PLC在輪胎硫化機上的應用

輪胎硫化機是輪胎生產的關鍵設備之一，其控制系統的好壞直接影響到輪胎的硫化質量。傳統的控制方式是繼電器聯鎖控制，但其可靠性差，故障率多，靈活性差，維修困難。人們曾嘗試單板機、計算機用于硫化機控制，取得了較明顯的進步。但是其編程困難，技術很難掌握，控制通用性差，成本高，且對周圍環境要求較高，因此其推廣受到了一定限制。

隨著可編程控器(Programmable Controller簡稱PC)在國內的運用和推廣，人們找到了輪胎硫化機較理想的控制系統，即PC控制系統。由于其具有可靠性高，抗干擾能力強，維修檢測方便等優點，適合于對輪胎硫化機的控制，獲得廣泛的推廣。桂林橡膠機械廠作為硫化機的主要生產廠家，近年來對PC控制系統進行廣泛的研究和運用?，F在該廠主導產品雙模輪胎定型硫化機已全部采用PC控制，結束了該廠近二十年使用繼電控制的歷史。本文主要以該廠對PC控制系統的研究，推廣介紹可編程控器在輪胎硫化機上的應用。

2 PC特點及概況

可編程控器是一種專用的工業控制計算機，它與數控裝置，機器人一起被評為工業自動化的三大支柱。其主要特點如下。

(1)可靠性高，抗干擾能力強。
(2)環境適應性強。PC控制直接適用于工業環境為其設計指標，對周圍環境無嚴格要求，可直接安裝于工業現場，不需另外保護措施。
(3)使用方便。主要表示在編程方便、接線、檢修方便。
(4)產品采用模塊化設計原則，大批量生產，質量嚴格控制。

國外生產PC的廠家很多，最著名的有美國A-B公司和GE-FANUC公司，日本的歐姆龍公司和三菱公司，德國AEG公司和西門子公司，法國的TE公司。它們號稱PC領域的大雄，代表PC的最高水平。它們在中國都有各自的代理商，很容易買到其產品。國產PC以小型為主，多數為仿制產品，I/0點均在128點以下。主要廠家有上海工業自動化儀表研究所，蘇州電子計算機廠，北京機械工業自動化研究所，無錫華光電子工業公司，中科院自動化研究所，上海香島機電制造公司。一般只處理開關量，進行邏輯運算，順序運算。

國內PC在輪胎硫化機上的應用始于80平代末90年代初。上海大中華橡膠廠，上海正泰橡膠廠，桂林輪胎廠等輪胎生產廠家相繼運用PC對硫化機進行改造，獲得成功。輪胎硫化機的主要生產廠家如桂林橡膠機械廠，三明化機廠，上海輪胎機械廠把PC運用到新生產的輪胎硫化機上。輪胎硫化機控制系統的PC化已成為輪胎行業的一種趨勢。

3 PC在輪胎硫化機上的應用

3.1 工藝流程

圖1為硫化機PC控制系統框圖。從這個框圖中可看出，硫化機的控制大多屬于過程控制，位置控制。采用PC可方便地進行編程并列出梯形圖，實現硫化機的自動、手動控制。

3.2 硬件配置

我廠最初選用三菱F2系列PC控制器，并運用到1525(ⅡZ)子午胎硫化機上，并獲得成功。經過多年的實踐，對比總結，發現F2系列存在點數不夠，配置不方便的缺點。F2-60MR與擴展F2-60ER最大輸入、輸出點數為72和48點，而一臺硫化機輸出點數在180左右，這樣不得不在后充氣部分增加一臺F2-60MR，同時F2系列PC機輸入，輸出點數固定，配置不靈活。故我廠在后來生產的硫化機上采用了先進的0MRON的C200H，其主要特點有:①所在配置單元為分體模塊結構，結構緊湊，配置方便；②具有高性能的CPU，提供快速掃描速度和100多條數據處理，程序流程和用戶可指定診斷的指令；③具有獨立的特殊模塊控制系統，它可以在同類型PC中靈活使用；④具有與各種機器直接連接的通訊功能，通過RS-232C接口，利用主機藕合組件(host link)可方便地與外圍設備，如計算機、打字機等相連；⑤可提供個人計算機編程和打印機梯形圖的文件軟件等。

圖2為硫化機PC控制系統硬件布置圖。

其中輸入、輸出及特殊模塊配置如下。

(1)輸入模塊:硫化機輸入有按鈕、行程開關、壓力開關等，約有90點左右，配置6塊16點輸入模塊。
(2)輸出模塊:硫化機輸出為電磁閥、交流接觸器、指示燈、計數器、報警等，約為80點左右，配置6塊12點輸出模塊。
(3)晶體管輸出模塊:本模塊主要用于一組LED數顯單元，其內容為硫化機硫化時的硫化步序、硫化時間，延時硫化等。
(4)高速計數單元:此模塊主要用于取消原主令控制器，其脈沖輸入可由0MRON旋轉編碼器來完成。
(5)Host Link單元:本單元通過RS-232C接口與計算機連接，通過LSS軟件可方便地對硫化機進行程序輸入、輸出、修改、監視等。LSS軟件也可使用離線編程。

3.3 軟件設計

0MR0N C200H PC控制系統采用工業控制梯形圖語言，其編程要求充分考慮硫化機的生產工藝要求及輪胎生產的各種工藝。

編程包括主機動作，后充氣動作，硫化工藝、顯示等幾大部分。以下以9.00-20輪胎為例介紹輪胎硫化過程中硫化程序部分的梯形圖。

程序控制器的動作程序如圖3所示。

當采用老式機械式程控器來完成上述動作時，是由程控器上程控鼓撥盤來進行時序控制。采用PC后，通過PC內部時鐘電路計數器來推動電磁閥進行的，其梯形圖如圖4所示。

在上述梯形圖中25502為0MR0NC200H中的特殊繼電器(即秒脈沖發生器)。當計數器中設定值(K值)與25502發出的秒脈沖脈沖數相同時，計數器就發出通斷信號控制輸出電磁閥的動作。

3.4 使用效果

我廠生產的硫化機PC控制系統經過用戶近二年試運行，顯示如下優點:

提高了硫化機的自動化程度和可靠性，提高了產量；
(1)解決了輪胎定型過程中中心不正的問題；
(2)規范了硫化工藝，提高了輪胎硫化質；
(3)有效地提高了電磁閥使用壽命，節省成本，減少故障率；
(4)易于接線及尋找故障，大大降低了維修工作量。

4 結束語

PC控制系統具有可靠性高，抗干擾能力強，接線、檢測方便，適應性高等特點，經多年實踐證明，適合對輪胎硫化機的控制。我國現有上千臺用繼電器控制的輪胎硫化機，運用PC機進行技術改造市場廣闊。同時，橡膠機械生產廠家在制造硫化機時，還努力采用先進的PC控制系統。硫化機控制系統的PC化已成為今后的潮流和方向。