PLC在車輪生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 

   1引言

 

　　可編程控制器由于其可靠性高、編程簡單、功能完善、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)在石油、鋼鐵、電力、機(jī)械等各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,在橡膠工業(yè)中也得到了很好的應(yīng)用。PLC在輪胎生產(chǎn)線中的應(yīng)用極大的提高了生產(chǎn)的自動化水平、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)就是西門子S7-300 PLC的一個典型的應(yīng)用。

 

　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

　　本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)根據(jù)某橡膠廠輪胎生產(chǎn)線的工藝流程、技術(shù)要求進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)上考慮到本控制系統(tǒng)的規(guī)模、特點(diǎn)結(jié)合生產(chǎn)線的工藝和控制要求選用了西門子公司S7-300系列PLC,通過PROFIBUS總線實(shí)現(xiàn)PLC與PLC和上位機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通訊；在軟件設(shè)計(jì)上，采用西門子SIMATIC Safety組態(tài)和編程軟件STEP7，考慮到系統(tǒng)的工藝流程較為復(fù)雜，程序的編程量較大采用了模塊化的編程思想,將整個程序分解為若干個子程序和功能塊由主程序開始依次調(diào)用,這樣就方便了程序的編寫、修改和維護(hù)。

 

　　2.1生產(chǎn)工藝

 

　　輪胎生產(chǎn)包括：密煉、擠出、壓延、胎圈成型、簾布裁斷、硫化等多個復(fù)雜的工序。每一個工序都包括非常復(fù)雜的工藝過程。

 

　　圖1輪胎生產(chǎn)工藝流程圖

 

　　系統(tǒng)原理：在輪胎生產(chǎn)的過程中，輪胎制造工控主機(jī)在接收到工藝參數(shù)后，將信號傳給密煉機(jī)、擠出機(jī)、壓延機(jī)、胎圈成型機(jī)、簾布裁斷機(jī)、硫化機(jī)等機(jī)器的可編程控制器（PLC），各可編程控制器再將信號通過其輸出口傳出，使機(jī)器在系統(tǒng)控制下執(zhí)行整個密煉、擠出、壓延、胎圈成型、簾布裁斷、硫化等過程，完成工作。在密煉周期中的每個階段，主電機(jī)的速度由工藝參數(shù)設(shè)定。在密煉過程中可編程控制器記錄一些工藝數(shù)據(jù)及設(shè)備是否完好的情況，并將密煉數(shù)據(jù)傳給PLC作為PLC控制密煉動作及密煉周期結(jié)束的依據(jù)。同時，系統(tǒng)根據(jù)密煉情況自動調(diào)整擠出機(jī)的速度并自動將壓輥和擠出機(jī)頭間的壓力調(diào)整到設(shè)定值，隨著料斗中膠料的增加，擠出機(jī)的速度也加快，機(jī)頭壓力增加，壓延機(jī)也會自動增加速度，使壓力保持在設(shè)定值，直到擠出機(jī)的速度增加到最大，壓延機(jī)速度最大。當(dāng)擠出機(jī)料斗的料位上升到上限時，擠出機(jī)會要求密煉機(jī)暫時停機(jī)，等料位下降到中位后，密煉機(jī)繼續(xù)工作。在膠部件準(zhǔn)備工序中，壓延機(jī)將輪胎所需骨架材料壓入橡膠中，并根據(jù)PLC主機(jī)預(yù)設(shè)定參數(shù)將橡膠壓制成一定形狀。在輪胎成型過程中，機(jī)器根據(jù)設(shè)定參數(shù)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(qiáng)輪胎的耐磨、抗軋能力，需要進(jìn)行硫化以增強(qiáng)輪胎的強(qiáng)度。輪胎在進(jìn)行硫化時的壓強(qiáng)和溫度的變化直接影響輪胎硫化的質(zhì)量，這就要求在輪胎進(jìn)行硫化時，控制系統(tǒng)嚴(yán)格監(jiān)測和控制硫化的溫度和壓強(qiáng)使之按照預(yù)設(shè)值進(jìn)行，并在溫度和壓強(qiáng)不足時，采取自動延時硫化的方法進(jìn)行溫度和壓強(qiáng)的補(bǔ)償。

 

　　2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

 

　　控制系統(tǒng)以PLC和工控機(jī)為硬件基礎(chǔ)，以Setp7為開發(fā)平臺開發(fā)其數(shù)據(jù)通道，完成數(shù)據(jù)總線的軟硬件設(shè)計(jì)，從而將工業(yè)現(xiàn)場的各種需要采集的信號通過各種傳感器進(jìn)行采集，然后輸入給現(xiàn)場監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，在通過總線向上位機(jī)傳遞，上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信息和控制命令，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)根據(jù)控制命令對現(xiàn)場的執(zhí)行器進(jìn)行控制操作。