铁路信号线缆铠装机的设计
日 期 2018.03.30 此文以线缆铠装机为设计对象，了解线缆铠装机的构造和工作原理，通过铠装机的工作过程与控制要求来设计铠装机自动工作的的方法，并确定方案，采用PLC与触摸屏对线缆铠装机进行调控，变频器和伺服电机进行驱动。线缆铠装机控制系统硬件是有PLC程序、触摸屏、变频系统、伺服系统来设计线缆铠装机，它包括主电路的设计、系统硬件的组成，铠装机的设计还需要控制系统软件，控制系统软件设计要完成PLC程序与触摸屏的设计，并实现触摸屏与PLC之间的数据存储、调试过程和自动加工过程。此设计用于对线缆铠装机的调试与自动加工的控制，实现提高产品的质量和加工效率，使员工更好的工作。
目录
引言 1
一、铠装机设计原理 2
（一）铠装机机械系统方案 2
（二）铠装机控制系统控制方案制定 3
二、控制系统硬件设计 4
（一）系统控制电路设计 4
（二）控制系统硬件组成 5
三、控制系统软件设计 7
（一）PLC程序介绍 7
（二）人机界面介绍 9
四、安全操作规程 11
总结 13
谢辞 14
参考文献 15
附录 16
引言
随着我国电力产业、数据信息、工业、自动化这些行业的快速发展，铁路信号电缆也需要发展，现在地铁、高铁的发展越来越好对铁路信号缆等需求也越来越大，要高质量的要求也越来越高。铠装电缆的市场也越来越好，铠装机作为铠装电缆的生产设备，也越来越多厂家设计铠装机，好的铠装机直接决定了铠装电缆的产品质量，好的质量也决定这市场。铠装线缆机械保护层可以用到所有结构的电缆上，用来增强线缆的机械强度，更好的提高防腐蚀能力，是为了容易受机械破坏以及极易受腐蚀的地方而设计的。可以采用任何方式来铺设，适用于岩石地区的直埋铺设。
电缆加上铠装层的目的除了以上的功能，还可以增强抗拉力强度、抗压强度等机械保护来延长使用寿命。
我国的铠装电缆有钢带铠装和钢丝铠装2种其中钢带铠装占%80。现在数据通信、城市轨 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
道交通、汽车业的不断壮大钢带的需求也越来越大，它可以用于一些比较环境恶劣的地方比如海上、山上。它具有一定的机械强度来抵御外部侵蚀，对发展一些偏远地区有着举足轻重的作用。
一、铠装机设计原理
（一）铠装机机械系统方案
线缆铠装机的主机主要装置包括放带装置、铠装头（送材装置 成型模具）还有牵引机组成，放带装置主要用于把原材料放在放带装置上等待加工，送料装置是一对滚扎和导向槽组成，原材料通过送材装置进入锁扣滚扎成为锁扣状材料再通过导向槽到达铠装机的成型模具中，不同的模具可以加工不同型号的产品，再通过铠装头旋转对原材料进行弯曲再通过牵引机进行出料。
牵引机是由2组皮带和汽缸组成，上下皮带不接触，牵引机通过汽缸扩张上下皮带夹紧成型的铠装螺旋管，伺服电机驱动皮带通过摩擦力进行出料。牵引机如图12所示
机械系统框图如图 11所示。
图 11 线缆铠装机机械系统框图
图12 送料装置 图13 牵引机
根据之前的工作原理分析，保证原材料进入装置最后再顺成型出料，必须要保证原材料在铠装头中旋转一圈，滚扎送料的长度等于铠装螺旋管的长度，同时出料长度也是一个木桶的节距。为了能使原材料进入装置能够顺利成型出货，就必须保证主轴转速与送料点机和出料点机转速的比例，使用私服电机来实现更好的速度控制和驱动，变频器进行调速和参数调节。铠装机的工作原理和工作流程还是比较复杂的，为了是铠装机满足所有条件更有效更快速的工作可以使用PLC程序进行控制。PLC控制系统是普遍的控制系统它可以使机器更简单的操作和更泛方便的维护。由于铠装机的控制系统要控制的对象比较多，很多开关按钮可能不方便操作，并且在操作中无法进行参数设置，为了能使控制系统更好的控制机器现在大多用触摸屏来取代大部分按钮，现在铠装机大多是用PLC程序和触摸屏来控制的。
