無(wú)線通訊模塊SY-S72在高速絞線機(jī)上的應(yīng)用
一、 背景技術(shù)
高速絞線機(jī)又名束絲機(jī)，能廣泛應(yīng)用于各類軟/硬導(dǎo)體線(銅線、漆包線、鍍錫線、銅包鋼、銅包鋁等)及電子線的絞合，如:電源線、電話線、音頻線、視頻線、汽車線、網(wǎng)絡(luò)線等。
由于技術(shù)力量薄弱,國(guó)際國(guó)內(nèi)線纜產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)仍由日韓等國(guó)掌控,以該行業(yè)主要產(chǎn)品微同軸線為例,其生產(chǎn)主要集中在日本,國(guó)內(nèi)90%的市場(chǎng)也被日本企業(yè)占領(lǐng)。
在傳統(tǒng)的以及目前正在運(yùn)行的大多數(shù)高速絞線機(jī)上，在主軸上以及采用了電滑環(huán)的裝置來(lái)進(jìn)行能源與信號(hào)的傳輸。電滑環(huán)顧名思義就是用來(lái)導(dǎo)電的滑環(huán)在所有滑環(huán)系列中使用最廣泛，也稱電刷、碳刷、集電環(huán)、集流環(huán)、匯流環(huán)、旋通、旋轉(zhuǎn)電氣關(guān)節(jié)，專用于在無(wú)限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳輸功率電源、信號(hào)電源。定子與轉(zhuǎn)子部分分別引出導(dǎo)線連接固定結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的電源與終端電器，并隨之旋轉(zhuǎn)。根據(jù)其整體結(jié)構(gòu)的不同，分為實(shí)圓滑環(huán)（在旋轉(zhuǎn)體上挖一個(gè)孔，安裝滑環(huán)），空?qǐng)A滑環(huán)（將滑環(huán)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上），以及分離滑環(huán)、扁盤滑環(huán)、水銀滑環(huán)、特型滑環(huán)等等。負(fù)責(zé)為旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號(hào)的電氣部件。根據(jù)傳輸介質(zhì)來(lái)區(qū)分，滑環(huán)分為電滑環(huán)、流體滑環(huán)、光滑環(huán)。也可通俗的統(tǒng)稱為“旋轉(zhuǎn)連通”或“旋通”。 滑環(huán)通常安裝在設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，主要由旋轉(zhuǎn)與靜止兩大部分組成。旋轉(zhuǎn)部分連接設(shè)備的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)并隨之旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為“轉(zhuǎn)子”，靜止部分連接設(shè)備的固定結(jié)構(gòu)的能源，稱為“定子”?；h(huán)整體依靠彈力搭接原理、滾動(dòng)搭接原理、或密封原理，以及巧妙的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密的零件制作配合、合理的選材等，構(gòu)成穩(wěn)定可靠的旋轉(zhuǎn)連通系統(tǒng)。只要將滑環(huán)附著于無(wú)限旋轉(zhuǎn)的設(shè)備上，就可以給旋轉(zhuǎn)體提供動(dòng)力能源，使旋轉(zhuǎn)體在無(wú)限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還能進(jìn)行其它運(yùn)動(dòng)、或檢測(cè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的工作狀況。
某種高速絞線機(jī)主要技術(shù)特點(diǎn)如下：
1．主軸最高轉(zhuǎn)速為3000rpm；
2．自動(dòng)張力控制:絞線時(shí)，收線從盤底收到滿盤時(shí)收線張力需不斷增大，本機(jī)能自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)收線張力；使整盤收線張力均勻一致，同時(shí)本機(jī)還能不停機(jī)調(diào)節(jié)張力；
3．主機(jī)為機(jī)油潤(rùn)滑，自然循環(huán)冷卻，有效延長(zhǎng)主軸軸承使用壽命。過(guò)線系統(tǒng)采用新型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線從主軸導(dǎo)輪直接過(guò)線到弓帶上，減去了由于鋁盤上的轉(zhuǎn)角導(dǎo)輪故障而引起的的刮傷及跳股現(xiàn)象；
