基于PLC的电缆生产线

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1、基于PLC的电缆放线机控制杨凯华秦州区科技信息服务中心摘要：在电缆的制造中,电缆的直径及机械强度对电缆的质量直接影响到电缆的电气性能,而电缆的绕线张力是其中关键因素.本文通PLC内部的PID回路对一级三芯电缆生产线进行控制，实现张力的稳定控制保证了电缆的机械和电器强度。关键词：张力控制；PLC;PID1．工作原理电缆生产线的组成如图1所示放线设备由三个放线器组成通过磨具后绞合在一起送给收线机，在收线机收线时放线机通过速度保持线张力和绞合节距的稳定。图1放线机结构图放线机主要由放线盘、差速器、张力轮、张力杆、张力传感器、角度传感器等组成。放线盘的放线速度是退扭电机和放线电机

2、的速度之差，退扭速度为退扭电机的速度。在收线机开始收线时放线电机不动作，退扭电机跟随收线电机的缠绕速度进行运动，当张力杆的角度变大时其张力也随着角度的变化而变大。控制系统通过张力的变化反馈来调节放线电机的速度来保持线缆的张力。2．控制原理控制系统采用西门子公司的S7-300PLC，其CPU和扩展的数字量输人模块、数字量输出模块、模拟量模块完成全机逻辑控制、速度级联、数据采集和通信控制等。控制参数和控制信号的输人可通过工控机的写入PLC，也可以通过控制按钮实现对PLC开关量的输人，还可以通过现场总线PROFIBUS-DP接受TP170A触摸屏的指令。TP170A触摸屏用于设

3、定、监视，安装现场主操作台上。工控机用于记录生产的工艺数据及打印报表。由于生产线长达150m，多个操作台分布于现场，距控制室较远，比较分散，因此采用PROFIBUS-DP总线，使得控制电缆数量大大减少，提高了系统的可靠性。图2放线机控制框图根据工艺要求控制系统可以别控制三个放线的张力，三个放线机的退扭需要同步进行所以采用如图2所示的控制方式放线电机分别用三个变频器作为驱动、退扭为一个变频器拖动三个电机同步运行的方式。由于对加减速速度的要求，采用带有矢量控制的变频器，并安装制动电阻对放线退扭电机进行控制。放线电机的速度采用PID闭环控制。式中的t为时间，即对时间积分、微分采

4、用西门子STEP中的PID库FB41功能块对三个放线电机进行控制，其控制框图如图3所示。图3PID回路框图通过调节配重可以直接调整电缆的张力，同时可以调整张力干的角度对张力进行微调。上位机采用西门子的组态软件WinCC进行人机交换，并实时的记录张力、速度等工艺参数。3结论本文通过对放线机的工作原理进行分析，采用PLC对其进行控制实现了电缆张力系统25米/分的快速控制提高了电缆生产线的生产效率和产品质量。