PLC在輪胎硫化機(jī)上的應(yīng)用

PLC在輪胎硫化機(jī)上的應(yīng)用

輪胎硫化機(jī)是輪胎生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其控制系統(tǒng)的好壞直接影響到輪胎的硫化質(zhì)量。傳統(tǒng)的控制方式是繼電器聯(lián)鎖控制，但其可靠性差，故障率多，靈活性差，維修困難。人們?cè)鴩L試單板機(jī)、計(jì)算機(jī)用于硫化機(jī)控制，取得了較明顯的進(jìn)步。但是其編程困難，技術(shù)很難掌握，控制通用性差，成本高，且對(duì)周圍環(huán)境要求較高，因此其推廣受到了一定限制。

隨著可編程控器(Programmable Controller簡(jiǎn)稱PC)在國內(nèi)的運(yùn)用和推廣，人們找到了輪胎硫化機(jī)較理想的控制系統(tǒng)，即PC控制系統(tǒng)。由于其具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，適合于對(duì)輪胎硫化機(jī)的控制，獲得廣泛的推廣。桂林橡膠機(jī)械廠作為硫化機(jī)的主要生產(chǎn)廠家，近年來對(duì)PC控制系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的研究和運(yùn)用?，F(xiàn)在該廠主導(dǎo)產(chǎn)品雙模輪胎定型硫化機(jī)已全部采用PC控制，結(jié)束了該廠近二十年使用繼電控制的歷史。本文主要以該廠對(duì)PC控制系統(tǒng)的研究，推廣介紹可編程控器在輪胎硫化機(jī)上的應(yīng)用。

2 PC特點(diǎn)及概況

可編程控器是一種專用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它與數(shù)控裝置，機(jī)器人一起被評(píng)為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。其主要特點(diǎn)如下。

(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。
(2)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。PC控制直接適用于工業(yè)環(huán)境為其設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)周圍環(huán)境無嚴(yán)格要求，可直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，不需另外保護(hù)措施。
(3)使用方便。主要表示在編程方便、接線、檢修方便。
(4)產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)原則，大批量生產(chǎn)，質(zhì)量嚴(yán)格控制。

國外生產(chǎn)PC的廠家很多，最著名的有美國A-B公司和GE-FANUC公司，日本的歐姆龍公司和三菱公司，德國AEG公司和西門子公司，法國的TE公司。它們號(hào)稱PC領(lǐng)域的大雄，代表PC的最高水平。它們?cè)谥袊加懈髯缘拇砩蹋苋菀踪I到其產(chǎn)品。國產(chǎn)PC以小型為主，多數(shù)為仿制產(chǎn)品，I/0點(diǎn)均在128點(diǎn)以下。主要廠家有上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，蘇州電子計(jì)算機(jī)廠，北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，無錫華光電子工業(yè)公司，中科院自動(dòng)化研究所，上海香島機(jī)電制造公司。一般只處理開關(guān)量，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算。

國內(nèi)PC在輪胎硫化機(jī)上的應(yīng)用始于80平代末90年代初。上海大中華橡膠廠，上海正泰橡膠廠，桂林輪胎廠等輪胎生產(chǎn)廠家相繼運(yùn)用PC對(duì)硫化機(jī)進(jìn)行改造，獲得成功。輪胎硫化機(jī)的主要生產(chǎn)廠家如桂林橡膠機(jī)械廠，三明化機(jī)廠，上海輪胎機(jī)械廠把PC運(yùn)用到新生產(chǎn)的輪胎硫化機(jī)上。輪胎硫化機(jī)控制系統(tǒng)的PC化已成為輪胎行業(yè)的一種趨勢(shì)。

3 PC在輪胎硫化機(jī)上的應(yīng)用

3.1 工藝流程

圖1為硫化機(jī)PC控制系統(tǒng)框圖。從這個(gè)框圖中可看出，硫化機(jī)的控制大多屬于過程控制，位置控制。采用PC可方便地進(jìn)行編程并列出梯形圖，實(shí)現(xiàn)硫化機(jī)的自動(dòng)、手動(dòng)控制。

