本實(shí)用新型屬于皮線光纜收、放線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著光纖通信事業(yè)的不斷發(fā)展，用于樓層內(nèi)部通信線路、設(shè)備、計(jì)算機(jī)、儀器儀表之間信號(hào)傳輸?shù)氖覂?nèi)光纜用量會(huì)越來越大。

碟形光纜俗稱為皮線光纜，碟形光纜跳纖俗稱皮線光纜跳纖，皮線光纜跳纖是指在皮線光纜兩端加上連接器插頭，用來實(shí)現(xiàn)光路連接活動(dòng)。皮線光纜分割機(jī)主要是對(duì)皮線光纜進(jìn)行不同皮長分割并盤繞成圈，是皮線跳纖生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序之一，占有舉足輕重的位置。皮線光纜分割機(jī)各機(jī)構(gòu)之間聯(lián)系緊密，加上皮線光纜生產(chǎn)工藝技術(shù)性能高等特點(diǎn)，因而對(duì)生產(chǎn)線自動(dòng)化提出了較高的要求。

早期的皮線光纜分割是采用電線成圈機(jī)代替實(shí)用，而設(shè)備電氣控制系統(tǒng)是由分立元件構(gòu)成的常規(guī)硬線邏輯電路，控制的精度和可靠性均達(dá)不到要求；而且只能單盤收卷，生產(chǎn)效率低，設(shè)備故障率較高。

中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310330870.0公開了一種纜線分割機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括放線裝置和收線裝置。放線裝置包括放線電機(jī)，由直流調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)；放線裝置的出線側(cè)設(shè)有一個(gè)張力輪，張力輪的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與張力電位器傳動(dòng)連接，張力電位器的信號(hào)輸出端與直流調(diào)速模塊的控制輸入端連接。收線裝置包括收線電機(jī)，與變頻器驅(qū)動(dòng)連接。系統(tǒng)還包括計(jì)米裝置，包括計(jì)米器和設(shè)于一組壓線輪對(duì)應(yīng)位置上的接近開關(guān)和與接近開關(guān)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)點(diǎn)；接近開關(guān)的信號(hào)輸出端與計(jì)米器的信號(hào)輸入端連接，計(jì)米器的停止控制輸出端與計(jì)米停止開關(guān)連接用于控制收線電機(jī)的停止。該系統(tǒng)采用單盤收卷，換盤需要人力和時(shí)間，換盤時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)無法工作，生產(chǎn)效率低，而且設(shè)備故障率較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)，用以解決單盤收卷生產(chǎn)效率低、設(shè)備故障率高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：

放纜機(jī)構(gòu)：包括放線盤、用以帶動(dòng)放線盤升降的放線電機(jī)和放線變頻器，所述放線變頻器控制連接放線電機(jī)；

儲(chǔ)線張力裝置：包括儲(chǔ)線張力輪和儲(chǔ)線張力電位器，儲(chǔ)線張力輪的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與儲(chǔ)線張力電位器傳動(dòng)連接，儲(chǔ)線張力電位器的信號(hào)輸出端與放線變頻器的控制輸入端連接；

計(jì)米裝置：包括計(jì)米器和計(jì)米壓輪同軸連接的感應(yīng)接近開關(guān)，接近開關(guān)的信號(hào)輸出端與計(jì)米器的信號(hào)輸入端連接；

收排線機(jī)構(gòu)：包括收線電機(jī)和收線變頻器，所述收線變頻器控制連接收線電機(jī)；

PLC控制器：所述放纜機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)線張力裝置、計(jì)米裝置和收排線機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端與控制電路連接，控制電路的控制輸出端與放纜機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)線張力裝置、計(jì)米裝置和收排線機(jī)構(gòu)連接；

所述收線電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接兩個(gè)收線盤，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與兩收線盤之間分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的電磁離合器。

