全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機控制系統改進

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，并對系統的安全性和穩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的特點進行分析，提出了具體的改進意見，供相關人員參考。

關鍵詞：改進；控制系統；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必須具有良好的安全性、易操作性、穩定性，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，應該立足于現有的成型機的特點，對其進行進一步的改進和優化，積極應用conteolLogix PLC控制系統，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使用了以太網通訊和1756-L61CPU。該系統中應用了1756-ENBT/A模塊，上位機能夠通過路由器進行通信，并達到較快的網絡響應速度，這對于運行工程師聯機診斷故障和監控程序非常有利。原系統的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，能夠實現伺服程序和邏輯系統的一體化，從而便捷地進行下載和上傳。由于該系統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]。

原系統使用的處理方式為DeviceNet多分站處理方式，可以通過網絡進行統一配電，總線長度為100米以下，而且其具有誤接線保護功能，具有較快的網絡傳輸速度，能夠實現網絡節點設備的帶電更換。現場維修比較便利。這種方式有利于便利的安裝，以及系統的維護和故障診斷，還可以連接第三方接口設備。原系統采用觸摸屏操作，不僅外形美觀，對配線和接線的數量進行了節約，安全性能較好，具有全面的報警信息。原系統還使用SERCOS光纖網絡來對伺服進行連接[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進行改進的過程中應該保留原系統的優點，運用conteolLogix PLC控制系統對其進行改進，從而對安裝和開發的工作量進行減小，保障該系統的整體性能和可靠性。

2.1 系統結構

系統結構主要包括現場總線、伺服網絡、上位機系統幾個主要部分。

①現場總線的主要用途是對具有相關接口的第三方設備、各I/O工作站和現場變頻器進行連接。②伺服網絡，主要使用的是SERCOS光纖網絡，對各伺服驅動器進行串行連接，其優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軸數字伺服傳動SERCOS驅動卡模塊作為伺服驅動。③通過以太網模塊，將PLC和工業計算機連接起來，提高原系統的自動化程度。以windows操作系統作為上位機軟件的基礎，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、設備參數設置、工作過程狀態監視、輪胎工藝配方管理等功能，對故障數據、工作狀態數據、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，提高系統的安全性能，降低勞動強度。對原有的報警系統進行完善，便于進行故障處理，提高系統的可維護性，對設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的可靠性得到有效的提高，從而提升輪胎生產企業的相關技術水平。

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改進伺服驅動系統，將原系統中的伺服電動機數量增加到16個，進一步提高系統的精度。④改進變頻器系統，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改進自定義數據結構，這是為了提高程序的閱讀便利性，改進后的系統能夠根據用戶的需求對數據結構進行自定義，形成各種與成型機相符的數據結構[4]。②改進故障處理，該系統的結構相對比較復雜，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：設備動作報警、循環報警、系統報警。其中循環報警指的是在執行動作之前，增加對部件的執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行的動作進行判斷和處理。改進的好處在于保障了設備的穩定、高效運行，節約了故障處理的時間。設備動作的報警主要是針對設備運行過程中的，一些相關部件碰撞和損壞事故，通過設備動作報警來避免部件發生碰撞，同時對原系統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，并用結構體和標簽。以標簽編寫規范為依據對各軟元件和控制點進行命名，從而使整個系統程序更為規范和直觀。在本次改進中使用的伺服程序、設備參數和配方作為結構體，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、設備動作程序和循環邏輯程序，具有基本類似的結構。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用指令模式來觸發，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中最為重要的部分就是伺服控制器，成型機設備的可靠性和穩定性都以伺服電機的運行控制效果有著直接的關系，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的生產效率[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進行改進，基本實現了改進目的，進一步降低了勞動強度，提高了系統的自動化程度，而且系統的布線也得到了減少，使系統具有更高的可靠性。整個程序的通訊、報警、監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，其能夠根據用戶的需求來對參數指標進行設定和修改，而不必更改整個程序，成型過程中的動態參數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進行監控，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進行了相應的優化和改進，并取得了較好的改進效果。作為與生產工藝結合非常緊密的關鍵設備，輪胎成型機直接關系著橡膠輪胎生產的質量和效率。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點，更加貼近用戶的需求，減小了系統維護、調試、安裝和開發的工作量，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，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，2011（10）.

[3] 范宇光.輪胎成型工藝裝備精良化及發展態勢[J].橡塑技術與裝備，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）.