发布日期：2021/11/30

一、      背景技术

高速绞线机又名束丝机，能广泛应用于各类软/硬导体线(铜线、漆包线、镀锡线、铜包钢、铜包铝等)及电子线的绞合，如:电源线、电话线、音频线、视频线、汽车线、网络线等。     图一 大型高速绞线机 由于技术力量薄弱,国际国内线缆产业市场仍由日韩等国掌控,以该行业主要产品微同轴线为例,其生产主要集中在日本,国内90%的市场也被日本企业占领。   在传统的以及目前正在运行的大多数高速绞线机上，在主轴上以及采用了电滑环的装置来进行能源与信号的传输。电滑环顾名思义就是用来导电的滑环在所有滑环系列中使用最广泛，也称电刷、碳刷、集电环、集流环、汇流环、旋通、旋转电气关节，专用于在无限制连续旋转时，传输功率电源、信号电源。定子与转子部分分别引出导线连接固定结构与旋转结构的电源与终端电器，并随之旋转。根据其整体结构的不同，分为实圆滑环（在旋转体上挖一个孔，安装滑环），空圆滑环（将滑环安装在旋转轴上），以及分离滑环、扁盘滑环、水银滑环、特型滑环等等。负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光滑环。也可通俗的统称为“旋转连通”或“旋通”。 滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。滑环整体依靠弹力搭接原理、滚动搭接原理、或密封原理，以及巧妙的运动结构与密封结构设计、精密的零件制作配合、合理的选材等，构成稳定可靠的旋转连通系统。只要将滑环附着于无限旋转的设备上，就可以给旋转体提供动力能源，使旋转体在无限旋转运动的同时，还能进行其它运动、或检测旋转状态下的工作状况。   某种高速绞线机主要技术特点如下： 1．主轴最高转速为3000rpm； 2．自动张力控制:绞线时，收线从盘底收到满盘时收线张力需不断增大，本机能自动跟踪调节收线张力；使整盘收线张力均匀一致，同时本机还能不停机调节张力； 3．主机为机油润滑，自然循环冷却，有效延长主轴轴承使用寿命。过线系统采用新型结构，导线从主轴导轮直接过线到弓带上，减去了由于铝盘上的转角导轮故障而引起的的刮伤及跳股现象； 4．机内设三道紧压装置,保证导体绞合后的圆整度,降低绝缘材料的损耗； 5．整机采用同步带传动，机内无润滑点，保持机内清洁，绞线无油污，适应各类表面清洁度要求较高的线种之导体绞合； 6．调整绞距只需更换一只引取轮，调整绞向只需扳动换向杆，简捷地操作，从而降低作业者的失误率及工作强度。·整机轴承均采用日本知名品牌，弓带采用新型材料制作，柔性好，在高速运转时避免因震动引起的跳股，变频器、PLC、磁粉离合器、电磁刹车、液压千斤顶等均采用进口知名品牌,降低故障率和维护成本。 二、      问题 举例如下，某电线工业生产厂，在生产车间应用着多家供应商的高速绞线机。高速绞线机在运行过程当中，涉及到的控制系统包括PLC（西门子 S7-200）、变频器以及威纶触摸屏等几个主要部分。在设备运行过程当中，可能会遇到以下的问题： 1. 传统的电滑环也称为“集电环”或“汇流环”。国内几十年前已有成熟的设计技术及成熟的制作工厂，主要传输大电流，采用碳刷紧靠铜环的技术。缺点：局限于传输大电流，而且，因磨擦产生大量碳合金粉，需要定期清理或更换碳刷。 2. 控制系统对主轴转速进行调节控制的时候，通讯数据信号通过传统的电滑环的方式进行传输，随着生产效率以及技术要求的提高，电滑环的适应性越来越低。在生产过程中，可能会因为信号传输出了故障导致存在生产安全隐患。控制系统从主轴上读取某些技术或者设备运行参数时，传统的方式也是通过电滑环进行数据传输，由于电滑环是随着主轴高速旋转，磨损问题不可避免，需要频繁更换，从而导致生产停机，带来巨大的损失。   三、      赛远的无线数据传输方案 结合客户的需求情况，给出详细解决方案，重点解决客户如下问题： 1. 在主轴上装上一个PLC，进行数据采集与数据通讯的功能； 2. 采用无线数据通讯的方式，通过PLC对PLC（均为西门子S7-200的PLC）之间的无线通讯，取代传统的电滑环在主轴上的数据通讯功能。控制柜里PLC端，由于采用的是西门子的S7-200，所以采用赛远无线通讯模块SY-S72，支持无线MODBUS通讯连接，实现PLC与PLC之间的数据与控制信号的传输。在高速绞线机的旋转部分，无线通讯模块SY-S72与PLC一起安装在主轴上，跟随主轴一起高速旋转。SY-S72的工业级IC设计，抗震性强，带前向纠错功能，即使是在高达3000rpm的转速环境下，性能依旧稳定可靠！  图二 无线通讯示意图 SY-S72是赛远最新无线技术和工业网络技术结合的产品，具有国家专利，专利号为ZL200920261853.5。 SY-S72是一款工业等级的无线编程通讯模块，支持西门子S7-200的无线编程，以及通过WinCC或者易控等组态软件的无线PPI通讯，并支持S7-300、S7-400系列PLC、施耐德PLC、三菱PLC、以及变频器、HMI人机界面等和上位机的无线数据通讯，S7-300或S7-400需要加相应的RS232/485通讯模块CP340/CP341/CP441等模块，能适应各种点对点、点对多点的无线数据通信方式。   四、      效果 利用赛远的工业无线数据通讯模块，具有通过无线方式完全隔离现场危险信号，收发一体、安装方便、使用简单、性价比高、稳定可靠、抗干扰能力强、能适应恶劣的工厂生产环境等特点，彻底解决利用电滑环进行数据传输的弊病，在设备现场经过1年多的运行，无线通讯稳定可靠，也是原有的滑速线、拖曳电缆等有线通讯的升级的最佳选择！