魏茂勇

摘 要：為了對全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機的整機自動化程度，并對系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性進行進一步的提高，更好地滿足用戶的需要，本文對全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機的控制系統(tǒng)進行了改進。通過對全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機原控制系統(tǒng)的特點進行分析，提出了具體的改進意見，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：改進；控制系統(tǒng)；成型機

中圖分類號： TQ336.1 文獻標識碼： A 文章編號： 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是一種非常重要的設(shè)備，為了滿足用戶的需要，全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機的系統(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。為了達到這一要求，應該立足于現(xiàn)有的成型機的特點，對其進行進一步的改進和優(yōu)化，積極應用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控制系統(tǒng)特點

全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機的原控制系統(tǒng)使用了以太網(wǎng)通訊和1756-L61CPU。該系統(tǒng)中應用了1756-ENBT/A模塊，上位機能夠通過路由器進行通信，并達到較快的網(wǎng)絡(luò)響應速度，這對于運行工程師聯(lián)機診斷故障和監(jiān)控程序非常有利。原系統(tǒng)的CPU的存儲容量為2MB，程序保護的方式包括存儲卡、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，可以通過網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一配電，總線長度為100米以下，而且其具有誤接線保護功能，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)點設(shè)備的帶電更換?，F(xiàn)場維修比較便利。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，對配線和接線的數(shù)量進行了節(jié)約，安全性能較好，具有全面的報警信息。原系統(tǒng)還使用SERCOS光纖網(wǎng)絡(luò)來對伺服進行連接[2]。

2 全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統(tǒng)的改進措施

在對全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統(tǒng)進行改進的過程中應該保留原系統(tǒng)的優(yōu)點，運用conteolLogix PLC控制系統(tǒng)對其進行改進，從而對安裝和開發(fā)的工作量進行減小，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)場總線、伺服網(wǎng)絡(luò)、上位機系統(tǒng)幾個主要部分。

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

2.2 改進措施

在對全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統(tǒng)進行改進的過程中，主要是對硬件、軟件進行相應的改進，改進的目的在于進一步提高該系統(tǒng)的自動化程度，使程序掃描時間進行進一步的縮短，提高系統(tǒng)的安全性能，降低勞動強度。對原有的報警系統(tǒng)進行完善，便于進行故障處理，提高系統(tǒng)的可維護性，對設(shè)備故障率進行進一步的控制和降低。通過改進能夠使全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統(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 改進硬件

①改進主PLC機架，將原有的13槽減少為4槽，對原有的SERCOS、DNB和CPU進行保留，適當增加以太網(wǎng)通訊模塊[3]。②改進遠程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改進伺服驅(qū)動系統(tǒng)，將原系統(tǒng)中的伺服電動機數(shù)量增加到16個，進一步提高系統(tǒng)的精度。④改進變頻器系統(tǒng)，使用Power Flex40系列變頻器來替代原有的Power Flex70系列變頻器，用于控制導開部分，提高供料速度。

2.2.2 改進軟件

與硬件部分的改進相比，對軟件部分的改進相對比較復雜。

①改進自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是為了提高程序的閱讀便利性，改進后的系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的需求對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行自定義，形成各種與成型機相符的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[4]。②改進故障處理，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對比較復雜，具有較多的運動部件，其中最重要的部件就是報警和處理、保護和安全。因此可以將報警分為3個部分：設(shè)備動作報警、循環(huán)報警、系統(tǒng)報警。其中循環(huán)報警指的是在執(zhí)行動作之前，增加對部件的執(zhí)行動作進行檢測判斷的步驟，并在上位機界面上顯示報警信息，由上位機來對不能執(zhí)行的動作進行判斷和處理。改進的好處在于保障了設(shè)備的穩(wěn)定、高效運行，節(jié)約了故障處理的時間。設(shè)備動作的報警主要是針對設(shè)備運行過程中的，一些相關(guān)部件碰撞和損壞事故，通過設(shè)備動作報警來避免部件發(fā)生碰撞，同時對原系統(tǒng)中過多的保護措施進行精簡。③編寫程序。使用梯形圖來對PLC程序進行編寫，并用結(jié)構(gòu)體和標簽。以標簽編寫規(guī)范為依據(jù)對各軟元件和控制點進行命名，從而使整個系統(tǒng)程序更為規(guī)范和直觀。在本次改進中使用的伺服程序、設(shè)備參數(shù)和配方作為結(jié)構(gòu)體，從而使整個程序就有更高的一致性。以不同的部套對程序進行區(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)備動作程序和循環(huán)邏輯程序，具有基本類似的結(jié)構(gòu)。這樣一來，全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成行機的控制系統(tǒng)的維護更加便利，使用也更加方便，更符合一般的操作習慣。伺服指令構(gòu)成了伺服程序，相應的伺服指令能夠完成各個動作。指令的運行主要通過調(diào)用指令模式來觸發(fā)，從而對相應的動作進行完成。由于整個全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統(tǒng)中最為重要的部分就是伺服控制器，成型機設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性都以伺服電機的運行控制效果有著直接的關(guān)系，因此在改進的過程中應該提高對伺服控制器的重視，進一步改進伺服控制器的性能，從而提高整個全鋼載重子午線，輪胎一次法三鼓成型機控制系統(tǒng)的生產(chǎn)效率[5]。

2.3 改進效果

通過對全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統(tǒng)進行改進，基本實現(xiàn)了改進目的，進一步降低了勞動強度，提高了系統(tǒng)的自動化程度，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。整個程序的通訊、報警、監(jiān)控和運行等功能都通過PLC來完成，而且使用人機界面作為觸摸屏，其能夠根據(jù)用戶的需求來對參數(shù)指標進行設(shè)定和修改，而不必更改整個程序，成型過程中的動態(tài)參數(shù)變化情況也會在觸摸屏中得到直觀的反映，并對整個程序的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，及時進行故障報警，有利于簡化操作流程，便于操作者進行操作。

3 結(jié)語

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

參 考 文 獻

[1] 杭柏林，王福鵬.輪胎成型機胎體簾布精度的控制方法[J].橡膠工業(yè)，2013（11）.

[2] 杭柏林，呂浦偉，咸龍新.輪胎均勻性試驗機上輪輞高精度定位控制方法[J].橡膠工業(yè)，2011（10）.

[3] 范宇光.輪胎成型工藝裝備精良化及發(fā)展態(tài)勢[J].橡塑技術(shù)與裝備，2011（04）.

[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）.

[5] 裴權(quán)華，郭明明，何躍，岳智勇.全鋼子午工程機械輪胎胎體簾線彎曲原因分析及解決措施[J].中國橡膠，2014（08）.