PLC在車輪生產線控制系統中的應用 

   1引言

 

　　可編程控制器由于其可靠性高、編程簡單、功能完善、使用方便等諸多優點在石油、鋼鐵、電力、機械等各個行業得到了廣泛的應用,在橡膠工業中也得到了很好的應用。PLC在輪胎生產線中的應用極大的提高了生產的自動化水平、生產效率和產品的質量。本生產線控制系統就是西門子S7-300 PLC的一個典型的應用。

 

　　2系統設計

 

　　本生產線控制系統根據某橡膠廠輪胎生產線的工藝流程、技術要求進行了系統的設計。在系統的硬件設計上考慮到本控制系統的規模、特點結合生產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總線實現PLC與PLC和上位機之間的網絡通訊；在軟件設計上，采用西門子SIMATIC Safety組態和編程軟件STEP7，考慮到系統的工藝流程較為復雜，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用,這樣就方便了程序的編寫、修改和維護。

 

　　2.1生產工藝

 

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

 

　　圖1輪胎生產工藝流程圖

 

　　系統原理：在輪胎生產的過程中，輪胎制造工控主機在接收到工藝參數后，將信號傳給密煉機、擠出機、壓延機、胎圈成型機、簾布裁斷機、硫化機等機器的可編程控制器（PLC），各可編程控制器再將信號通過其輸出口傳出，使機器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，完成工作。在密煉周期中的每個階段，主電機的速度由工藝參數設定。在密煉過程中可編程控制器記錄一些工藝數據及設備是否完好的情況，并將密煉數據傳給PLC作為PLC控制密煉動作及密煉周期結束的依據。同時，系統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PLC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強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強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。

 

　　2.2系統硬件設計

 

　　控制系統以PLC和工控機為硬件基礎，以Setp7為開發平臺開發其數據通道，完成數據總線的軟硬件設計，從而將工業現場的各種需要采集的信號通過各種傳感器進行采集，然后輸入給現場監控節點，在通過總線向上位機傳遞，上位機發送數據信息和控制命令，監控節點根據控制命令對現場的執行器進行控制操作。