4．機(jī)內(nèi)設(shè)三道緊壓裝置,保證導(dǎo)體絞合后的圓整度,降低絕緣材料的損耗；
5．整機(jī)采用同步帶傳動(dòng)，機(jī)內(nèi)無(wú)潤(rùn)滑點(diǎn)，保持機(jī)內(nèi)清潔，絞線無(wú)油污，適應(yīng)各類表面清潔度要求較高的線種之導(dǎo)體絞合；
6．調(diào)整絞距只需更換一只引取輪，調(diào)整絞向只需扳動(dòng)換向桿，簡(jiǎn)捷地操作，從而降低作業(yè)者的失誤率及工作強(qiáng)度。·整機(jī)軸承均采用日本知名品牌，弓帶采用新型材料制作，柔性好，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)避免因震動(dòng)引起的跳股，變頻器、PLC、磁粉離合器、電磁剎車、液壓千斤頂?shù)染捎眠M(jìn)口知名品牌,降低故障率和維護(hù)成本。
二、 問(wèn)題
舉例如下，某電線工業(yè)生產(chǎn)廠，在生產(chǎn)車間應(yīng)用著多家供應(yīng)商的高速絞線機(jī)。高速絞線機(jī)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，涉及到的控制系統(tǒng)包括PLC（西門子 S7-200）、變頻器以及威綸觸摸屏等幾個(gè)主要部分。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，可能會(huì)遇到以下的問(wèn)題：
1. 傳統(tǒng)的電滑環(huán)也稱為“集電環(huán)”或“匯流環(huán)”。國(guó)內(nèi)幾十年前已有成熟的設(shè)計(jì)技術(shù)及成熟的制作工廠，主要傳輸大電流，采用碳刷緊靠銅環(huán)的技術(shù)。缺點(diǎn)：局限于傳輸大電流，而且，因磨擦產(chǎn)生大量碳合金粉，需要定期清理或更換碳刷。
2. 控制系統(tǒng)對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的時(shí)候，通訊數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)傳統(tǒng)的電滑環(huán)的方式進(jìn)行傳輸，隨著生產(chǎn)效率以及技術(shù)要求的提高，電滑環(huán)的適應(yīng)性越來(lái)越低。在生產(chǎn)過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)樾盘?hào)傳輸出了故障導(dǎo)致存在生產(chǎn)安全隱患?？刂葡到y(tǒng)從主軸上讀取某些技術(shù)或者設(shè)備運(yùn)行參數(shù)時(shí)，傳統(tǒng)的方式也是通過(guò)電滑環(huán)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于電滑環(huán)是隨著主軸高速旋轉(zhuǎn)，磨損問(wèn)題不可避免，需要頻繁更換，從而導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)，帶來(lái)巨大的損失。
三、 賽遠(yuǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方案
結(jié)合客戶的需求情況，給出詳細(xì)解決方案，重點(diǎn)解決客戶如下問(wèn)題：
1. 在主軸上裝上一個(gè)PLC，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)通訊的功能；
2. 采用無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的方式，通過(guò)PLC對(duì)PLC（均為西門子S7-200的PLC）之間的無(wú)線通訊，取代傳統(tǒng)的電滑環(huán)在主軸上的數(shù)據(jù)通訊功能?？刂乒窭颬LC端，由于采用的是西門子的S7-200，所以采用賽遠(yuǎn)無(wú)線通訊模塊SY-S72，支持無(wú)線MODBUS通訊連接，實(shí)現(xiàn)PLC與PLC之間的數(shù)據(jù)與控制信號(hào)的傳輸。在高速絞線機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，無(wú)線通訊模塊SY-S72與PLC一起安裝在主軸上，跟隨主軸一起高速旋轉(zhuǎn)。SY-S72的工業(yè)級(jí)IC設(shè)計(jì)，抗震性強(qiáng)，帶前向糾錯(cuò)功能，即使是在高達(dá)3000rpm的轉(zhuǎn)速環(huán)境下，性能依舊穩(wěn)定可靠！
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