進(jìn)一步地，上述儲(chǔ)線張力輪的平衡位置兩側(cè)均設(shè)置有張力接近開關(guān)，張力輪升降到相應(yīng)位置時(shí)觸發(fā)所述張力接近開關(guān)，張力接近開關(guān)與PLC相連。

進(jìn)一步地，上述PLC控制器為西門子S7-200型CPU2226。

進(jìn)一步地，上述PLC控制器輸出端串有指示工作狀態(tài)的提示信號(hào)燈和/或蜂鳴器。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的收線機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)收線盤交替切換、循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)工作，避免了使用一個(gè)收線盤進(jìn)行收線工作生產(chǎn)效率低、設(shè)備故障率較高的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)的框圖；

圖3是本實(shí)用新型的皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)的PLC輸入輸出地址分配圖；

圖4是本實(shí)用新型的皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)的程序梯形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示為本實(shí)用新型的皮線光纜分割機(jī)PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為PLC控制系統(tǒng)的框圖，系統(tǒng)包括放纜機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)線張力裝置、計(jì)米裝置、收排線機(jī)構(gòu)和PLC控制器。1為放線盤，2為放線電機(jī)，3為儲(chǔ)線張力輪，4為儲(chǔ)線張力電位器，5為計(jì)米器壓輪，6為計(jì)米器接近開關(guān)，7為過線導(dǎo)輪，8為1號(hào)收線盤，9為2號(hào)收線盤，10為1號(hào)收線電磁離合器，11為2號(hào)收線電磁離合器，12為收線電機(jī)，13為碟形光纜，14為張力配重，15為接近開關(guān)。

收排線機(jī)構(gòu)包括收線電機(jī)12、收線變頻器、兩個(gè)收線盤8和9，以及通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與收線電機(jī)12傳動(dòng)連接的兩個(gè)電磁離合器10和11。兩個(gè)電磁離合器通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與收線電機(jī)12傳動(dòng)連接。利用兩個(gè)與收線電機(jī)傳動(dòng)連接的電磁離合器10、11分別控制兩個(gè)收線盤8、9，在同一時(shí)間只有一個(gè)收線盤動(dòng)作，只有在計(jì)米器達(dá)到設(shè)定條件后，通過PLC邏輯控制完成兩個(gè)電磁離合器的切換，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)收線盤交替切換循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。

放纜機(jī)構(gòu)采用頂錐式主動(dòng)放線架，該放線盤1的升降由異步電機(jī)帶動(dòng)以實(shí)現(xiàn)盤具的升降，放線盤的夾緊與松開由手搖螺旋絲桿來完成；放線盤的轉(zhuǎn)動(dòng)由放線變頻器驅(qū)動(dòng)交流變頻電機(jī)2，該變頻器的輸出端與放線變頻電機(jī)2的電源輸入端連接。變頻器是靠儲(chǔ)線張力的舞蹈輪反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)PID控制，調(diào)節(jié)輸出頻率去驅(qū)動(dòng)放線變頻電機(jī)的速度：在收線引取速度加快時(shí)，放線速度也跟著引取速度快速加速；在引取速度減速時(shí)，放線速度也跟著引取速度減慢；當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行在某個(gè)速度時(shí)，舞蹈輪要穩(wěn)定在工作點(diǎn)位置；當(dāng)出現(xiàn)儲(chǔ)線的皮線光纜松弛或收線停止時(shí)，舞蹈輪會(huì)遠(yuǎn)離工作點(diǎn)處于下偏位置，變頻器立即啟動(dòng)反轉(zhuǎn)截止頻率，使放線盤反轉(zhuǎn)再次將舞蹈輪回歸到工作點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)放線電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)，始終保證放線張力恒定。

