,設(shè)備簡(jiǎn)潔等特性,其生產(chǎn)工

通信電纜的生產(chǎn)是通過(guò)成纜機(jī)將絕緣單芯電線絞合成型,實(shí)現(xiàn)高精度的小節(jié)距,從而滿足高頻數(shù)字信號(hào)的傳輸要求。其中,單線成纜機(jī)是多股電纜生產(chǎn)設(shè)備之一,它具有速度高,電纜節(jié)距穩(wěn)定,設(shè)備簡(jiǎn)潔等特性,其生產(chǎn)工藝和設(shè)備配置如圖1所示。

圖1:?jiǎn)尉€成纜機(jī)的工作原理圖

電纜成纜設(shè)備的工作原理和作用:

1、放線系統(tǒng)

由12臺(tái)被動(dòng)放線單元組成放線架,放線張力由鋼帶摩擦固定放線盤(pán)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線被動(dòng)帶張力放線。

2、牽引系統(tǒng)

采用多股導(dǎo)線、皮帶壓輪牽引,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)速度給定和系統(tǒng)速度基準(zhǔn),變頻器通過(guò)RS485通信接口將速度有效值輸出到PLC,PLC在處理絞弓、收線機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)后,再通過(guò)RS485接口將數(shù)據(jù)輸出到絞弓和收線驅(qū)動(dòng)器。

3、活套(dancer)

通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)線經(jīng)過(guò)的過(guò)線輪配重或調(diào)節(jié)氣缸氣壓,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線張力調(diào)節(jié);收線機(jī)在收線過(guò)程中,經(jīng)過(guò)活套(dancer)位置變化,將活套值送入PLC,調(diào)節(jié)由卷經(jīng)變化引起的收線機(jī)收線速度的變化,實(shí)現(xiàn)恒線速、恒張力卷曲控制。

4、縱包帶機(jī)

縱包帶機(jī)是實(shí)現(xiàn)電纜絕緣帶或者電纜屏蔽層絞合的機(jī)械裝置,此裝置無(wú)動(dòng)力系統(tǒng)。電纜在絞弓和收線電纜盤(pán)的共同作用下,產(chǎn)生恒定的線速度和穩(wěn)定的節(jié)距,使電纜向前運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)電纜屏蔽層或絕緣帶被動(dòng)運(yùn)行,而縱包帶機(jī)放出帶的張力則由鋼帶摩擦固定包帶的轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生。

5、絞弓

絞弓與收線機(jī)共同實(shí)現(xiàn)高精度電纜節(jié)距的無(wú)級(jí)控制,它們的轉(zhuǎn)向相同,節(jié)距由絞弓與收線機(jī)的同相速度差產(chǎn)生,其表達(dá)式如下:

L :節(jié)距(由人機(jī)界面/編程計(jì)算機(jī)設(shè)定);

v :線速度(通過(guò)牽引機(jī)控制實(shí)現(xiàn),由人機(jī)界面 / 編程計(jì)算機(jī)設(shè)定);

d :收線機(jī)收線盤(pán)卷徑(收卷機(jī)初始空盤(pán)盤(pán)徑,由人機(jī)界面/編程計(jì)算機(jī)設(shè)定);

N1:絞弓轉(zhuǎn)速;

N2:收線機(jī)轉(zhuǎn)速。

絞弓轉(zhuǎn)速表達(dá)式如下:

N1 = v╱L (1)

節(jié)距表達(dá)式如下:

L = (N1 - N2) ×π×d╱N1 (2)

由公式(1)和公式(2)可以得到收線機(jī)轉(zhuǎn)速表達(dá)式(3)。

6、收線機(jī)

收線機(jī)是成品絞和電纜的收纜設(shè)備,其轉(zhuǎn)速確定公式如下:

N2 = v(πd-L)╱πdL (3)

7、排線機(jī)

排線機(jī)是在電纜收線過(guò)程中排列電纜的機(jī)械設(shè)備,其運(yùn)行速度與收線機(jī)有效收線速度成線性比例關(guān)系,排線速度等于K×N2,K值可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。

8、可編程控制器PLC

完成系統(tǒng)邏輯控制,實(shí)現(xiàn)收線機(jī)、絞弓和排線機(jī)驅(qū)動(dòng)給定信號(hào)的處理。系統(tǒng)設(shè)定值在“人機(jī)界面/編程計(jì)算機(jī)”中設(shè)定后,通過(guò)RS485接口送至PLC,PLC根據(jù)收線、絞弓驅(qū)動(dòng)運(yùn)行速度,由上述公式得到絞弓、收線機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度,通過(guò)檢測(cè)活套位置,微調(diào)收線機(jī)速度,同時(shí)計(jì)算出實(shí)際收線盤(pán)外徑。

9、人機(jī)界面/編程計(jì)算機(jī)

用于PLC編程,是系統(tǒng)監(jiān)視控制上位機(jī),可以完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、故障報(bào)警和運(yùn)行參數(shù)設(shè)定等功能。如果系統(tǒng)沒(méi)有配備監(jiān)控計(jì)算機(jī),上述的設(shè)定值可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)直接在PLC中設(shè)定。收線機(jī)與絞弓的轉(zhuǎn)向相同,彼此獨(dú)立,沒(méi)有任何機(jī)械聯(lián)系。原系統(tǒng)的收線機(jī)設(shè)置在絞弓設(shè)備上,因此絞弓體積龐大,轉(zhuǎn)速不可能太快,速度僅為200rpm/min,收線速度60m/min。改造后的機(jī)械設(shè)計(jì)方式,使絞弓結(jié)構(gòu)小巧、緊湊,轉(zhuǎn)速可以達(dá)到1000rpm/min,收線速度達(dá)到180m/min,大大地提高了生產(chǎn)效率。

收線機(jī)與絞弓是產(chǎn)生內(nèi)節(jié)距的關(guān)鍵設(shè)備,其速度的穩(wěn)定性和精度直接影響電纜節(jié)距和頻寬特性,因此這兩臺(tái)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器選用非常重要。經(jīng)過(guò)對(duì)眾多品牌變頻器的技術(shù)、性能和綜合價(jià)格比較后,決定選用艾默生EV2000變頻器作為收線機(jī)和絞弓的驅(qū)動(dòng)。為了滿足設(shè)備的速度精度要求,驅(qū)動(dòng)器速度反饋采用編碼器反饋,能同時(shí)改善系統(tǒng)力矩響應(yīng)。收線機(jī)和絞弓屬于大慣量設(shè)備,為了滿足降速和恒速運(yùn)行過(guò)程中的快速調(diào)速響應(yīng)性能,電機(jī)會(huì)產(chǎn)生能量回饋,為了避免變頻器直流母線電壓過(guò)高,在驅(qū)動(dòng)器上加裝了制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。牽引機(jī)和排線機(jī)采用艾默生EV1000變頻器,由于牽引機(jī)是整套系統(tǒng)速度的基準(zhǔn)點(diǎn),因此采用了測(cè)速反饋系統(tǒng),提高系統(tǒng)速度精度。

艾默生變頻器的穩(wěn)定性和可靠性在設(shè)備額定運(yùn)行中起到了非常重要的作用,設(shè)備改造的成功,表明變頻器的運(yùn)行完全勝任系統(tǒng)的復(fù)雜要求。

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