臥式硫化罐裝置在廢膠處理中的智能化控制

周杰,陳琳琳

(中國化學工業桂林工程有限公司，廣西 桂林 541004)

Zhou Jie, Chen Linlin

(China Chemical Guilin Engineering Co.LTD., Guilin 541004, Guangxi, China)

臥式硫化罐裝置在廢膠處理中的智能化控制

周杰,陳琳琳

(中國化學工業桂林工程有限公司，廣西 桂林 541004)

本文介紹運用安全連鎖邏輯設計，實現進料和取料的安全裝卸，充分利用飽和蒸汽溫度的特性，采用等效硫化時間完成半制品硫化。與以往裝置進行比較，有效降低了操作強度，增加設備的安全性和智能化。

臥式硫化罐；牽引小車；安全裝卸；硫化處理

隨著橡膠塑料生產裝備的不斷發展，臥式硫化罐是橡膠制品生產中應用最早的硫化設備，多年來盡管其他形式的硫化設備有很大發展，但直到今天某些橡膠制品的硫化還離不開臥式硫化罐，在模制品、膠布制品盒電纜制品也有應用臥式硫化罐硫化。由壓延或擠出過程產生的丁基膠，因為不能與其他非丁基廢膠料混合存放，也不能用混合改性，還有掛膠纖維簾布、鋼絲簾布、鋼圈鋼絲等都可以通過硫化改性方式。

由此可見，臥式硫化罐是橡膠塑料制品硫化的必不可少的基本設備。

1 主要技術參數

臥式硫化罐主要參數見表1。

表1 臥式硫化罐主要參數

2 主要部件

主要部件如圖1所示。

圖1 主要部件

2.1 牽引小車

牽引小車為一型鋼焊接件，下裝車輪，由一臺大功率的減速電機通過鏈條驅動，運動時伴隨聲光警報。車身上需放置適當的配重，避免重量過輕在軌道上打滑，造成無法牽引。為維修時操作方便，在電機末端

設有報閘手動釋放裝置。

2.2 自動掛鉤

自動掛鉤如圖2所示。

圖2 自動掛鉤

2.3 罐門開關及閉鎖裝置

罐門為錯齒式罐蓋中的罐蓋轉動式。開關、閉鎖均由齒輪副、電機驅動。它主要由錯齒電機、電磁氣動連鎖裝置、開關門電機及手動連鎖裝置組成。

2.4 活動導軌

硫化罐罐門前，有一段可開合活動導軌，把地面軌道與罐內軌道連接起來，實現制品用的硫化小車進出硫化罐的機械化，并不影響罐門打開和關閉。活動軌道主要由氣缸、齒輪、軌道、齒條及移動支撐桿組成。

2.5 安全連鎖

圖3 安全連鎖

圖4 安全連鎖

圖5 安全插銷

此連鎖裝置連接一球閥（如圖3、4、5），快開門關閉后將此連鎖裝置鎖緊，當打開快開門時，必須先打開此連鎖裝置，快開門方可打開。由于此連鎖裝置連接一球閥，因此當打開時，球閥隨之開啟。打開時，若罐內有少量尾氣，則通過球閥排出。

安全連鎖裝置主要在于靈敏度極高的零壓開關。當罐內無壓時，零壓開關打開，電磁氣動裝置排氣，插銷從鎖板中拔出復位，然后進行錯齒與轉動：當罐內有壓時，零壓開關關閉，電磁氣動裝置進氣，氣缸進氣壓力使插銷伸出，插入鎖板，也就無法進行錯齒和轉動，這樣就保證了安全性，而且操作的每一步步驟都是連鎖的。

3 送取處理

3.1 送料動作

按下“送料”按鈕，罐門打開，活動導軌升起，牽引小車將裝載待處理半制品的硫化小車推入罐內，牽引小車退出，活動導軌下降，罐內顯示無壓力，罐門關閉，電機驅動錯齒盤使罐門與罐口嚙合，檢測到位后，安全連鎖投入，由氣缸帶動連桿將安全銷插入，這時罐內才算真正密閉。采用直接蒸汽加熱方式，通入一定量的飽和蒸汽加熱硫化，使罐內溫度穩定在175～178℃之間，并保證罐內外溫差小于5℃罐內壓力、溫度和硫化時間的控制通過PLC程序控制。經過一段時間，到達硫化完畢條件，罐內開始自動泄壓，溫度、壓力均有儀表顯示，PLC嚴密監控泄壓過程中的溫度和壓力，罐內溫度沒有降到一定程度，壓力沒有卸完，沒法進行下一步操作，以保證安全。

