液壓式輪胎硫化機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)思想淺談

液壓式輪胎硫化機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)思想淺談

我公司所產(chǎn)LLY-B1060/1370-2液壓式輪胎硫化機(jī)采用三菱A2AS CPU PLC進(jìn)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(jī)界面，使操作者能通過觸摸屏直接與PLC進(jìn)行“對(duì)話”，實(shí)現(xiàn)了3C-Computer、Commmunication、Control技術(shù)應(yīng)用。采用接近開關(guān)和少量行程開關(guān)作位置檢測外，還采用了編碼器檢測主機(jī)及機(jī)械手升降位置。采用兩臺(tái)日本橫河UR1000三針記錄儀分別對(duì)左、右模內(nèi)溫、外溫、內(nèi)壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣記錄。設(shè)計(jì)思路見圖1電氣控制硬件框圖。以下將從設(shè)計(jì)角度進(jìn)行闡述。

2 三菱PLC控制系統(tǒng)配置

三菱PLC控制系統(tǒng)配置圖如圖2所示。

3 位置檢測

采用集電極開路二相原點(diǎn)輸出型增量式旋轉(zhuǎn)編碼器作為信號(hào)源，漏型晶體管輸出2通道高速計(jì)數(shù)模塊-A1SD62作為信號(hào)處理器，使主機(jī)及機(jī)械手運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)CPU程序處理后轉(zhuǎn)為其行程升布牽的實(shí)際高度值，CPU將此數(shù)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(nèi)溫和內(nèi)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(jīng)PT100檢測到的外溫與設(shè)定值比較，CPU進(jìn)行PID運(yùn)算程序處理，由A1S62AD模塊輸出4～20mA模擬量，帶動(dòng)電氣轉(zhuǎn)換器控制比例調(diào)節(jié)閥進(jìn)行外溫的控制。CPUPID運(yùn)算→A1S62DA→4～20mA模擬量→電氣轉(zhuǎn)換器。

6 溫度和壓力等參數(shù)實(shí)時(shí)打印、記錄

在設(shè)計(jì)中摒棄了傳統(tǒng)采用的氣動(dòng)記錄調(diào)節(jié)儀，它存在的問題有:①調(diào)節(jié)滯后，精度低；②工藝參數(shù)修改不方便；③故障率高；④體積大等。

設(shè)計(jì)中采用PLC對(duì)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(shí)時(shí)的進(jìn)行曲線記錄、顯示和打印。

7 人機(jī)界面

液壓硫化機(jī)因控制系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)定參數(shù)較多，若采用傳統(tǒng)的控制方式，則不能方便、有效地完成控制任務(wù)，故在該機(jī)采用了三菱A850GOT人機(jī)界面終端，共設(shè)計(jì)有9個(gè)畫面，在每個(gè)畫面的左上角有日期顯示，右上角有北京時(shí)間顯示。

主菜單如圖3所示。

上電伊始，觸摸屏首先將出現(xiàn)主菜單畫面，該頁面共設(shè)計(jì)有8個(gè)觸摸健對(duì)應(yīng)8個(gè)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(xiàn)與其功能對(duì)應(yīng)的子菜單。

(2)主機(jī)編碼器參數(shù)子菜單

主機(jī)編碼器參數(shù)子菜單如圖4所示。

在此畫面下端有4個(gè)觸摸健，若按菜單健，畫面將會(huì)回到主菜單，若按上頁或下頁健，畫面將轉(zhuǎn)到相應(yīng)的頁面；鍵盤這觸摸健是已提前設(shè)好的一個(gè)系統(tǒng)鍵盤窗口，當(dāng)其被觸摸后，將彈跳出一個(gè)有O～9←，→，↓，↑，?，.，-，Del的可移動(dòng)的活動(dòng)鍵盤，當(dāng)鍵盤窗口出現(xiàn)后，直接觸摸自己想設(shè)定參數(shù)單元的移動(dòng)光標(biāo)，按數(shù)字健即可輸入?yún)?shù)，為防止誤操作，所有參數(shù)輸入單元均設(shè)有寫入保護(hù)。只要觸摸數(shù)字鍵盤左上角的“關(guān)閉”窗口，該鍵盤關(guān)閉。

在此菜單中，主要設(shè)定主機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)出相應(yīng)位置信號(hào)的高度參數(shù)，并顯示其所在位置的實(shí)際高度。

(3)機(jī)械手編碼器參數(shù)子菜單

機(jī)械手編碼器參數(shù)子菜單如圖5所示。

在此菜單中，可分別對(duì)左、右機(jī)械手位置的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并能分別顯示其實(shí)際運(yùn)行高度值，其操作使用方法同上。

