一種雙層繞包機的控制系統的制作方法

本實用新型涉及的是一種雙層繞包機的控制系統，屬于電線電纜制造技術領域。

背景技術：

雙層繞包機是高速編織機與繞包機的結合體。通常情況下，為了提高編織線纜的屏蔽性能，在線纜編織前或后配置一臺繞包機，將包帶繞在編織線纜上。編織前配置繞包機的，是先將包帶繞在線纜上，再進行編織；編織后配置繞包機的，是線纜編織完成以后再繞上包帶，兩者皆可以提高線纜的屏蔽性。雙層繞包機是可進行兩次繞包的編織機，即線纜編織前繞包一次，然后進行編織，編織結束，再繞包一次。

由于線纜用途廣泛、規格眾多，對于抗干擾性能要求也不盡相同，有的要求高，有的要求低，所以有的編織線纜不需要繞包，有的編織線纜需要繞包，有的甚至需要繞包兩次。雙層繞包機就是為滿足不同的繞包需要而開發的機器，具有四種工作模式： 沒有繞包，只有編織； 編織前先繞包； 編織后再繞包； 雙繞包，即編織前后都繞包。

雙層繞包機對控制系統的主要要求是：對于編織部分要符合高速編織機的要求，且能無極調節編織節距；對于繞包部分是兩繞包必須獨立控制，互不干擾，且能夠無極調節繞包節距；無論編織速度是恒定的還是變化的，都必須保證編織節距與繞包節距不變。

為實現雙層繞包機的所有工作模式與控制要求，一般情況下，采用PLC加觸摸屏的方法作為雙層繞包機的控制模式。這樣做的優點是：由于PLC是大眾化的可編程序控制器，廣泛應用于自動控制行業，品牌多，可選擇的余地大，且是模塊化結構，擴展方便。

但現有PLC加觸摸屏的控制方法在如下缺點：

一是繞包機包括編織部分與繞包部分，必須編寫相應的編織控制程序與繞包控制程序，研發周期長，工作量較大；

二是這種控制方法必須編寫兩個控制程序，即PLC程序和觸摸屏程序，兩個程序是分開編寫，聯機調試，不能單獨運行，調試過程比較復雜；

三是這種控制器的硬件成本較高，電氣接線較復雜；

四是對于售后服務也帶來不便，對維修人員的要求也高，必須是具備一定專業知識的人才能勝任，而且一旦PLC或觸摸屏發生故障，必須返回供應商維修，耽誤客戶生產。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種結構簡單，使用方便，易于維護，便于生產調試，能大大降低軟硬件生產成本的雙層繞包機控制系統，它既具備PLC加觸摸屏的所有控制功能，又沒有PLC加觸摸屏控制方法的復雜性。

本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的：一種雙層繞包機的控制系統，它包括一個核心控制器，一個編織傳動驅動器，一個牽引傳動驅動器，兩個繞包傳動驅動器，所述的核心控制器具有485通訊、信息儲存與顯示、按鍵操作功能；核心控制器通過485通訊線路與編織傳動驅動器、牽引傳動驅動器及兩繞包傳動驅動器并聯在一起，并可以與任一編織傳動驅動器進行點對點通訊，實現無極調節距及其它信息交換；所述編織傳動驅動器的速度及啟停運行狀態受核心控制器直接控制；牽引傳動驅動器跟隨編織驅動器運行，以保證編織節距的精度；兩個繞包驅動器跟隨牽引傳動驅動器運行，以保證繞包節距的精度。

作為優選：所述的核心控制器采用具備485通訊功能、輸入輸出控制功能、信息存儲與顯示功能、按鍵操作功能，可以實現高速編織機所有功能的高速編織機通用控制器；編織傳動驅動器采用變頻器，牽引傳動驅動器采用伺服驅動器，兩繞包傳動驅動器也采用伺服驅動器；所有伺服驅動器都具備485通訊功能、具備位置控制模式，能夠接收編碼器脈沖信號；變頻器具備485通訊功能，且為保證伺服控制精度及實時性，用編碼器作為伺服驅動器的脈沖輸入。

作為優選：所述的核心控制器通過485通訊線路與變頻器、三只伺服驅動器并聯在一起，通過地址分配實現核心控制器與變頻器及三只伺服驅動器間相互通訊，完成對它們的控制，第一編碼器的脈沖信號作為牽引伺服驅動器的脈沖輸入，第二編碼器的脈沖信號作為繞包1伺服驅動器的脈沖輸入，第三編碼器的脈沖信號作為繞包2伺服驅動器的脈沖輸入。

作為優選：所述的牽引伺服驅動器的脈沖輸入第一編碼器安裝在編織轉盤的驅動軸上，將轉盤的旋轉速度反饋給牽引伺服驅動器；繞包1伺服驅動器與繞包2伺服驅動器的脈沖輸入第二、第三編碼器安裝在牽引驅動軸上，將牽引輪的旋轉速度分別反饋給繞包1伺服驅動器與繞包2伺服驅動器，實現速度跟隨，保證節距精度。

本實用新型具有結構組成簡單、合理，使用操作方便，易維護和生產調試，能大大降低軟硬件生產成本等特點；能夠很好地完成雙層繞包機的所有控制功能，達到理想工作狀態。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構組成框圖。

