PLC在轮胎硫化机上的应用

PLC在轮胎硫化机上的应用

轮胎硫化机是轮胎生产的关键设备之一，其控制系统的好坏直接影响到轮胎的硫化质量。传统的控制方式是继电器联锁控制，但其可靠性差，故障率多，灵活性差，维修困难。人们曾尝试单板机、计算机用于硫化机控制，取得了较明显的进步。但是其编程困难，技术很难掌握，控制通用性差，成本高，且对周围环境要求较高，因此其推广受到了一定限制。

随着可编程控器(Programmable Controller简称PC)在国内的运用和推广，人们找到了轮胎硫化机较理想的控制系统，即PC控制系统。由于其具有可靠性高，抗干扰能力强，维修检测方便等优点，适合于对轮胎硫化机的控制，获得广泛的推广。桂林橡胶机械厂作为硫化机的主要生产厂家，近年来对PC控制系统进行广泛的研究和运用。现在该厂主导产品双模轮胎定型硫化机已全部采用PC控制，结束了该厂近二十年使用继电控制的历史。本文主要以该厂对PC控制系统的研究，推广介绍可编程控器在轮胎硫化机上的应用。

2 PC特点及概况

可编程控器是一种专用的工业控制计算机，它与数控装置，机器人一起被评为工业自动化的三大支柱。其主要特点如下。

(1)可靠性高，抗干扰能力强。
(2)环境适应性强。PC控制直接适用于工业环境为其设计指标，对周围环境无严格要求，可直接安装于工业现场，不需另外保护措施。
(3)使用方便。主要表示在编程方便、接线、检修方便。
(4)产品采用模块化设计原则，大批量生产，质量严格控制。

国外生产PC的厂家很多，最著名的有美国A-B公司和GE-FANUC公司，日本的欧姆龙公司和三菱公司，德国AEG公司和西门子公司，法国的TE公司。它们号称PC领域的大雄，代表PC的最高水平。它们在中国都有各自的代理商，很容易买到其产品。国产PC以小型为主，多数为仿制产品，I/0点均在128点以下。主要厂家有上海工业自动化仪表研究所，苏州电子计算机厂，北京机械工业自动化研究所，无锡华光电子工业公司，中科院自动化研究所，上海香岛机电制造公司。一般只处理开关量，进行逻辑运算，顺序运算。

国内PC在轮胎硫化机上的应用始于80平代末90年代初。上海大中华橡胶厂，上海正泰橡胶厂，桂林轮胎厂等轮胎生产厂家相继运用PC对硫化机进行改造，获得成功。轮胎硫化机的主要生产厂家如桂林橡胶机械厂，三明化机厂，上海轮胎机械厂把PC运用到新生产的轮胎硫化机上。轮胎硫化机控制系统的PC化已成为轮胎行业的一种趋势。

3 PC在轮胎硫化机上的应用

3.1 工艺流程

图1为硫化机PC控制系统框图。从这个框图中可看出，硫化机的控制大多属于过程控制，位置控制。采用PC可方便地进行编程并列出梯形图，实现硫化机的自动、手动控制。

3.2 硬件配置

我厂最初选用三菱F2系列PC控制器，并运用到1525(ⅡZ)子午胎硫化机上，并获得成功。经过多年的实践，对比总结，发现F2系列存在点数不够，配置不方便的缺点。F2-60MR与扩展F2-60ER最大输入、输出点数为72和48点，而一台硫化机输出点数在180左右，这样不得不在后充气部分增加一台F2-60MR，同时F2系列PC机输入，输出点数固定，配置不灵活。故我厂在后来生产的硫化机上采用了先进的0MRON的C200H，其主要特点有:①所在配置单元为分体模块结构，结构紧凑，配置方便；②具有高性能的CPU，提供快速扫描速度和100多条数据处理，程序流程和用户可指定诊断的指令；③具有独立的特殊模块控制系统，它可以在同类型PC中灵活使用；④具有与各种机器直接连接的通讯功能，通过RS-232C接口，利用主机藕合组件(host link)可方便地与外围设备，如计算机、打字机等相连；⑤可提供个人计算机编程和打印机梯形图的文件软件等。

图2为硫化机PC控制系统硬件布置图。

其中输入、输出及特殊模块配置如下。

(1)输入模块:硫化机输入有按钮、行程开关、压力开关等，约有90点左右，配置6块16点输入模块。
(2)输出模块:硫化机输出为电磁阀、交流接触器、指示灯、计数器、报警等，约为80点左右，配置6块12点输出模块。
(3)晶体管输出模块:本模块主要用于一组LED数显单元，其内容为硫化机硫化时的硫化步序、硫化时间，延时硫化等。
(4)高速计数单元:此模块主要用于取消原主令控制器，其脉冲输入可由0MRON旋转编码器来完成。
(5)Host Link单元:本单元通过RS-232C接口与计算机连接，通过LSS软件可方便地对硫化机进行程序输入、输出、修改、监视等。LSS软件也可使用离线编程。

3.3 软件设计

0MR0N C200H PC控制系统采用工业控制梯形图语言，其编程要求充分考虑硫化机的生产工艺要求及轮胎生产的各种工艺。

编程包括主机动作，后充气动作，硫化工艺、显示等几大部分。以下以9.00-20轮胎为例介绍轮胎硫化过程中硫化程序部分的梯形图。

程序控制器的动作程序如图3所示。

当采用老式机械式程控器来完成上述动作时，是由程控器上程控鼓拨盘来进行时序控制。采用PC后，通过PC内部时钟电路计数器来推动电磁阀进行的，其梯形图如图4所示。

在上述梯形图中25502为0MR0NC200H中的特殊继电器(即秒脉冲发生器)。当计数器中设定值(K值)与25502发出的秒脉冲脉冲数相同时，计数器就发出通断信号控制输出电磁阀的动作。

3.4 使用效果

我厂生产的硫化机PC控制系统经过用户近二年试运行，显示如下优点:

提高了硫化机的自动化程度和可靠性，提高了产量；
(1)解决了轮胎定型过程中中心不正的问题；
(2)规范了硫化工艺，提高了轮胎硫化质；
(3)有效地提高了电磁阀使用寿命，节省成本，减少故障率；
(4)易于接线及寻找故障，大大降低了维修工作量。

4 结束语

PC控制系统具有可靠性高，抗干扰能力强，接线、检测方便，适应性高等特点，经多年实践证明，适合对轮胎硫化机的控制。我国现有上千台用继电器控制的轮胎硫化机，运用PC机进行技术改造市场广阔。同时，橡胶机械生产厂家在制造硫化机时，还努力采用先进的PC控制系统。硫化机控制系统的PC化已成为今后的潮流和方向。