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1. 概述

汽車工業的迅速發展使輪胎制造行業得到了飛速發展，行業的總資產和銷售收入呈現快速增長趨勢。在中國，據有關方面預測，2010年輪胎產量將達到2.5億只以上。隨著輪胎市場的不斷擴大以及消費者對輪胎質量要求的提高，對于輪胎制造廠商來說，高標準、高效率的生產系統已變得非常重要。因此，高品質的控制系統在輪胎制造業中應用越來越廣泛，甚至是否采用了高品質的控制系統已成為生產商生死存亡的大事。

2. 系統介紹

SunyPCC500E集成控制器是浙大中自公司最新推出的新一代開放型混合控制器，具有可靠性高、可擴展性好、功能強大、界面友好、維護簡便等特點。該產品基于智能化、數字化、網絡化設計思想，具有模塊化柔性設計，強大的運算能力和控制能力足以實現過程控制、邏輯控制、順序控制。強大的擴展能力使系統既可以規模化分散聯控，也可以低成本單機配置。系統同時提供了開放數據接口、工業以太網與互聯網接入。





上圖為SunyPCC500E集成控制器實現輪胎制造過程控制的網絡結構圖。在輪胎生產的過程中，SunyPCC500E集成控制器接收現場儀表測量的工藝參數，經運算將結果傳給執行機構，使輪胎制造過程在系統控制下執行整個密煉、擠出、壓延、胎圈成型、簾布裁斷、硫化等過程。同時，SunyPCC500E集成控制器還可以通過SNet（系統網）將生產中的重要信息發送到上位機，使管理人員足不出戶就對生產狀況了如指掌。

值得一提的是，SunyPCC500E集成控制器還吸取了DCS可冗余配置的特點，能夠實現電源和通訊的1:1冗余，使得在任意一個電源或一條通訊鏈路出現故障時，另一個電源或通訊鏈路能夠自動無擾地擔當系統的供電或信息交換任務，保證生產的連續進行。因此，SunyPCC500E集成控制器是輪胎制造這樣中小規模裝置的最佳選擇。

3. 控制方案

控制方案的設計由用戶通過基于Windows2000 Professional的SunyPCC500E集成控制器編程軟件完成。該軟件主要由SunyRDB實時數據庫編輯器和SunyIEC算法編輯器組成，其中SunyIEC算法編輯器提供了符合IEC61131-3標準的功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能表（SFC）、結構化文本（ST）和指令標（IL）共五種控制語言，用戶可以根據自己的習慣或控制要求任意選擇編程方式。豐富的仿真功能是用戶在離線狀態下就可以準確預演軟件運行狀況，大大節省人力投入、縮短工程周期。

在密煉周期中的每個階段，主電機的速度由工藝參數設定。在密煉過程中，SunyPCC500E采集生產工藝參數及設備運行狀態，并作為控制密煉動作及密煉周期結束的依據。同時，根據密煉情況自動調整擠出機的速度并自動將壓輥和擠出機頭間的壓力調整到設定值，隨著料斗中膠料的增加，擠出機的速度也加快，機頭壓力增加，壓延機也會自動增加速度，使壓力保持在設定值，直到擠出機的速度增加到最大，壓延機速度最大。當擠出機料斗的料位上升到上限時，擠出機會要求密煉機暫時停機，等料位下降到中位后，密煉機繼續工作。在膠部件準備工序中，壓延機將輪胎所需骨架材料壓入橡膠中，并根據工控主機預設定參數將橡膠壓制成一定形狀。在輪胎成型過程中，機器根據設定參數自動完成定長、裁斷、同步貼合、整形等工序，這樣輪胎就基本成型了。





為了加強輪胎的耐磨、抗軋能力，需要進行硫化以增強輪胎的強度。輪胎在進行硫化時的壓力和溫度的變化直接影響輪胎硫化的質量，這就要求在輪胎進行硫化時，控制系統嚴格監測和控制硫化的溫度和壓力使之按照預設值進行，并在溫度和壓強不足時，采取自動延時硫化的方法進行溫度和壓強的補償。





硫化工序是輪胎制造中的一個非常關鍵的步驟，在編程時必須深入了解工藝原理與要求，根據條件、結果進行設計。下圖是一個典型的硫化機控制程序框圖。





4. 系統功能

用SunyPCC500E集成控制器實現輪胎生產的自動監測和控制，完成數據采集、信息傳輸、參數設置、歷史記錄、動態顯示、狀態報警和自動控制等功能。具體說來，主要包括以下幾點：

控制密煉過程中的壓力、溫度、時間、功率等。

控制擠出的速度、壓力、料斗料位等。

控制壓延的形狀、速度、質量等。

控制簾布裁剪的長度、同步貼合等。

控制硫化的時間、溫度、壓力、質量等。

檢查斷線、保險跳閘、中線斷線等故障。

檢測電源參數、監視設備狀況、實現聯鎖保護。

對系統數據進行修改，選擇控制方案。

進行故障報警、系統診斷。

據分析，每只輪胎包含150種以上的成分，在輪胎的生產流程中，從原料初加工至壓延成型至最后結束，其間過程復雜而又漫長，這就需要高效、穩定、精密的控制器來完成控制任務。SunyPCC500E集成控制器不僅具有良好的擴展能力（I/O最多可達416），多種通訊方式（RS232/485，CAN，USB等），優秀的開放性使其能夠方便地與第三方設備進行數據交互。畫面編輯軟件也很好地利用了多媒體技術，豐富的圖庫使用戶能夠設計出漂亮直觀的操作畫面。

5. 結束語

在某輪胎制造廠的自動化儀表改造項目中，用戶經過多方論證和認真分析，決定采用SunyPCC500E集成控制器代替原來的常規儀表控制。在充分準備的情況下，從系統安裝到聯機調試，僅用了三天時間就一次投產成功。半年的實際運行效果證明：SunyPCC500E集成控制器降低了設備投資，提高了測控精度，方便了操作維護，保證了生產穩定，減少了能源消耗，提高了輪胎質量。

SunyPCC500E集成控制器具有非常強大的控制能力和簡易的工程維護，由它實現對整個輪胎制造工藝流程進行監控，能夠達到事半功倍的效果。

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