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1. 概述

汽車工業(yè)的迅速發(fā)展使輪胎制造行業(yè)得到了飛速發(fā)展，行業(yè)的總資產(chǎn)和銷售收入呈現(xiàn)快速增長趨勢。在中國，據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，2010年輪胎產(chǎn)量將達(dá)到2.5億只以上。隨著輪胎市場的不斷擴(kuò)大以及消費者對輪胎質(zhì)量要求的提高，對于輪胎制造廠商來說，高標(biāo)準(zhǔn)、高效率的生產(chǎn)系統(tǒng)已變得非常重要。因此，高品質(zhì)的控制系統(tǒng)在輪胎制造業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，甚至是否采用了高品質(zhì)的控制系統(tǒng)已成為生產(chǎn)商生死存亡的大事。

2. 系統(tǒng)介紹

SunyPCC500E集成控制器是浙大中自公司最新推出的新一代開放型混合控制器，具有可靠性高、可擴(kuò)展性好、功能強(qiáng)大、界面友好、維護(hù)簡便等特點。該產(chǎn)品基于智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計思想，具有模塊化柔性設(shè)計，強(qiáng)大的運算能力和控制能力足以實現(xiàn)過程控制、邏輯控制、順序控制。強(qiáng)大的擴(kuò)展能力使系統(tǒng)既可以規(guī)?；稚⒙?lián)控，也可以低成本單機(jī)配置。系統(tǒng)同時提供了開放數(shù)據(jù)接口、工業(yè)以太網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)接入。





上圖為SunyPCC500E集成控制器實現(xiàn)輪胎制造過程控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。在輪胎生產(chǎn)的過程中，SunyPCC500E集成控制器接收現(xiàn)場儀表測量的工藝參數(shù)，經(jīng)運算將結(jié)果傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使輪胎制造過程在系統(tǒng)控制下執(zhí)行整個密煉、擠出、壓延、胎圈成型、簾布裁斷、硫化等過程。同時，SunyPCC500E集成控制器還可以通過SNet（系統(tǒng)網(wǎng)）將生產(chǎn)中的重要信息發(fā)送到上位機(jī)，使管理人員足不出戶就對生產(chǎn)狀況了如指掌。

值得一提的是，SunyPCC500E集成控制器還吸取了DCS可冗余配置的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)電源和通訊的1:1冗余，使得在任意一個電源或一條通訊鏈路出現(xiàn)故障時，另一個電源或通訊鏈路能夠自動無擾地?fù)?dān)當(dāng)系統(tǒng)的供電或信息交換任務(wù)，保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。因此，SunyPCC500E集成控制器是輪胎制造這樣中小規(guī)模裝置的最佳選擇。

3. 控制方案

控制方案的設(shè)計由用戶通過基于Windows2000 Professional的SunyPCC500E集成控制器編程軟件完成。該軟件主要由SunyRDB實時數(shù)據(jù)庫編輯器和SunyIEC算法編輯器組成，其中SunyIEC算法編輯器提供了符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能表（SFC）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）和指令標(biāo)（IL）共五種控制語言，用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣或控制要求任意選擇編程方式。豐富的仿真功能是用戶在離線狀態(tài)下就可以準(zhǔn)確預(yù)演軟件運行狀況，大大節(jié)省人力投入、縮短工程周期。

在密煉周期中的每個階段，主電機(jī)的速度由工藝參數(shù)設(shè)定。在密煉過程中，SunyPCC500E采集生產(chǎn)工藝參數(shù)及設(shè)備運行狀態(tài)，并作為控制密煉動作及密煉周期結(jié)束的依據(jù)。同時，根據(jù)密煉情況自動調(diào)整擠出機(jī)的速度并自動將壓輥和擠出機(jī)頭間的壓力調(diào)整到設(shè)定值，隨著料斗中膠料的增加，擠出機(jī)的速度也加快，機(jī)頭壓力增加，壓延機(jī)也會自動增加速度，使壓力保持在設(shè)定值，直到擠出機(jī)的速度增加到最大，壓延機(jī)速度最大。當(dāng)擠出機(jī)料斗的料位上升到上限時，擠出機(jī)會要求密煉機(jī)暫時停機(jī)，等料位下降到中位后，密煉機(jī)繼續(xù)工作。在膠部件準(zhǔn)備工序中，壓延機(jī)將輪胎所需骨架材料壓入橡膠中，并根據(jù)工控主機(jī)預(yù)設(shè)定參數(shù)將橡膠壓制成一定形狀。在輪胎成型過程中，機(jī)器根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動完成定長、裁斷、同步貼合、整形等工序，這樣輪胎就基本成型了。