儲(chǔ)線張力裝置采用擺桿式結(jié)構(gòu)，包括儲(chǔ)線張力輪3和儲(chǔ)線張力電位器4。放線盤的皮線光纜出線側(cè)設(shè)有導(dǎo)線機(jī)構(gòu)，導(dǎo)線機(jī)構(gòu)的機(jī)架上部設(shè)有一組同軸的定轉(zhuǎn)輪，在同軸定導(dǎo)輪下方背向側(cè)面設(shè)有一組對(duì)應(yīng)的同軸舞蹈輪，同軸舞蹈輪的轉(zhuǎn)軸通過一傳動(dòng)桿與儲(chǔ)線張力電位器4傳動(dòng)連接，儲(chǔ)線張力電位器4的信號(hào)輸出端與放線變頻器的控制輸入端連接。在儲(chǔ)線張力輪平衡位置兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)張力接近開關(guān)，儲(chǔ)線張力輪運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置時(shí)才會(huì)觸發(fā)所述張力接近開關(guān)，張力接近開關(guān)與PLC相連。在未觸發(fā)接近開關(guān)時(shí)，屏蔽儲(chǔ)線張力電位器的信號(hào)，變頻器不驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)來改變放線速度；觸發(fā)接近開關(guān)以后，能夠接收到儲(chǔ)線張力電位器的信號(hào)，并通過變頻器來驅(qū)動(dòng)改變放線變頻電機(jī)的速度，調(diào)節(jié)放線速度。采用兩個(gè)張力接近開關(guān)，僅在該張力接近開關(guān)位置之外時(shí)，變頻電機(jī)采會(huì)響應(yīng)儲(chǔ)線張力電位器的信號(hào)進(jìn)行變頻控制，這種設(shè)計(jì)能夠使變頻電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的改變不至于太頻繁。

計(jì)米裝置設(shè)置在放纜機(jī)構(gòu)和收排線機(jī)構(gòu)之間，包括計(jì)米器、與計(jì)米壓輪5同軸連接的感應(yīng)接近開關(guān)6。計(jì)米壓輪5轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)非接觸的接近開關(guān)信號(hào)的采集，計(jì)米接近開關(guān)6的信號(hào)輸出端與計(jì)米器的信號(hào)輸入端連接，當(dāng)計(jì)米器的設(shè)定值與顯示值相等時(shí)，實(shí)現(xiàn)皮線光纜收卷長度的計(jì)量，由計(jì)米器控制的輸出信號(hào)送給PLC完成收線系統(tǒng)的動(dòng)作。

控制系統(tǒng)的控制核心部分采用西門子S7-200型PLC，S7-200型PLC具有高速、多功能、系統(tǒng)化、模塊化、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、系統(tǒng)組織靈活、可靠性高、維護(hù)方便等特點(diǎn)。CPU226采用整體式結(jié)構(gòu)，其控制單元提供了24個(gè)輸人點(diǎn)、16個(gè)輸出點(diǎn)。根據(jù)皮線光纜分割機(jī)控制功能的要求，設(shè)定相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)，在本系統(tǒng)中使用了10個(gè)輸入點(diǎn)、15個(gè)輸出點(diǎn)，具體輸入輸出點(diǎn)分配如圖3所示。

皮線光纜分割機(jī)控制系統(tǒng)包括收放線電機(jī)的啟動(dòng)、停止；收卷的1、2號(hào)兩盤交替切換循環(huán)工作；計(jì)米長度到后發(fā)出提醒信號(hào)；一旦按下整機(jī)停止或出現(xiàn)綜合故障時(shí)，放線剎車立即啟動(dòng)并延時(shí)松開；系統(tǒng)各工作狀態(tài)均設(shè)有指示信號(hào)燈。

