1 前言
輪胎
硫化機是輪胎生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其控制系統(tǒng)的好壞直接影響到輪胎的硫化質(zhì)量。傳統(tǒng)的控制方式是繼電器聯(lián)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(shù)很難掌握，控制通用性差，成本高，且對周圍環(huán)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(nèi)的運用和推廣，人們找到了輪胎硫化機較理想的控制系統(tǒng)，即PC控制系統(tǒng)。由于其具有可靠性高，抗干擾能力強，維修檢測方便等優(yōu)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(chǎn)廠家，近年來對PC控制系統(tǒng)進行廣泛的研究和運用。現(xiàn)在該廠主導產(chǎn)品雙模輪胎定型硫化機已全部采用PC控制，結(jié)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(tǒng)的研究，推廣介紹可編程控器在輪胎硫化機上的應(yīng)用。
2 PC特點及概況
可編程控器是一種專用的工業(yè)控制計算機，它與數(shù)控裝置，機器人一起被評為工業(yè)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(huán)境適應(yīng)性強。PC控制直接適用于工業(yè)環(huán)境為其設(shè)計指標，對周圍環(huán)境無嚴格要求，可直接安裝于工業(yè)現(xiàn)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(chǎn)品采用模塊化設(shè)計原則，大批量生產(chǎn)，質(zhì)量嚴格控制。
國外生產(chǎn)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(lǐng)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(chǎn)品。國產(chǎn)PC以小型為主，多數(shù)為仿制產(chǎn)品，I/0點均在128點以下。主要廠家有上海工業(yè)
自動化儀表研究所，蘇州電子計算機廠，北京機械工業(yè)自動化研究所，無錫華光電子工業(yè)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(guān)量，進行邏輯運算，順序運算。
國內(nèi)PC在輪胎硫化機上的應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)的輪胎硫化機上。輪胎硫化機控制系統(tǒng)的PC化已成為輪胎行業(yè)的一種趨勢。
3 PC在輪胎硫化機上的應(yīng)用
3.1 工藝流程
圖1為硫化機PC控制系統(tǒng)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(xiàn)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(jīng)過多年的實踐，對比總結(jié)，發(fā)現(xiàn)F2系列存在點數(shù)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(shù)為72和48點，而一臺硫化機輸出點數(shù)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(shù)固定，配置不靈活。故我廠在后來生產(chǎn)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(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)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(tǒng)，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(shè)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(tǒng)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(guān)、壓力開關(guān)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(shù)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(shù)顯單元，其內(nèi)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(shù)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(zhuǎn)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(jiān)視等。LSS軟件也可使用離線編程。
3.3 軟件設(shè)計
0MR0N C200H PC控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制梯形圖語言，其編程要求充分考慮硫化機的生產(chǎn)工藝要求及輪胎生產(chǎn)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(nèi)部時鐘電路計數(shù)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(fā)生器)。當計數(shù)器中設(shè)定值(K值)與25502發(fā)出的秒脈沖脈沖數(shù)相同時，計數(shù)器就發(fā)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(chǎn)的硫化機PC控制系統(tǒng)經(jīng)過用戶近二年試運行，顯示如下優(yōu)點:
提高了硫化機的自動化程度和可靠性，提高了產(chǎn)量；
(1)解決了輪胎定型過程中中心不正的問題；
(2)規(guī)范了硫化工藝，提高了輪胎硫化質(zhì)；
(3)有效地提高了電磁閥使用壽命，節(jié)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(jié)束語
PC控制系統(tǒng)具有可靠性高，抗干擾能力強，接線、檢測方便，適應(yīng)性高等特點，經(jīng)多年實踐證明，適合對輪胎硫化機的控制。我國現(xiàn)有上千臺用繼電器控制的輪胎硫化機，運用PC機進行技術(shù)改造市場廣闊。同時，橡膠機械生產(chǎn)廠家在制造硫化機時，還努力采用先進的PC控制系統(tǒng)。硫化機控制系統(tǒng)的PC化已成為今后的潮流和方向。