3.2 硬件配置

我廠最初選用三菱F2系列PC控制器，并運(yùn)用到1525(ⅡZ)子午胎硫化機(jī)上，并獲得成功。經(jīng)過多年的實(shí)踐，對(duì)比總結(jié)，發(fā)現(xiàn)F2系列存在點(diǎn)數(shù)不夠，配置不方便的缺點(diǎn)。F2-60MR與擴(kuò)展F2-60ER最大輸入、輸出點(diǎn)數(shù)為72和48點(diǎn)，而一臺(tái)硫化機(jī)輸出點(diǎn)數(shù)在180左右，這樣不得不在后充氣部分增加一臺(tái)F2-60MR，同時(shí)F2系列PC機(jī)輸入，輸出點(diǎn)數(shù)固定，配置不靈活。故我廠在后來生產(chǎn)的硫化機(jī)上采用了先進(jìn)的0MRON的C200H，其主要特點(diǎn)有:①所在配置單元為分體模塊結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，配置方便；②具有高性能的CPU，提供快速掃描速度和100多條數(shù)據(jù)處理，程序流程和用戶可指定診斷的指令；③具有獨(dú)立的特殊模塊控制系統(tǒng)，它可以在同類型PC中靈活使用；④具有與各種機(jī)器直接連接的通訊功能，通過RS-232C接口，利用主機(jī)藕合組件(host link)可方便地與外圍設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、打字機(jī)等相連；⑤可提供個(gè)人計(jì)算機(jī)編程和打印機(jī)梯形圖的文件軟件等。

圖2為硫化機(jī)PC控制系統(tǒng)硬件布置圖。

其中輸入、輸出及特殊模塊配置如下。

(1)輸入模塊:硫化機(jī)輸入有按鈕、行程開關(guān)、壓力開關(guān)等，約有90點(diǎn)左右，配置6塊16點(diǎn)輸入模塊。
(2)輸出模塊:硫化機(jī)輸出為電磁閥、交流接觸器、指示燈、計(jì)數(shù)器、報(bào)警等，約為80點(diǎn)左右，配置6塊12點(diǎn)輸出模塊。
(3)晶體管輸出模塊:本模塊主要用于一組LED數(shù)顯單元，其內(nèi)容為硫化機(jī)硫化時(shí)的硫化步序、硫化時(shí)間，延時(shí)硫化等。
(4)高速計(jì)數(shù)單元:此模塊主要用于取消原主令控制器，其脈沖輸入可由0MRON旋轉(zhuǎn)編碼器來完成。
(5)Host Link單元:本單元通過RS-232C接口與計(jì)算機(jī)連接，通過LSS軟件可方便地對(duì)硫化機(jī)進(jìn)行程序輸入、輸出、修改、監(jiān)視等。LSS軟件也可使用離線編程。

3.3 軟件設(shè)計(jì)

0MR0N C200H PC控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制梯形圖語言，其編程要求充分考慮硫化機(jī)的生產(chǎn)工藝要求及輪胎生產(chǎn)的各種工藝。

編程包括主機(jī)動(dòng)作，后充氣動(dòng)作，硫化工藝、顯示等幾大部分。以下以9.00-20輪胎為例介紹輪胎硫化過程中硫化程序部分的梯形圖。

程序控制器的動(dòng)作程序如圖3所示。

當(dāng)采用老式機(jī)械式程控器來完成上述動(dòng)作時(shí)，是由程控器上程控鼓撥盤來進(jìn)行時(shí)序控制。采用PC后，通過PC內(nèi)部時(shí)鐘電路計(jì)數(shù)器來推動(dòng)電磁閥進(jìn)行的，其梯形圖如圖4所示。

在上述梯形圖中25502為0MR0NC200H中的特殊繼電器(即秒脈沖發(fā)生器)。當(dāng)計(jì)數(shù)器中設(shè)定值(K值)與25502發(fā)出的秒脈沖脈沖數(shù)相同時(shí)，計(jì)數(shù)器就發(fā)出通斷信號(hào)控制輸出電磁閥的動(dòng)作。

3.4 使用效果

我廠生產(chǎn)的硫化機(jī)PC控制系統(tǒng)經(jīng)過用戶近二年試運(yùn)行，顯示如下優(yōu)點(diǎn):

提高了硫化機(jī)的自動(dòng)化程度和可靠性，提高了產(chǎn)量；
(1)解決了輪胎定型過程中中心不正的問題；
(2)規(guī)范了硫化工藝，提高了輪胎硫化質(zhì)；
(3)有效地提高了電磁閥使用壽命，節(jié)省成本，減少故障率；
(4)易于接線及尋找故障，大大降低了維修工作量。

4 結(jié)束語

PC控制系統(tǒng)具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，接線、檢測(cè)方便，適應(yīng)性高等特點(diǎn)，經(jīng)多年實(shí)踐證明，適合對(duì)輪胎硫化機(jī)的控制。我國現(xiàn)有上千臺(tái)用繼電器控制的輪胎硫化機(jī)，運(yùn)用PC機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造市場(chǎng)廣闊。同時(shí)，橡膠機(jī)械生產(chǎn)廠家在制造硫化機(jī)時(shí)，還努力采用先進(jìn)的PC控制系統(tǒng)。硫化機(jī)控制系統(tǒng)的PC化已成為今后的潮流和方向。