程序梯形圖如圖4所示。首次上電，按設(shè)計(jì)的邏輯規(guī)定，操作時(shí)要先按下放線電機(jī)的啟動(dòng)按鈕I0.1，放線電機(jī)動(dòng)作正常后，再按下收線電機(jī)的啟動(dòng)按鈕I0.0；而收卷的1、2號(hào)盤驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力均來源于收線電機(jī)，他們之間的動(dòng)力轉(zhuǎn)換是靠電磁離合器來完成；為了實(shí)現(xiàn)操作簡單化，收卷的1、2號(hào)盤均由收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2實(shí)現(xiàn)；初始狀態(tài)默認(rèn)為1號(hào)盤動(dòng)作；伴隨著收卷的1號(hào)盤運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)米長度的遞增達(dá)到設(shè)定值后，計(jì)米器輸出信號(hào)控制收線的1號(hào)盤停止下來，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出呼叫，2秒鐘后呼叫自動(dòng)解除；再次按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，收卷的2號(hào)盤運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)米長度到后，收線的2號(hào)盤停止下來；繼續(xù)按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，收卷的1號(hào)盤再次運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)米長度到后，收線的1號(hào)盤又停止下來；如此連續(xù)的按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，收卷的1、2號(hào)盤交替切換循環(huán)動(dòng)作。若需要更換放線盤時(shí)，按下整機(jī)停止按鈕I0.4，整機(jī)停止運(yùn)行；按下整機(jī)停止按鈕I0.4、或舞蹈輪上下限位I0.5～I(xiàn)0.6動(dòng)作、收放線變頻器故障報(bào)警輸出的情況下，放線剎車動(dòng)作，延時(shí)2秒鐘剎車釋放，重新操作邏輯自動(dòng)回歸到初始狀態(tài)。

具體工作過程如下：

(1)按下放線電機(jī)啟動(dòng)按鈕I0.1后，輸出繼電器Q0.0接通，放線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)輸出繼電器Q0.4接通，放線運(yùn)行指示燈HL1亮。

(2)放線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之后，再去按下收線電機(jī)的啟動(dòng)按鈕I0.0，中間繼電器M0.0接通，中間繼電器M0.0的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.1接通，收線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)輸出繼電器Q0.6接通，收線電機(jī)運(yùn)行指示燈HL4亮。

(3)收放線電機(jī)啟動(dòng)后，收線的1、2號(hào)盤按初始狀態(tài)的默認(rèn)設(shè)定1號(hào)盤先工作；從第一次按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2開始，計(jì)數(shù)器C2就進(jìn)行計(jì)數(shù)，按一下按鈕I0.2計(jì)數(shù)器計(jì)1，當(dāng)計(jì)數(shù)器C2計(jì)數(shù)等于1時(shí)，中間繼電器M4.1置位，輸出繼電器M2.0接通，中間繼電器M2.0的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.2接通，1號(hào)電磁離合器得電，1號(hào)收線盤正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(4)隨著收卷的1號(hào)盤不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)米器2A顯示的長度遞增達(dá)到設(shè)定值后，計(jì)米器2A輸出一個(gè)信號(hào)I0.7接通，中間繼電器M0.1接通，中間繼電器M0.1的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q1.5接通，蜂鳴器發(fā)出呼叫，同時(shí)計(jì)時(shí)器T38開始計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器T38計(jì)時(shí)到2秒，其定時(shí)器T38常閉觸點(diǎn)斷開，繼電器Q1.5釋放蜂鳴器停止呼叫。

(5)計(jì)米器計(jì)數(shù)到定長后，定時(shí)器T38常閉觸點(diǎn)斷開，中間繼電器M0.0、M2.0釋放，輸出繼電器Q0.2失電，1號(hào)收線盤停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

(6)第二次按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，中間繼電器M0.0接通，輸出繼電器Q0.1接通，收線電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；再按按鈕I0.2同時(shí)，計(jì)數(shù)器C2在原計(jì)數(shù)1的基礎(chǔ)上加1變?yōu)?，當(dāng)計(jì)數(shù)器C2計(jì)數(shù)等于2時(shí)，中間繼電器M1.6置位，中間繼電器M1.6的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器M4.0接通，中間繼電器M4.0的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.3接通，2號(hào)電磁離合器得電，2號(hào)收線盤正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(7)第二次按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，計(jì)數(shù)器C2計(jì)數(shù)等于2，同時(shí)對(duì)中間繼電器M4.1復(fù)位，為下一次1號(hào)收線盤運(yùn)轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備。