（二）铠装机控制系统控制方案制定
线缆铠装机系统控制用PLC控制，PLC可编程控制器是一种数字运算的电子系统，专门为工业自动化应用而设计。它通过数字模拟的输入（I）和输出（O）接口控制各种类型的机器设备或生产过程，现在可编程控制器广泛的应用到生产机器和生产过程的自动控制中，现在成为最普遍的工业控制装置。PLC控制器用于接收各个按钮。传感器的输入信号与触摸屏数据信号的处理，控制各点机和电磁阀的动作（控制系统硬件框图如图14所示）电位器是可按照某种变化规律进行调节的电阻元件，电位器是由电阻体和移动电刷组成，当电刷沿电阻体移动时，在输出端获得与位移量呈一定关系的电阳值或电压。电位器可视作一种可变电阻器，这里的电阻器是用来改变变频器的模拟量输出电压的，实现对变频电机转速的调节，对铠装机的工作速度进行调节。触摸屏是一种可接收讯号的显示装置，它可以连接编程装置来取代机械式的按钮，它是一种最简单、方便人与机器的交流方式。它可以与控制系统连接直接通过触摸屏对铠装机进行操作与参数设置，同行也可以对设备进行监视运行情况。按钮与指示灯是操作面板上的，是一些主要动作的指示情况。而变频器与伺服电机为执行元件，变频器驱动变频主机和编码器。伺服驱动器1控制送料滚扎、伺服驱动器2控制牵引机，同时接收信号与数据。
图 14 系统控制图
二、控制系统硬件设计
（一）系统控制电路设计
I/O输入/输出是IO设备的2个接口，输入输出I/O流可以看成对字节或者包装后的字节的读取就是拿出来放进去双路切换；实现联动控制系统的弱电线路与被控设备的强电线路之间的转接、隔离，以防止强电窜入系统，保障系统的安全。I/O 接口是主机与被控对象进行信息交换的纽带。主机通过I/O 接口与外部设备进行数据交换。目前，绝大部分I/O 接口电路都是可编程的，即它们的工作方式可由程序进行控制。
目录
引言 1
一、铠装机设计原理 2
（一）铠装机机械系统方案 2
（二）铠装机控制系统控制方案制定 3
二、控制系统硬件设计 4
（一）系统控制电路设计 4
（二）控制系统硬件组成 5
三、控制系统软件设计 7
（一）PLC程序介绍 7
（二）人机界面介绍 9
四、安全操作规程 11
总结 13
谢辞 14
参考文献 15
附录 16
引言
随着我国电力产业、数据信息、工业、自动化这些行业的快速发展，铁路信号电缆也需要发展，现在地铁、高铁的发展越来越好对铁路信号缆等需求也越来越大，要高质量的要求也越来越高。铠装电缆的市场也越来越好，铠装机作为铠装电缆的生产设备，也越来越多厂家设计铠装机，好的铠装机直接决定了铠装电缆的产品质量，好的质量也决定这市场。铠装线缆机械保护层可以用到所有结构的电缆上，用来增强线缆的机械强度，更好的提高防腐蚀能力，是为了容易受机械破坏以及极易受腐蚀的地方而设计的。可以采用任何方式来铺设，适用于岩石地区的直埋铺设。
电缆加上铠装层的目的除了以上的功能，还可以增强抗拉力强度、抗压强度等机械保护来延长使用寿命。
我国的铠装电缆有钢带铠装和钢丝铠装2种其中钢带铠装占%80。现在数据通信、城市轨 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
道交通、汽车业的不断壮大钢带的需求也越来越大，它可以用于一些比较环境恶劣的地方比如海上、山上。它具有一定的机械强度来抵御外部侵蚀，对发展一些偏远地区有着举足轻重的作用。
