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雙模輪胎定型硫化機TP614/NT控制系統技術簡要說明


    硫化工序是將橡膠置于特定的溫度和壓力下,在添加劑的作用下,經化學反應及一定的時間后,使橡膠從短分子鏈變為長分子鏈結構,從而具有了耐磨、彈性好等優良性能。
    輪胎硫化是輪胎加工的最后一道工序,對輪胎的最終質量起著極其重要的作用,其中溫度、壓力和時間的控制是非常關鍵的。
    作為一個好的硫化機控制系統,最重要的就是對溫度、壓力和時間的控制精度要高,當然還應具有工藝參數調整方便,能對生產過程進行記錄,操作安全等功能。
    硫化機TP614/NT自控系統正是利用了當前的高科技產品來實現雙模硫化機的模塊控制系統,本系統不僅提供了溫度、壓力和時間的高精度控制及生產記錄,并能實現顯示溫度、壓力曲線及方便地調整生產工藝參數,還提供了維修幫助,使用戶能夠快速排除可能的故障。另外本系統可以進行聯網以構成車間級網絡,對車間內所有T而14進行數據管理。本系統經過一年多的實際使用,證明其運行穩定、可靠、安全,幾乎無故障。
    下面我們簡要地分析一下系統性能。
    1 系統基本構成
    系統框圖如附圖所示。
    由附圖可知,本系統是三級模塊化系統,包括由TP200控制系統與TP614工業計算機組成TP614控制系統,可由多臺TP614控制系統與TP614/NT車間管理級微機組成的TP614/NT車間管理級控制系統。
    1.1 TP200子系統
    TP200子系統是由可編程序控制器(Programable Logical Contriler簡稱PIC),多種供電,指令元件,氣動控制元件,溫度、壓力檢測控制元件及接線、接管接口組成。在PLC中裝有硫化機工藝生產實時控制程序,用于控制硫化機的各種位置動作、時序控制和外溫外壓調節及內溫、內壓的檢測。
    TP200子系統是本系統的控制核心,在TP200子系統中,還可具體劃分為供電系統、PLC主電機控制部分,氣動控制系統(即氣動柜)和模擬量控制系統等。
    1.1.1 供電子系統
    供電子系統是為控制系統提供系統限流的三相380V AC、系統變壓器隔離的220V AC和開關電源提供的、用于PLC模板供電、開關量輸入、模擬量輸入輸出等的24V 配。
    1.1.2 PLC
    PLC及其中的程序控制硫化機的所有動作,包括外溫、外壓的測控和內溫內壓的檢測,并通過RS232C通訊方式與TP614工業計算機進行事時通訊,可以說PLC是本控制系統的心臟。為了確保系統穩定性、可靠性、快速計算能力和高精度,本系統采用了Siemens公司的S7-300型PLC,其處理器6ES7-314-1AE01-0AA0的邏輯位處理速度高達0.3μs/指令,而數字運算處理速度也僅1μs /指令,其模入和模出模板也都是12位的,也就是精度可高達2.5%,具體數據如下:
    CPU 6ES7-324
    1M 6ES7-385
    AI 6ES7-331
    A0 6ES7-332
    DI 6ES7-321
    D0 6ES7-322
    CP 6ES7-340
    1.1.3 主電機控制部分
    主電機控制部分用于開/合模電機的正反轉控制及制動控制,包括面上的線路上連鎖的接觸器和一只熱保護繼電器,以及用于電機制動線圈的一只接觸器和一套整流裝置。
    1.1.4 氣動控制部分(氣動柜)
    氣動控制部分用于對硫化機各種動作的氣控驅動,包括氣源處理原件、調節閥、手控閥及電磁閥等。
    1.1.5 模擬量控制系統
    模擬量控制系統主要是用來實現高精度的外壓、外溫測控及內溫、內壓的測量,源系統嚴格地說應包括PLC中的模入模出板和PID調節程序,以及壓力變送器、電氣轉換器和薄膜調節閥等部件。
    1.2 工業計算機TP614
    TP614工業計算機是系統在線的數據管理系統和人機接口,其中的組態化軟件在運行時以中文菜單方式驅動,易學易懂。使用簡單的功能鍵便可完成對工藝參數的設定、修改,對溫度壓力的實時曲線顯示和歷史記錄曲線的顯示,對硫化時序的監視及自由的延時硫化控制,以及對硫化機各種輸入輸出的實時狀態的監視及溫度、壓力等重要參數的實時顯示等功能。
    1.3 TP614/NT車間級管理系統(選件)
    硫化車間使用多臺TP614控制系統時,通過對其中多臺TP614工業計算機聯網,并使用TP64/NT車間管理級微機,即可構成TP614/NT車間管理系統。該系統用于監控各臺TP614控制系統的運行狀態及網上數據管理,并可方便地通過網絡遠程控制現場機臺。
    2 系統功能
    2.1 TP200控制子系統功能
    (1)開/合模控制及制動;
    (2)機械手控制;
    (3)上、下環控制及定型控制;
    (4)卸胎器動作控制;
    (5)硫化時序控制;
    (6)外溫、外壓高精度雙調節;
    (7)內溫、內壓測量;
    (8)實時數據傳遞。
    2.2 TP614工業計算機監控系統的功能
    (1)工藝參數的設定,修改和儲存等;
    (2)延時硫化時間的設定和控制;
    (3)溫度、壓力的實時數字顯示;
    (4)溫度、壓力的實時曲線顯示;
    (5)溫度、壓力和時間對應的生產記錄大信息量,長時間存儲;
    (6)膠囊使用次數的顯示;
    (7)各種歷史記錄的顯示和轉儲到軟盤等功能;
    (8)硫化時序的實時柱型圖顯示;
    (9)實時硫化機各種位置狀態信號和控制輸出信號的顯示(可幫助操作,維修人員及時排除外圍故障)。
    2.3 TP614/NT車間管理級系統功能
    (1)對各TP614控制系統的生產情況和工藝數據進行實時監控;
    (2)對各TP614控制系統的生產報表統計;
    (3)對各T時14控制系統的歷史生產記錄的檢閱和轉存;
    (4)對各種生產數據和曲線(包括歷史記錄曲線)的打印等。
    3 系統的優越性
    除本系統外,雙模硫化機控制系統的類型還有兩種:一種PLC+三針記錄儀并用三針記錄儀來調節外壓(及外溫),另一種是上一種的改進型及增加觸摸屏,即解決了以前工藝參數輸入較困難的問題,并使人一機接口變得相應友好,但仍未能實現曲線顯示,生產記錄不精確,外溫、外壓調節精度差等缺點,且系統配置顯冗余。近來也有廠家在系統中增加模人模出及二次元件,增加了調節精度,但在記錄方面仍采用三針記錄儀(或二臺二針記錄儀),且工藝參數修改仍需增加觸摸屏,從而使系統更為冗余,性能/價格比較低。
    從上可以看出,后者僅是對原控制系統的一種技改,而達不到革新的標準。
    本系統對系統結構進行了革新,并引人了高科技,從而使系統在主要部件上采用了高標準、高性能的器件后,成本價格比上述系統同比性能下的成本價格(采用性能較差的器件)還要低,無論是在穩定性、可靠性、安全性方面都更顯優越。另外,調節精度.同比也較高,人機界面也要好得多(中文彩色圖形顯示),更為重要的是本系統具有可聯網的性能,而上述系統是很難做到的。 

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