应用于在轮胎制造中的SunyPCC500E集成控制器

1. 概述

汽车工业的迅速发展使轮胎制造行业得到了飞速发展，行业的总资产和销售收入呈现快速增长趋势。在中国，据有关方面预测，2010年轮胎产量将达到2.5亿只以上。随着轮胎市场的不断扩大以及消费者对轮胎质量要求的提高，对于轮胎制造厂商来说，高标准、高效率的生产系统已变得非常重要

2. 系统介绍

SunyPCC500E集成控制器是浙大中自公司最新推出的新一代开放型混合控制器，具有可靠性高、可扩展性好、功能强大、界面友好、维护简便等特点。该产品基于智能化、数字化、网络化设计思想，具有模块化柔性设计，强大的运算能力和控制能力足以实现过程控制、逻辑控制、顺序控制。强大的扩展能力使系统既可以规模化分散联控，也可以低成本单机配置。系统同时提供了开放数据接口、工业以太网与互联网接入。


上图为SunyPCC500E集成控制器实现轮胎制造过程控制的网络结构图。在轮胎生产的过程中，SunyPCC500E集成控制器接收现场仪表测量的工艺参数，经运算将结果传给执行机构，使轮胎制造过程在系统控制下执行整个密炼、挤出、压延、胎圈成型、帘布裁断、硫化等过程。同时，SunyPCC500E集成控制器还可以通过SNet（系统网）将生产中的重要信息发送到上位机，使管理人员足不出户就对生产状况了如指掌。

值得一提的是，SunyPCC500E集成控制器还吸取了DCS可冗余配置的特点，能够实现电源和通讯的1:1冗余，使得在任意一个电源或一条通讯链路出现故障时，另一个电源或通讯链路能够自动无扰地担当系统的供电或信息交换任务，保证生产的连续进行。因此，SunyPCC500E集成控制器是轮胎制造这样中小规模装置的最佳选择。

3. 控制方案

控制方案的设计由用户通过基于Windows2000 Professional的SunyPCC500E集成控制器编程软件完成。该软件主要由SunyRDB实时数据库编辑器和SunyIEC算法编辑器组成，其中SunyIEC算法编辑器提供了符合IEC61131-3标准的功能块图（FBD）、梯形图（LD）、顺序功能表（SFC）、结构化文本（ST）和指令标（IL）共五种控制语言，用户可以根据自己的习惯或控制要求任意选择编程方式。丰富的仿真功能是用户在离线状态下就可以准确预演软件运行状况，大大节省人力投入、缩短工程周期。

在密炼周期中的每个阶段，主电机的速度由工艺参数设定。在密炼过程中，SunyPCC500E采集生产工艺参数及设备运行状态，并作为控制密炼动作及密炼周期结束的依据。同时，根据密炼情况自动调整挤出机的速度并自动将压辊和挤出机头间的压力调整到设定值，随着料斗中胶料的增加，挤出机的速度也加快，机头压力增加，压延机也会自动增加速度，使压力保持在设定值，直到挤出机的速度增加到最大，压延机速度最大。当挤出机料斗的料位上升到上限时，挤出机会要求密炼机暂时停机，等料位下降到中位后，密炼机继续工作。在胶部件准备工序中，压延机将轮胎所需骨架材料压入橡胶中，并根据工控主机预设定参数将橡胶压制成一定形状。在轮胎成型过程中，机器根据设定参数自动完成定长、裁断、同步贴合、整形等工序，这样轮胎就基本成型了。


为了加强轮胎的耐磨、抗轧能力，需要进行硫化以增强轮胎的强度。轮胎在进行硫化时的压力和温度的变化直接影响轮胎硫化的质量，这就要求在轮胎进行硫化时，控制系统严格监测和控制硫化的温度和压力使之按照预设值进行，并在温度和压强不足时，采取自动延时硫化的方法进行温度和压强的补偿。


硫化工序是轮胎制造中的一个非常关键的步骤，在编程时必须深入了解工艺原理与要求，根据条件、结果进行设计。下图是一个典型的硫化机控制程序框图。


4. 系统功能

用SunyPCC500E集成控制器实现轮胎生产的自动监测和控制，完成数据采集、信息传输、参数设置、历史记录、动态显示、状态报警和自动控制等功能。具体说来，主要包括以下几点：

控制密炼过程中的压力、温度、时间、功率等。

控制挤出的速度、压力、料斗料位等。

控制压延的形状、速度、质量等。

控制帘布裁剪的长度、同步贴合等。

控制硫化的时间、温度、压力、质量等。

检查断线、保险跳闸、中线断线等故障。

检测电源参数、监视设备状况、实现联锁保护。

对系统数据进行修改，选择控制方案。

进行故障报警、系统诊断。

据分析，每只轮胎包含150种以上的成分，在轮胎的生产流程中，从原料初加工至压延成型至最后结束，其间过程复杂而又漫长，这就需要高效、稳定、精密的控制器来完成控制任务。SunyPCC500E集成控制器不仅具有良好的扩展能力（I/O最多可达416），多种通讯方式（RS232/485，CAN，USB等），优秀的开放性使其能够方便地与第三方设备进行数据交互。画面编辑软件也很好地利用了多媒体技术，丰富的图库使用户能够设计出漂亮直观的操作画面。

在某轮胎制造厂的自动化仪表改造项目中，用户经过多方论证和认真分析，决定采用SunyPCC500E集成控制器代替原来的常规仪表控制。在充分准备的情况下，从系统安装到联机调试，仅用了三天时间就一次投产成功。半年的实际运行效果证明：SunyPCC500E集成控制器降低了设备投资，提高了测控精度，方便了操作维护，保证了生产稳定，减少了能源消耗，提高了轮胎质量。

SunyPCC500E集成控制器具有非常强大的控制能力和简易的工程维护，由它实现对整个轮胎制造工艺流程进行监控，能够达到事半功倍的效果。

相关文章

高可靠直接式轮胎压力监测系统方案

可自动检测汽车重量的“智能轮胎”问世

无需编程的轮胎压力监测系统模块方案