一、铠装机设计原理
（一）铠装机机械系统方案
线缆铠装机的主机主要装置包括放带装置、铠装头（送材装置 成型模具）还有牵引机组成，放带装置主要用于把原材料放在放带装置上等待加工，送料装置是一对滚扎和导向槽组成，原材料通过送材装置进入锁扣滚扎成为锁扣状材料再通过导向槽到达铠装机的成型模具中，不同的模具可以加工不同型号的产品，再通过铠装头旋转对原材料进行弯曲再通过牵引机进行出料。
牵引机是由2组皮带和汽缸组成，上下皮带不接触，牵引机通过汽缸扩张上下皮带夹紧成型的铠装螺旋管，伺服电机驱动皮带通过摩擦力进行出料。牵引机如图12所示
机械系统框图如图 11所示。
图 11 线缆铠装机机械系统框图
图12 送料装置 图13 牵引机
根据之前的工作原理分析，保证原材料进入装置最后再顺成型出料，必须要保证原材料在铠装头中旋转一圈，滚扎送料的长度等于铠装螺旋管的长度，同时出料长度也是一个木桶的节距。为了能使原材料进入装置能够顺利成型出货，就必须保证主轴转速与送料点机和出料点机转速的比例，使用私服电机来实现更好的速度控制和驱动，变频器进行调速和参数调节。铠装机的工作原理和工作流程还是比较复杂的，为了是铠装机满足所有条件更有效更快速的工作可以使用PLC程序进行控制。PLC控制系统是普遍的控制系统它可以使机器更简单的操作和更泛方便的维护。由于铠装机的控制系统要控制的对象比较多，很多开关按钮可能不方便操作，并且在操作中无法进行参数设置，为了能使控制系统更好的控制机器现在大多用触摸屏来取代大部分按钮，现在铠装机大多是用PLC程序和触摸屏来控制的。
（二）铠装机控制系统控制方案制定
线缆铠装机系统控制用PLC控制，PLC可编程控制器是一种数字运算的电子系统，专门为工业自动化应用而设计。它通过数字模拟的输入（I）和输出（O）接口控制各种类型的机器设备或生产过程，现在可编程控制器广泛的应用到生产机器和生产过程的自动控制中，现在成为最普遍的工业控制装置。PLC控制器用于接收各个按钮。传感器的输入信号与触摸屏数据信号的处理，控制各点机和电磁阀的动作（控制系统硬件框图如图14所示）电位器是可按照某种变化规律进行调节的电阻元件，电位器是由电阻体和移动电刷组成，当电刷沿电阻体移动时，在输出端获得与位移量呈一定关系的电阳值或电压。电位器可视作一种可变电阻器，这里的电阻器是用来改变变频器的模拟量输出电压的，实现对变频电机转速的调节，对铠装机的工作速度进行调节。触摸屏是一种可接收讯号的显示装置，它可以连接编程装置来取代机械式的按钮，它是一种最简单、方便人与机器的交流方式。它可以与控制系统连接直接通过触摸屏对铠装机进行操作与参数设置，同行也可以对设备进行监视运行情况。按钮与指示灯是操作面板上的，是一些主要动作的指示情况。而变频器与伺服电机为执行元件，变频器驱动变频主机和编码器。伺服驱动器1控制送料滚扎、伺服驱动器2控制牵引机，同时接收信号与数据。
图 14 系统控制图
二、控制系统硬件设计
（一）系统控制电路设计
I/O输入/输出是IO设备的2个接口，输入输出I/O流可以看成对字节或者包装后的字节的读取就是拿出来放进去双路切换；实现联动控制系统的弱电线路与被控设备的强电线路之间的转接、隔离，以防止强电窜入系统，保障系统的安全。I/O 接口是主机与被控对象进行信息交换的纽带。主机通过I/O 接口与外部设备进行数据交换。目前，绝大部分I/O 接口电路都是可编程的，即它们的工作方式可由程序进行控制。
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