送料步序：零壓，送料步準備好―牽引小車前進推動硫化車―牽引小車推到位脫開硫化車―牽引小車后退延時到等待位―導軌降到位―罐門關閉到位―罐門鎖緊到位―手柄閥關閉，插銷延時插入―送料步完成，如圖6所示。

3.2 取料動作

當溫度降到到位，顯示無壓，零壓開關觸發，按下“取料”按鈕，安全連鎖插銷拔出，氣缸帶動連桿使閥門打開排出罐內的剩余少量硫化余氣，接著進行錯齒回轉，罐門打開，活動導軌升起，牽引小車將硫化小車拉出，叉車清空硫化后的半制品，等待下一次的裝載硫化。

取料步序：零壓，取料步準備好―手柄閥打開，插銷延時拔出―罐門解鎖到位―罐門打開到位―導軌升到位―牽引小車前進―小車到位鉤住硫化車―牽引小車后退到卸料位―料步完成，如圖7所示。

整個操作過程是PLC嚴密邏輯程序控制下相互連鎖，即上一步故障未完成，條件不滿足，下一步動作是無法進行的，如圖8所示。

4 控制系統實施

4.1 系統配置

控制系統主要不僅為硫化設備提供動力和控制，而且配備了安全鎖、安全繼電器、急停開關，以及其它動作檢測元件，為操縱人員提供了安全保障。

主電機采用AB重載型變頻驅動器；

控制器采用AB的可編程控制器；

圖6 送料步驟

圖7 取料步驟

圖8 程序控制

安全模塊采用AB；

接觸器電壓：DC24 V；

其他控制電壓：DC24 V。

4.2 溫度控制

依據范特霍夫硫化理論，硫化橡膠的所有性能都取決于硫化程度，因此，要在不同硫化條件下獲得具有相同物理機械性能的硫化膠，就應使它們獲得相同的硫化程度。由于硫化溫度和硫化時間是相互制約的兩個因素，我們采用辦法是在穩定溫度和壓力下保持一定的等效硫化時間，實現理想的硫化效果。

溫度控制運用PID調節。P比例調節反映系統偏差的大小，只要有偏差存在比例調節就會產生控制作用減小偏差。D微分調節根據偏差的變化趨勢來產生控制作用，可以改善系統的動態響應。I積分調節根據偏差積分的變化產生控制作用，可消除靜態誤差，考慮到系統偏差較大，增大積分時間常數，會讓積分作用增強，容易使系統超調量過大，反而引入系統振蕩，所以I積分參數設定很小。經過PID模塊自整定，模/數轉換器驅動繼電器通斷，實現溫度調節。

4.3 壓力控制

壓力控制原理與溫度類似，不同之處在于壓力的變化響應反映更快，超壓時必須調節排氣閥排壓，欠壓時延時調節進氣閥補壓。選用小型繼電器來轉接

PLC控制器的模/數轉換器驅動輸出。

5 結束語

本控制系統與傳統方案進行比較，增加了自動化功能，提高了設備效率，有效降低了操作強度，減小了維修成本。該設備2013年1月在沈陽米其林SHY2工廠完成RF驗收，投入運行自今，整體運行穩定可靠。即使在蒸汽不穩的情況下，也能實現了溫度壓力智能化控制，從而保證了橡膠半制品的硫化效果，使等效硫化的半制品順利的通過沈陽米其林SHY2工藝部門的檢驗。

Intelligent control of horizontal curing autoclave for waste rubber processing

Intelligent control of horizontal curing autoclave for waste rubber processing

This paper introduces the safety interlock logic design, to realize the safe handling of loading and unloading. And with full use of the characteristics of saturated steam temperature, the semi product curing is completed by equivalent curing time. Compared with the previous device, the operation intensity is reduced, and the security and intelligence of the equipment are increased.

horizontal autoclave; traction trolley; safe handling; curing treatment

Zhou Jie, Chen Linlin

(China Chemical Guilin Engineering Co.LTD., Guilin 541004, Guangxi, China)

TQ323.5

1009-797X(2016)22-0041-04

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.015

(R-03)

周杰(1971-),男，高級工程師，主要從事橡膠工業裝備電氣設計和研發工作。

2016-09-12