三轴缠绕机电气方案说明

关键词：张力控制，热风管，CANlink总线，分频输出

一、项目背景

耐高温风管，一般由带玻璃纤维涂层氯丁胶、纺织线、弹性钢丝构成，可耐温度范围：约-70℃到+260℃。常用于热气和冷气的引导，暖器排出，鼓风暖炉排出和焊气排出。

本项目的三轴缠绕机设备就是应用在生产热风管上，一般工序分为：绕底布1—绕底布2—绕钢丝—绕面布—绕细线和缠膜。

 

 二、目标和要求

（一）项目目标

运用该缠绕机设备能使产品的质量更加稳定，精减人员的同时产量也得到提升

（二）工艺要求

（1）针对不同产品规格生成配方，方便操作员直接调用；

（2）加工过程中能根据不同的位置段进行实时的变速，并且钢丝的张力保持恒定；

（3）平移轴的速度能根据与主轴转速变化同步变化。

三、电气方案

（一）硬件配置表如下

（二）方案拓扑图

（三）方案说明

HMI与PLC通过以太网口作modbus-tcp通讯进行数据交互，PLC以脉冲+CANlink总线方式对伺服进行定位和送料轴的张力控制，PLC实时读取伺服的运行状态和故障信息，平移轴分频输出到主轴以实现平移轴与主轴的速度同步

（四）重点难点

（1）产品规格多达50多种，每种规格涉及参数有20几个，所以做配方的同时要用于索引寄存器，针对不同规格直接调用即可

（2）不同的工序，平移轴的运行起点位置可左可右，主轴的旋转有顺向也有逆向，所以程序中做好方向的判定是关键

（3）不同规格，不同位置段，平移轴的速度需要实时更改，平移轴作分频输出给到主轴，同时要通讯的方式对主轴的电子齿轮比进行实时更改实时有效

（五）方案特点

（1）HMI和PLC通过以太网口进行MODBUS TCP通讯，并且支持10M/100M的自适应速率，每个站点可与在同一个网段内的16个站点进行主从数据交换，设备上的交换机已为后续增加张力控制的PLC和HIM作冗余，减轻后续通讯接线，调试方便

（2）H3U系列PLC具有CAN通讯，同时支持CANLINK网络和CANOPEN网络功能，可搭配多达16个伺服轴，通讯速率可达1M，本项目使用汇川CANLINI3.0自主协议，无需编写程序底层，直接通过软件配置通讯网络配置表即可，减小电气技术员工作量

（3）小车电机搭配23位多圈磁编码器，省去了限位和原点，在减少故障的同时无需每次上电进行回原点操作，并且现场电池寿命可达5年

（六）方案优势

（1）精减人员

老式设备需要配备3人/台，本项目最多配备2人/台，生产更加高效

（2）产品稳定

老式设备都是通过人工手拉的方式来张紧材料，因此材料缠绕的张力和材料缠绕的角度无法得到保证

（3）操作简便

老式设备控制产品的张力和缠绕的角度都是由人工靠自身的经验来控制，对操作员的技能要求比较高。本项目的相关配方都已存储在触摸屏，操作员只需根据不同的规格直接调用相应配方即可