全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)

魏茂勇

摘 要：為了對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)的整機(jī)自動(dòng)化程度，并對(duì)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步的提高，更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，本文對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)原控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出了具體的改進(jìn)意見(jiàn)，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)；控制系統(tǒng)；成型機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)： TQ336.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）23-142-2

0 引言

在輪胎生產(chǎn)中，全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)是一種非常重要的設(shè)備，為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)的系統(tǒng)必須具有良好的安全性、易操作性、穩(wěn)定性，具有較高的效率和精度，而且具有較低的故障率。為了達(dá)到這一要求，應(yīng)該立足于現(xiàn)有的成型機(jī)的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化，積極應(yīng)用conteolLogix PLC控制系統(tǒng)，不斷提高其性能和精度。

1 全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)

全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)的原控制系統(tǒng)使用了以太網(wǎng)通訊和1756-L61CPU。該系統(tǒng)中應(yīng)用了1756-ENBT/A模塊，上位機(jī)能夠通過(guò)路由器進(jìn)行通信，并達(dá)到較快的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，這對(duì)于運(yùn)行工程師聯(lián)機(jī)診斷故障和監(jiān)控程序非常有利。原系統(tǒng)的CPU的存儲(chǔ)容量為2MB，程序保護(hù)的方式包括存儲(chǔ)卡、電池和電源，能夠?qū)崿F(xiàn)伺服程序和邏輯系統(tǒng)的一體化，從而便捷地進(jìn)行下載和上傳。由于該系統(tǒng)使用的編程方式是梯形圖編程，因此具有良好的可讀性和在線診斷能力[1]。

原系統(tǒng)使用的處理方式為DeviceNet多分站處理方式，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一配電，總線長(zhǎng)度為100米以下，而且其具有誤接線保護(hù)功能，具有較快的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的帶電更換。現(xiàn)場(chǎng)維修比較便利。這種方式有利于便利的安裝，以及系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷，還可以連接第三方接口設(shè)備。原系統(tǒng)采用觸摸屏操作，不僅外形美觀，對(duì)配線和接線的數(shù)量進(jìn)行了節(jié)約，安全性能較好，具有全面的報(bào)警信息。原系統(tǒng)還使用SERCOS光纖網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)伺服進(jìn)行連接[2]。

2 全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)措施

在對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)該保留原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用conteolLogix PLC控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，從而對(duì)安裝和開(kāi)發(fā)的工作量進(jìn)行減小，保障該系統(tǒng)的整體性能和可靠性。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括現(xiàn)場(chǎng)總線、伺服網(wǎng)絡(luò)、上位機(jī)系統(tǒng)幾個(gè)主要部分。

①現(xiàn)場(chǎng)總線的主要用途是對(duì)具有相關(guān)接口的第三方設(shè)備、各I/O工作站和現(xiàn)場(chǎng)變頻器進(jìn)行連接。②伺服網(wǎng)絡(luò)，主要使用的是SERCOS光纖網(wǎng)絡(luò)，對(duì)各伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行串行連接，其優(yōu)點(diǎn)在于具有較快的傳送速度和較強(qiáng)的抗干擾能力。本次改進(jìn)使用了1756-M16SE 16軸數(shù)字伺服傳動(dòng)SERCOS驅(qū)動(dòng)卡模塊作為伺服驅(qū)動(dòng)。③通過(guò)以太網(wǎng)模塊，將PLC和工業(yè)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，提高原系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。以windows操作系統(tǒng)作為上位機(jī)軟件的基礎(chǔ)，為了使程序的掃描周期縮短，可以運(yùn)用即時(shí)通訊方式。該軟件具有故障詳細(xì)診斷、設(shè)備參數(shù)設(shè)置、工作過(guò)程狀態(tài)監(jiān)視、輪胎工藝配方管理等功能，對(duì)故障數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、輪胎工藝配方等信息進(jìn)行編輯和儲(chǔ)存，使用比較便利。用戶(hù)可以自由配置計(jì)算機(jī)的操作權(quán)限，輸入口令和用戶(hù)名之后進(jìn)行相應(yīng)的操作，與人工操作習(xí)慣基本吻合，具有良好的可靠性和美觀性。

2.2 改進(jìn)措施

在對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的過(guò)程中，主要是對(duì)硬件、軟件進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，改進(jìn)的目的在于進(jìn)一步提高該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，使程序掃描時(shí)間進(jìn)行進(jìn)一步的縮短，提高系統(tǒng)的安全性能，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)原有的報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行完善，便于進(jìn)行故障處理，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性，對(duì)設(shè)備故障率進(jìn)行進(jìn)一步的控制和降低。通過(guò)改進(jìn)能夠使全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性得到有效的提高，從而提升輪胎生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)技術(shù)水平。