(4)時(shí)間參數(shù)設(shè)定子菜單

時(shí)間參數(shù)設(shè)定子菜單如圖6所示。

在此菜單中，可對(duì)容易修改的時(shí)間參數(shù)設(shè)定，有效時(shí)間O～99s。如生產(chǎn)不同規(guī)格的輪胎，其一次、二次暫停時(shí)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(shù)設(shè)置為0即可；對(duì)該產(chǎn)品我們?cè)O(shè)計(jì)了膠囊脈動(dòng)整形預(yù)熱功能，根據(jù)蒸汽汽源壓力，這里可以合理的設(shè)定膠囊脈動(dòng)整形預(yù)熱進(jìn)氣和放氣時(shí)間。

(5)膠囊/輪胎計(jì)數(shù)子菜單

膠囊/輪胎計(jì)數(shù)子菜單如圖7所示。

在此菜單中，可分別對(duì)左、右模的生產(chǎn)輪胎的數(shù)量、膠囊使用次數(shù)進(jìn)行原始設(shè)定，一般剛開始生產(chǎn)時(shí)均設(shè)定為0，每完成一次硫化過程，它們將分別自動(dòng)進(jìn)行一次累加。膠囊壽命根據(jù)其平均使用次數(shù)設(shè)定，當(dāng)膠囊使用次數(shù)超過其壽命設(shè)定值，PLC將報(bào)警，提醒用戶更換膠囊，而且膠囊計(jì)數(shù)設(shè)定單元沒有設(shè)定保護(hù)，操作工更換膠囊后，即可設(shè)置為0。

(6)硫化監(jiān)視子菜單

硫化監(jiān)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(chǎn)輪胎的總數(shù)，膠囊更新后到目前使用次數(shù)。動(dòng)態(tài)顯示硫化過程中的執(zhí)行步序、每步運(yùn)行時(shí)間、倒計(jì)時(shí)時(shí)間和從一開始硫化到當(dāng)前進(jìn)行的總的時(shí)間。當(dāng)一完成硫化工藝任務(wù)，其所有時(shí)間復(fù)0。

(7)硫化工藝參數(shù)設(shè)定子菜單

硫化工藝參數(shù)設(shè)定子菜單如圖9所示。

在此菜單中，設(shè)計(jì)了9步可執(zhí)行硫化工藝步，根據(jù)工藝不同要求，很方便的分別設(shè)置每步的時(shí)間、所要求動(dòng)作的工藝閥門及何時(shí)要求后充氣工位翻轉(zhuǎn)，進(jìn)行放氣及卸胎工作。在閥序設(shè)計(jì)了可設(shè)置最多12個(gè)電磁閥在每步的工作狀態(tài)。

從左到右分別設(shè)為1～12號(hào)閥，分別對(duì)應(yīng)使用廠家的工藝閥。如規(guī)定N0.1 1.4MPa蒸汽閥、N0.2熱水進(jìn)閥、N0.3冷水進(jìn)閥......N0.11后充氣工位翻轉(zhuǎn).....。

在閥序的設(shè)定時(shí)，每個(gè)閥有“0”，“1”，兩個(gè)狀態(tài)。當(dāng)設(shè)定為“0”，時(shí)，在該步序該閥關(guān)閉；設(shè)定為“1”時(shí)，在該步序該閥開啟。實(shí)際步序少于9時(shí)，余下的步序時(shí)間設(shè)定為0即可。并可以在程序中設(shè)定其任一步為延時(shí)硫化步。當(dāng)設(shè)定完時(shí)間參數(shù)，在畫面左下角將顯示總的設(shè)定時(shí)間。

(8)溫度壓力參數(shù)子菜單

溫度壓力參數(shù)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(shù)設(shè)定、熱板溫度控制值的設(shè)定，并能實(shí)時(shí)顯示熱板溫度現(xiàn)行值、內(nèi)溫現(xiàn)行值、內(nèi)壓現(xiàn)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(dòng)態(tài)曲線，兩曲線以不同的顏色區(qū)分，效果明顯。

8 結(jié)束語

外胎定型輪胎硫化機(jī)電氣控制系統(tǒng)，由繼電器、機(jī)械式程序控制器、氣動(dòng)三針記錄儀→PLC、數(shù)碼管顯示器、氣動(dòng)三針記錄儀→PLC、觸摸屏、小型智能記錄儀組成的控制系統(tǒng)方向發(fā)展是一個(gè)質(zhì)的飛躍。我們相信隨著高精度的液壓式輪胎硫化機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化程度將越來越高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度將越來越低，最終將走向智能時(shí)代，由上位計(jì)算機(jī)對(duì)硫化機(jī)進(jìn)行管理，走向群控發(fā)展的道路。