通信電纜的生產(chǎn)是通過成纜機將絕緣單芯電線絞合成型，實現(xiàn)高精度的小節(jié)距，從而滿足高頻數(shù)字信號的傳輸要求。其中，單線成纜機是多股電纜生產(chǎn)設備之一，它具有速度高，電纜節(jié)距穩(wěn)定，設備簡潔等特性，其生產(chǎn)工藝和設備配置如圖1所示。

圖1：單線成纜機的工作原理圖
電纜成纜設備的工作原理和作用：

1、放線系統(tǒng)
由12臺被動放線單元組成放線架，放線張力由鋼帶摩擦固定放線盤轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生，實現(xiàn)導線被動帶張力放線。

2、牽引系統(tǒng)
采用多股導線、皮帶壓輪牽引，實現(xiàn)系統(tǒng)速度給定和系統(tǒng)速度基準，變頻器通過RS485通信接口將速度有效值輸出到PLC，PLC在處理絞弓、收線機驅(qū)動器數(shù)據(jù)后，再通過RS485接口將數(shù)據(jù)輸出到絞弓和收線驅(qū)動器。

3、活套（dancer）
通過調(diào)節(jié)導線經(jīng)過的過線輪配重或調(diào)節(jié)氣缸氣壓，實現(xiàn)導線張力調(diào)節(jié)；收線機在收線過程中，經(jīng)過活套（dancer）位置變化，將活套值送入PLC，調(diào)節(jié)由卷經(jīng)變化引起的收線機收線速度的變化，實現(xiàn)恒線速、恒張力卷曲控制。

4、縱包帶機
縱包帶機是實現(xiàn)電纜絕緣帶或者電纜屏蔽層絞合的機械裝置，此裝置無動力系統(tǒng)。電纜在絞弓和收線電纜盤的共同作用下，產(chǎn)生恒定的線速度和穩(wěn)定的節(jié)距，使電纜向前運動和轉(zhuǎn)動，從而帶動電纜屏蔽層或絕緣帶被動運行，而縱包帶機放出帶的張力則由鋼帶摩擦固定包帶的轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生。

5、絞弓
絞弓與收線機共同實現(xiàn)高精度電纜節(jié)距的無級控制，它們的轉(zhuǎn)向相同，節(jié)距由絞弓與收線機的同相速度差產(chǎn)生，其表達式如下：
L ：節(jié)距（由人機界面／編程計算機設定）；
v ：線速度（通過牽引機控制實現(xiàn)，由人機界面 ／ 編程計算機設定）；
d ：收線機收線盤卷徑（收卷機初始空盤盤徑，由人機界面／編程計算機設定）；
Ｎ1：絞弓轉(zhuǎn)速；
Ｎ2：收線機轉(zhuǎn)速。

絞弓轉(zhuǎn)速表達式如下：
Ｎ1 = v╱L （1）
節(jié)距表達式如下：
L = (Ｎ1 － Ｎ2) ×π×d╱Ｎ1 （2）　
由公式（１）和公式（２）可以得到收線機轉(zhuǎn)速表達式（3）。

6、收線機
收線機是成品絞和電纜的收纜設備，其轉(zhuǎn)速確定公式如下：
Ｎ2 = v（πd－L）╱πdL （3）

7、排線機
排線機是在電纜收線過程中排列電纜的機械設備，其運行速度與收線機有效收線速度成線性比例關系，排線速度等于Ｋ×Ｎ2，K值可以根據(jù)實際運行情況進行調(diào)整。

8、可編程控制器PLC
完成系統(tǒng)邏輯控制，實現(xiàn)收線機、絞弓和排線機驅(qū)動給定信號的處理。系統(tǒng)設定值在“人機界面／編程計算機”中設定后，通過RS485接口送至PLC，PLC根據(jù)收線、絞弓驅(qū)動運行速度，由上述公式得到絞弓、收線機實際運行速度，通過檢測活套位置，微調(diào)收線機速度，同時計算出實際收線盤外徑。

9、人機界面／編程計算機
用于PLC編程，是系統(tǒng)監(jiān)視控制上位機，可以完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、故障報警和運行參數(shù)設定等功能。如果系統(tǒng)沒有配備監(jiān)控計算機，上述的設定值可通過撥碼開關直接在PLC中設定。收線機與絞弓的轉(zhuǎn)向相同，彼此獨立，沒有任何機械聯(lián)系。原系統(tǒng)的收線機設置在絞弓設備上，因此絞弓體積龐大，轉(zhuǎn)速不可能太快，速度僅為200rpm／min，收線速度60m／min。改造后的機械設計方式，使絞弓結構小巧、緊湊，轉(zhuǎn)速可以達到1000rpm／min，收線速度達到180m／min，大大地提高了生產(chǎn)效率。

收線機與絞弓是產(chǎn)生內(nèi)節(jié)距的關鍵設備，其速度的穩(wěn)定性和精度直接影響電纜節(jié)距和頻寬特性，因此這兩臺設備的驅(qū)動器選用非常重要。經(jīng)過對眾多品牌變頻器的技術、性能和綜合價格比較后，決定選用艾默生EV2000變頻器作為收線機和絞弓的驅(qū)動。為了滿足設備的速度精度要求，驅(qū)動器速度反饋采用編碼器反饋，能同時改善系統(tǒng)力矩響應。收線機和絞弓屬于大慣量設備，為了滿足降速和恒速運行過程中的快速調(diào)速響應性能，電機會產(chǎn)生能量回饋，為了避免變頻器直流母線電壓過高，在驅(qū)動器上加裝了制動單元和制動電阻。牽引機和排線機采用艾默生EV1000變頻器，由于牽引機是整套系統(tǒng)速度的基準點，因此采用了測速反饋系統(tǒng)，提高系統(tǒng)速度精度。

艾默生變頻器的穩(wěn)定性和可靠性在設備額定運行中起到了非常重要的作用，設備改造的成功，表明變頻器的運行完全勝任系統(tǒng)的復雜要求。

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