(8)隨著收卷的2號(hào)盤不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)米器計(jì)數(shù)到定長后，計(jì)米器2A輸出一個(gè)信號(hào)I0.7接通，中間繼電器M0.1接通，中間繼電器M0.1的常開觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器M1.5接通，中間繼電器M1.5的常開觸點(diǎn)閉合，對(duì)計(jì)數(shù)器C2進(jìn)行清零；同時(shí)對(duì)中間繼電器M1.6復(fù)位，為下一次2號(hào)收線盤運(yùn)轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備。

(9)第三次按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，計(jì)數(shù)器C2就進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器C2計(jì)數(shù)等于1，中間繼電器M4.1置位，實(shí)現(xiàn)1號(hào)收線盤正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如此連續(xù)的按下收線盤的啟動(dòng)按鈕I0.2，收卷的1、2號(hào)盤交替切換循環(huán)動(dòng)作。

(10)只有在按下整機(jī)停止按鈕I0.4、舞蹈輪上下限位I0.5和I0.6動(dòng)作，或收放線變頻器故障I1.1和I1.2動(dòng)作的情況下，剎車條件成立中間繼電器M1.3接通，中間繼電器M1.3常開觸點(diǎn)閉合，中間繼電器M0.4置位，中間繼電器M0.4常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)輸出繼電器Q1.6接通剎車動(dòng)作，同時(shí)計(jì)時(shí)器T37開始計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器T37計(jì)時(shí)到2秒，其定時(shí)器T37常開觸點(diǎn)閉合，中間繼電器M0.4復(fù)位，輸出繼電器Q1.6釋放剎車停止。

考慮到1號(hào)和2號(hào)盤循環(huán)動(dòng)作，規(guī)定每次整機(jī)第一次上電，只要按下收線盤啟動(dòng)按鈕I0.2就為1號(hào)盤運(yùn)行，也就是說先按下放線電機(jī)啟動(dòng)按鈕，只要按下收線盤啟動(dòng)按鈕I0.2，計(jì)數(shù)器C2就進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)前計(jì)數(shù)器C2為1數(shù)值，為了記憶有計(jì)數(shù)器C2來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值等于1時(shí)，為1號(hào)盤運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號(hào)，當(dāng)生產(chǎn)線上的計(jì)米器顯示數(shù)值等于設(shè)定值時(shí)，計(jì)米器立即輸出信號(hào)控制收線盤停止，1號(hào)盤動(dòng)作結(jié)束。當(dāng)再次按下收線盤啟動(dòng)按鈕I0.2時(shí)，計(jì)數(shù)器C2繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)前計(jì)數(shù)器C2數(shù)值為2，此時(shí)為2號(hào)盤運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)生產(chǎn)線上的計(jì)米器顯示數(shù)值再次等于設(shè)定值時(shí)，計(jì)米器立即輸出信號(hào)控制收線盤停止，2號(hào)盤動(dòng)作結(jié)束，在2號(hào)盤停止的同時(shí)，在梯形圖中對(duì)計(jì)數(shù)器C2的復(fù)位指令上設(shè)置一個(gè)復(fù)位，只要出現(xiàn)2號(hào)盤停止，就同時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器C2復(fù)位清零，讓計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)，這樣就可實(shí)現(xiàn)1號(hào)和2號(hào)盤交替動(dòng)作，可循環(huán)動(dòng)作下去，無論何時(shí)情況下只要一旦按下整機(jī)停止I0.4，立即對(duì)計(jì)數(shù)器C2復(fù)位清零，整機(jī)動(dòng)作又重新返回原始動(dòng)作邏輯狀態(tài)。