為了加強(qiáng)輪胎的耐磨、抗軋能力，需要進(jìn)行硫化以增強(qiáng)輪胎的強(qiáng)度。輪胎在進(jìn)行硫化時的壓力和溫度的變化直接影響輪胎硫化的質(zhì)量，這就要求在輪胎進(jìn)行硫化時，控制系統(tǒng)嚴(yán)格監(jiān)測和控制硫化的溫度和壓力使之按照預(yù)設(shè)值進(jìn)行，并在溫度和壓強(qiáng)不足時，采取自動延時硫化的方法進(jìn)行溫度和壓強(qiáng)的補(bǔ)償。





硫化工序是輪胎制造中的一個非常關(guān)鍵的步驟，在編程時必須深入了解工藝原理與要求，根據(jù)條件、結(jié)果進(jìn)行設(shè)計。下圖是一個典型的硫化機(jī)控制程序框圖。





4. 系統(tǒng)功能

用SunyPCC500E集成控制器實現(xiàn)輪胎生產(chǎn)的自動監(jiān)測和控制，完成數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、參數(shù)設(shè)置、歷史記錄、動態(tài)顯示、狀態(tài)報警和自動控制等功能。具體說來，主要包括以下幾點：

控制密煉過程中的壓力、溫度、時間、功率等。

控制擠出的速度、壓力、料斗料位等。

控制壓延的形狀、速度、質(zhì)量等。

控制簾布裁剪的長度、同步貼合等。

控制硫化的時間、溫度、壓力、質(zhì)量等。

檢查斷線、保險跳閘、中線斷線等故障。

檢測電源參數(shù)、監(jiān)視設(shè)備狀況、實現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)。

對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，選擇控制方案。

進(jìn)行故障報警、系統(tǒng)診斷。

據(jù)分析，每只輪胎包含150種以上的成分，在輪胎的生產(chǎn)流程中，從原料初加工至壓延成型至最后結(jié)束，其間過程復(fù)雜而又漫長，這就需要高效、穩(wěn)定、精密的控制器來完成控制任務(wù)。SunyPCC500E集成控制器不僅具有良好的擴(kuò)展能力（I/O最多可達(dá)416），多種通訊方式（RS232/485，CAN，USB等），優(yōu)秀的開放性使其能夠方便地與第三方設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。畫面編輯軟件也很好地利用了多媒體技術(shù)，豐富的圖庫使用戶能夠設(shè)計出漂亮直觀的操作畫面。

5. 結(jié)束語

在某輪胎制造廠的自動化儀表改造項目中，用戶經(jīng)過多方論證和認(rèn)真分析，決定采用SunyPCC500E集成控制器代替原來的常規(guī)儀表控制。在充分準(zhǔn)備的情況下，從系統(tǒng)安裝到聯(lián)機(jī)調(diào)試，僅用了三天時間就一次投產(chǎn)成功。半年的實際運行效果證明：SunyPCC500E集成控制器降低了設(shè)備投資，提高了測控精度，方便了操作維護(hù)，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定，減少了能源消耗，提高了輪胎質(zhì)量。

SunyPCC500E集成控制器具有非常強(qiáng)大的控制能力和簡易的工程維護(hù)，由它實現(xiàn)對整個輪胎制造工藝流程進(jìn)行監(jiān)控，能夠達(dá)到事半功倍的效果。

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