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液壓式輪胎硫化機電氣控制設計思想淺談


    1 概述
    我公司所產LLY-B1060/1370-2液壓式輪胎硫化機采用三菱A2AS CPU PLC進行過程控制、壓力檢測、溫度檢測及PB控制。采用三菱觸摸屏作為人機界面,使操作者能通過觸摸屏直接與PLC進行“對話”,實現了3C-Computer、Commmunication、Control技術應用。采用接近開關和少量行程開關作位置檢測外,還采用了編碼器檢測主機及機械手升降位置。采用兩臺日本橫河UR1000三針記錄儀分別對左、右模內溫、外溫、內壓進行實時采樣記錄。設計思路見圖1電氣控制硬件框圖。以下將從設計角度進行闡述。
 
    2 三菱PLC控制系統配置
    三菱PLC控制系統配置圖如圖2所示。
 
    3 位置檢測
    采用集電極開路二相原點輸出型增量式旋轉編碼器作為信號源,漏型晶體管輸出2通道高速計數模塊-A1SD62作為信號處理器,使主機及機械手運動所產生的信號經CPU程序處理后轉為其行程升布牽的實際高度值,CPU將此數字量用于過程控制中。
    4 溫度和壓力檢測
    因左、右模外溫采用分別控制方式,每模需檢測外溫、內溫和內壓共需6通道,故選A1S68AD。
    溫度檢測:Pt100+溫度變送器→4~20mA模擬量→A1S68AD
    壓力檢測:壓力變送器→4~20mA模擬量→A1S68AD
    5 外溫控制
    經PT100檢測到的外溫與設定值比較,CPU進行PID運算程序處理,由A1S62AD模塊輸出4~20mA模擬量,帶動電氣轉換器控制比例調節閥進行外溫的控制。CPUPID運算→A1S62DA→4~20mA模擬量→電氣轉換器。
    6 溫度和壓力等參數實時打印、記錄
    在設計中摒棄了傳統采用的氣動記錄調節儀,它存在的問題有:①調節滯后,精度低;②工藝參數修改不方便;③故障率高;④體積大等。
    設計中采用PLC對溫度控制,溫度、壓力的記錄采用了體積小、管理方便、高精度、低故障的日本橫河UR1000型小型智能記錄儀,它能實時的進行曲線記錄、顯示和打印。
    7 人機界面
    液壓硫化機因控制系統復雜,設定參數較多,若采用傳統的控制方式,則不能方便、有效地完成控制任務,故在該機采用了三菱A850GOT人機界面終端,共設計有9個畫面,在每個畫面的左上角有日期顯示,右上角有北京時間顯示。
    以下結合該
    主菜單如圖3所示。

    上電伊始,觸摸屏首先將出現主菜單畫面,該頁面共設計有8個觸摸健對應8個功能的子目錄,只要手指輕輕觸摸其中任意一健,畫面將出現與其功能對應的子菜單。
    (2)主機編碼器參數子菜單
    主機編碼器參數子菜單如圖4所示。

    在此畫面下端有4個觸摸健,若按菜單健,畫面將會回到主菜單,若按上頁或下頁健,畫面將轉到相應的頁面;鍵盤這觸摸健是已提前設好的一個系統鍵盤窗口,當其被觸摸后,將彈跳出一個有O~9←,→,↓,↑,,.,-,Del的可移動的活動鍵盤,當鍵盤窗口出現后,直接觸摸自己想設定參數單元的移動光標,按數字健即可輸入參數,為防止誤操作,所有參數輸入單元均設有寫入保護。只要觸摸數字鍵盤左上角的“關閉”窗口,該鍵盤關閉。
    在此菜單中,主要設定主機在運動過程中發出相應位置信號的高度參數,并顯示其所在位置的實際高度。
    (3)機械手編碼器參數子菜單
    機械手編碼器參數子菜單如圖5所示。

    在此菜單中,可分別對左、右機械手位置的有關參數進行設定,并能分別顯示其實際運行高度值,其操作使用方法同上。
    (4)時間參數設定子菜單
    時間參數設定子菜單如圖6所示。

    在此菜單中,可對容易修改的時間參數設定,有效時間O~99s。如生產不同規格的輪胎,其一次、二次暫停時間不一樣,在這里可以輕松地修改,若有的廠家不需要二次暫停,只需將其參數設置為0即可;對該產品我們設計了膠囊脈動整形預熱功能,根據蒸汽汽源壓力,這里可以合理的設定膠囊脈動整形預熱進氣和放氣時間。
    (5)膠囊/輪胎計數子菜單
    膠囊/輪胎計數子菜單如圖7所示。

    在此菜單中,可分別對左、右模的生產輪胎的數量、膠囊使用次數進行原始設定,一般剛開始生產時均設定為0,每完成一次硫化過程,它們將分別自動進行一次累加。膠囊壽命根據其平均使用次數設定,當膠囊使用次數超過其壽命設定值,PLC將報警,提醒用戶更換膠囊,而且膠囊計數設定單元沒有設定保護,操作工更換膠囊后,即可設置為0。
    (6)硫化監視子菜單
    硫化監視子菜單如圖8所示。

    在此菜單中,將分別看到到目前為止,左、右模生產輪胎的總數,膠囊更新后到目前使用次數。動態顯示硫化過程中的執行步序、每步運行時間、倒計時時間和從一開始硫化到當前進行的總的時間。當一完成硫化工藝任務,其所有時間復0。
    (7)硫化工藝參數設定子菜單
    硫化工藝參數設定子菜單如圖9所示。

    在此菜單中,設計了9步可執行硫化工藝步,根據工藝不同要求,很方便的分別設置每步的時間、所要求動作的工藝閥門及何時要求后充氣工位翻轉,進行放氣及卸胎工作。在閥序設計了可設置最多12個電磁閥在每步的工作狀態。
    從左到右分別設為1~12號閥,分別對應使用廠家的工藝閥。如規定N0.1 1.4MPa蒸汽閥、N0.2熱水進閥、N0.3冷水進閥......N0.11后充氣工位翻轉.....。
    在閥序的設定時,每個閥有“0”,“1”,兩個狀態。當設定為“0”,時,在該步序該閥關閉;設定為“1”時,在該步序該閥開啟。實際步序少于9時,余下的步序時間設定為0即可。并可以在程序中設定其任一步為延時硫化步。當設定完時間參數,在畫面左下角將顯示總的設定時間。
    (8)溫度壓力參數子菜單
    溫度壓力參數子菜單如圖10所示。

     在此菜單中,可完成左、右熱板溫度控制的PE參數設定、熱板溫度控制值的設定,并能實時顯示熱板溫度現行值、內溫現行值、內壓現行值。
    (9)熱板溫度曲線子菜單熱板溫度曲線子菜單如圖11所示。

    在此菜單主要直觀的顯示左、右熱板溫度的動態曲線,兩曲線以不同的顏色區分,效果明顯。
    8 結束語
    外胎定型輪胎硫化機電氣控制系統,由繼電器、機械式程序控制器、氣動三針記錄儀→PLC、數碼管顯示器、氣動三針記錄儀→PLC、觸摸屏、小型智能記錄儀組成的控制系統方向發展是一個質的飛躍。我們相信隨著高精度的液壓式輪胎硫化機的進一步發展,自動化程度將越來越高,工人的勞動強度將越來越低,最終將走向智能時代,由上位計算機對硫化機進行管理,走向群控發展的道路。
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