圖2是本實用新型的主程序工作框圖。

圖3是本實用新型輸入接口信號處理子程序工作框圖。

圖4是本實用新型按鍵命令處理子程序工作框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作詳細的介紹：圖1所示，本實用新型所述的一種雙層繞包機控制系統，它包括一個核心控制器PU，一只變頻器BC，一只牽引伺服驅動器SC1，一只繞包1伺服驅動器SC2，一只繞包2伺服驅動器SC3，一只牽引脈沖輸入編碼器B1，一只繞包1脈沖輸入編碼器B2，一只繞包2脈沖輸入編碼器B3。

本實用新型所述的核心控制器PU采用高速編織機通用控制器；變頻器、伺服驅動器都帶485通訊接口。核心控制器PU與變頻器BC、牽引伺服驅動器SC1、繞包伺服驅動器SC2、繞包2伺服驅動器SC3通過485通訊線并聯在一起；第一編碼器B1與牽引伺服驅動器SC1連接，安裝在編織動軸上；第二編碼器B2與繞包1伺服驅動器SC2連接，第三編碼器B3與繞包2伺服驅動器SC3連接，都安裝在牽引輪傳動軸上。

所述的核心控制器PU直接改變變頻器BC的輸出頻率從而改變電機輸出轉速，通過傳動軸最終控制編織轉速；第一編碼器B1安裝在編織轉盤的傳動軸上，將編織傳動軸的轉速以脈沖形式反饋到牽引伺服驅動器SC1上，作為牽引伺服驅動器SC1的脈沖輸入信號，使得牽引輪跟隨編織傳動軸轉動；第二編碼器B2安裝在牽引輪傳動軸上，將牽引輪傳動軸的轉速以脈沖形式反饋給繞包1伺服驅動器SC2，作為繞包1伺服驅動器SC1的脈沖輸入信號，使得繞包1跟隨牽引輪傳動軸轉動；第三編碼器B3安裝在牽引輪傳動軸上，將牽引輪傳動軸的轉速以脈沖形式反饋給繞包2伺服驅動器SC3，作為繞包2伺服驅動器SC3的脈沖輸入信號，使得繞包2跟隨牽引輪傳動軸轉動。

所述的核心控制器PU通過485點對點通訊可以改變每個伺服驅動器的電子齒輪比參數，就可以改變牽引輪對編織轉盤的轉速比，以及兩繞包盤對牽引輪的轉速比；編織轉盤的傳動轉速由核心控制器PU直接改變，這樣，所有驅動器最終都由核心控制器PU控制。通過程序計算更改伺服驅動器電子齒輪比，核心控制器PU可以對它們進行無極調速，實現無極調節距；核心控制器PU也可以使用485通訊改變伺服驅動器的其它參數，決定驅動器是運行還是停止，很容易實現繞包機的各種工作模式。

本實用新型具有以下優點：

一是功能齊全，可靠性高。核心控制器PU采用的是我公司研發生產的高速編織機通用控制器，具有計算速度快、存儲量大、響應實時、輸入輸出接口數量大等優點。一個控制器就相當于一個PLC與一個觸摸屏組合，有PLC與觸摸屏的功能，無PLC與觸摸屏的調試要求與接線要求，并且由于控制器是實時控制系統，響應速度更快，開關機時間更短。高速編織機通用控制器經過時間檢驗，具有極高的可靠性。變頻器BC，伺服驅動器（SC1、SC2、SC3）都是經過市場考驗的成熟產品，都有良好的可靠性。

二是控制精度高，響應速度快。由于牽引及繞包采用伺服控制，完全能夠滿足雙層繞包機的編織節距精度要求與繞包節距精度要求。在速度跟隨過程中，響應快，沒有失步現象。

二是有友好的人機界面。雙層繞包機所有工作參數集成在核心控制器PU上，并且都以小鍵盤按鍵與菜單顯示相結合的方式進行操作，明了易懂，操作人員無需培訓或經簡單培訓就能熟練運用；

三是即插即用，易于維護。核心控制器PU與變頻器BC、伺服驅動器（SC1、SC2、SC3）只有兩根485連接線，極大地簡化了接線要求，也易于維護。核心控制器只有一個信號輸入輸出接口，允許帶電插拔。

本實用新型的核心控制器PU采用高速編織機通用控制器，硬件不需做任何改變；軟件程序做適當改變，原編織機程序完整保留，繞包部分程序以模塊化形式增加，集成在一起，固化在核心控制器PU內，上電即運行，斷電即停止運行。

圖2所示，本實用新型核心控制器PU主程序工作過程是：

初始化：核心控制器PU有關元件參數初始化，如485串口初始化、中斷初始化、存儲器串行讀寫初始化、日歷時間初始化等，初始化程序在控制器上電第一時間完成；

讀取參數：有編織控制參數、兩繞包運行參數等。程序讀取參數后，核心控制器PU就進入工作狀態，并于設備狀態保持一致。

接口信號處理子程序：這是一個子程序集，包括核心控制器PU輸入輸出接口所有輸入信號子程序，有機器上的操作按鈕命令，如啟動、停止、急停、復位等對應的子程序；有各類報警信息，如斷絲斷纜、缺油、繞包斷帶等對應的子程序；輸入接口信號處理子程序見圖3所示。

按鍵命令處理子程序：這是一個子程序集，包括核心控制器PU上的所有單鍵命令與組合鍵命令對應的子程序。單鍵命令直接調用對應子程序；組合鍵命令則根據菜單顯示內容以回車鍵確認為準調用相應的子程序。按鍵命令處理子程序見圖4所示。