2.2.1 改進(jìn)硬件

①改進(jìn)主PLC機(jī)架，將原有的13槽減少為4槽，對(duì)原有的SERCOS、DNB和CPU進(jìn)行保留，適當(dāng)增加以太網(wǎng)通訊模塊[3]。②改進(jìn)遠(yuǎn)程I/O模塊，將原有的1794系列模塊改造為AB FlexLogix1790系列I/O模塊。③改進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將原系統(tǒng)中的伺服電動(dòng)機(jī)數(shù)量增加到16個(gè)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精度。④改進(jìn)變頻器系統(tǒng)，使用Power Flex40系列變頻器來(lái)替代原有的Power Flex70系列變頻器，用于控制導(dǎo)開(kāi)部分，提高供料速度。

2.2.2 改進(jìn)軟件

與硬件部分的改進(jìn)相比，對(duì)軟件部分的改進(jìn)相對(duì)比較復(fù)雜。

①改進(jìn)自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是為了提高程序的閱讀便利性，改進(jìn)后的系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶(hù)的需求對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自定義，形成各種與成型機(jī)相符的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[4]。②改進(jìn)故障處理，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，具有較多的運(yùn)動(dòng)部件，其中最重要的部件就是報(bào)警和處理、保護(hù)和安全。因此可以將報(bào)警分為3個(gè)部分：設(shè)備動(dòng)作報(bào)警、循環(huán)報(bào)警、系統(tǒng)報(bào)警。其中循環(huán)報(bào)警指的是在執(zhí)行動(dòng)作之前，增加對(duì)部件的執(zhí)行動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)判斷的步驟，并在上位機(jī)界面上顯示報(bào)警信息，由上位機(jī)來(lái)對(duì)不能執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行判斷和處理。改進(jìn)的好處在于保障了設(shè)備的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，節(jié)約了故障處理的時(shí)間。設(shè)備動(dòng)作的報(bào)警主要是針對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的，一些相關(guān)部件碰撞和損壞事故，通過(guò)設(shè)備動(dòng)作報(bào)警來(lái)避免部件發(fā)生碰撞，同時(shí)對(duì)原系統(tǒng)中過(guò)多的保護(hù)措施進(jìn)行精簡(jiǎn)。③編寫(xiě)程序。使用梯形圖來(lái)對(duì)PLC程序進(jìn)行編寫(xiě)，并用結(jié)構(gòu)體和標(biāo)簽。以標(biāo)簽編寫(xiě)規(guī)范為依據(jù)對(duì)各軟元件和控制點(diǎn)進(jìn)行命名，從而使整個(gè)系統(tǒng)程序更為規(guī)范和直觀。在本次改進(jìn)中使用的伺服程序、設(shè)備參數(shù)和配方作為結(jié)構(gòu)體，從而使整個(gè)程序就有更高的一致性。以不同的部套對(duì)程序進(jìn)行區(qū)分，主要包括帶束層供料架主體程序、主供料架主體程序、成型鼓主體程序組成，各部分程序中均包括伺服程序、設(shè)備動(dòng)作程序和循環(huán)邏輯程序，具有基本類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。這樣一來(lái)，全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成行機(jī)的控制系統(tǒng)的維護(hù)更加便利，使用也更加方便，更符合一般的操作習(xí)慣。伺服指令構(gòu)成了伺服程序，相應(yīng)的伺服指令能夠完成各個(gè)動(dòng)作。指令的運(yùn)行主要通過(guò)調(diào)用指令模式來(lái)觸發(fā)，從而對(duì)相應(yīng)的動(dòng)作進(jìn)行完成。由于整個(gè)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)中最為重要的部分就是伺服控制器，成型機(jī)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性都以伺服電機(jī)的運(yùn)行控制效果有著直接的關(guān)系，因此在改進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)該提高對(duì)伺服控制器的重視，進(jìn)一步改進(jìn)伺服控制器的性能，從而提高整個(gè)全鋼載重子午線，輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)效率[5]。

2.3 改進(jìn)效果

通過(guò)對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，基本實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)目的，進(jìn)一步降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，而且系統(tǒng)的布線也得到了減少，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。整個(gè)程序的通訊、報(bào)警、監(jiān)控和運(yùn)行等功能都通過(guò)PLC來(lái)完成，而且使用人機(jī)界面作為觸摸屏，其能夠根據(jù)用戶(hù)的需求來(lái)對(duì)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定和修改，而不必更改整個(gè)程序，成型過(guò)程中的動(dòng)態(tài)參數(shù)變化情況也會(huì)在觸摸屏中得到直觀的反映，并對(duì)整個(gè)程序的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警，有利于簡(jiǎn)化操作流程，便于操作者進(jìn)行操作。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)，并取得了較好的改進(jìn)效果。作為與生產(chǎn)工藝結(jié)合非常緊密的關(guān)鍵設(shè)備，輪胎成型機(jī)直接關(guān)系著橡膠輪胎生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。該改進(jìn)方案對(duì)梁骨成型機(jī)的特性進(jìn)行了保留，同時(shí)又吸收了三鼓成型機(jī)的一些優(yōu)點(diǎn)，更加貼近用戶(hù)的需求，減小了系統(tǒng)維護(hù)、調(diào)試、安裝和開(kāi)發(fā)的工作量，具有積極的意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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[4] 雍占福，楊朔，洪劍，鄭濤.全鋼載重子午線輪胎零度帶束層偏出的原因分析和解決措施[J].橡膠科技，014（01）.

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