淺談PLC在LCJ2024-2C載重斜交胎成型機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文介紹了在LEB成型機(jī)基礎(chǔ)上制造的LCJ2024-2C成型機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的基本情況，并以套20簾布簡(jiǎn)為例，詳細(xì)說(shuō)明了工作過(guò)程及控制程序。
關(guān)鍵詞：輪胎成型；PLC：控制系統(tǒng)：應(yīng)用

1 概述

輪胎成型是斜交輪胎生產(chǎn)工藝中最重要的一道工序，其主要功能是在成型機(jī)上按照輪胎工藝結(jié)構(gòu)圖的要求將各種輪胎"零部件"組裝在一起。成型質(zhì)量的好壞將直接影響到成品輪胎的品質(zhì)，而設(shè)備是影響輪胎成型品質(zhì)的一個(gè)重要因素。在對(duì)LEB斜交胎成型機(jī)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的基礎(chǔ)上制造的LCJ2024-2C載重斜交胎成型機(jī)，自2001年3月份開(kāi)始安裝、調(diào)試，并投入生產(chǎn)，使用至今運(yùn)行狀況良好，平均6min可成型一條輪胎(以11．00-20為例)，所成型的胎坯經(jīng)檢驗(yàn)合格率為100％。以下就該機(jī)所采用的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

2 PLC控制系統(tǒng)

2．1 PLC控制系統(tǒng)的作用

PLC控制系統(tǒng)在該成型機(jī)中的控制作用如圖1 所示。

2．2 PLC的型號(hào)和特點(diǎn)

該機(jī)電氣控制系統(tǒng)選用日本三菱公司FX2N-128MR型PLC作為控制系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)成型機(jī)各種控制元件復(fù)雜的邏輯與時(shí)序控制，使設(shè)備整體運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了硬件線(xiàn)路少、故障率低的程序化控制。FX2N-128MR型PLC有64個(gè)輸入點(diǎn)和64個(gè)輸出點(diǎn)，體積小，只需占用較小的空間，維護(hù)方便，具有較高的可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)性，且能參照PLC上的輸入／輸出點(diǎn)指示，為在較短時(shí)間內(nèi)迅速查找、判斷故障提供了可能?？梢酝ㄟ^(guò)便攜式手編程器(FX-20P-E)或裝有FXES軟件包的便攜式計(jì)算機(jī)對(duì)PLC控制程序進(jìn)行讀、寫(xiě)、查詢(xún)、修改、監(jiān)控等操作，而且該軟件包還有加密功能，可有效防止非法閱讀和修改軟件。

2．3 PLC的系統(tǒng)配置

該P(yáng)LC控制系統(tǒng)共使用42點(diǎn)輸入，其中自動(dòng)、手動(dòng)旋鈕1點(diǎn)，步進(jìn)、步退按鈕2點(diǎn)，布筒選擇按鈕1點(diǎn)，原點(diǎn)復(fù)位按鈕1點(diǎn)，暫停／復(fù)位旋鈕1點(diǎn)，張、折鼓旋鈕2點(diǎn)，成型棒進(jìn)退旋鈕1點(diǎn)，扣圈盤(pán)進(jìn)退旋鈕1點(diǎn)，正包旋鈕1點(diǎn)，動(dòng)作計(jì)數(shù)4點(diǎn)，下壓輥動(dòng)作7點(diǎn)，后壓輥動(dòng)作14點(diǎn)，胎面架動(dòng)作3點(diǎn)，主軸動(dòng)作3點(diǎn)：使用35點(diǎn)輸出，其中自動(dòng)、手動(dòng)指示2點(diǎn)，布筒指示3點(diǎn)，胎面架指示1點(diǎn)，張、折鼓2點(diǎn)，扣圈盤(pán)動(dòng)作1點(diǎn)，成型棒進(jìn)1點(diǎn)，主軸動(dòng)作3點(diǎn)，正包動(dòng)作1點(diǎn)，后壓輥動(dòng)作12點(diǎn)，下壓輥動(dòng)作6點(diǎn)，胎面架動(dòng)作3點(diǎn)。

2．4 PLC控制系統(tǒng)的改進(jìn)

由于電氣控制系統(tǒng)沒(méi)有采用可視人機(jī)界面，為了便于維護(hù)，在PLC梯形圖程序中采用邏輯控制方式，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，設(shè)置了生產(chǎn)六種不同規(guī)格輪胎的參數(shù)，采用撥碼盤(pán)選序，撥碼盤(pán)上1、2、3、 4、5、6分別表示選定事先設(shè)定的相應(yīng)輪胎生產(chǎn)規(guī)格。采取這一方法，在成型機(jī)更換規(guī)格生產(chǎn)時(shí)，只要更換成型鼓和扣圈盤(pán)，而不需要用編程設(shè)備對(duì)PLC控制程序和參數(shù)進(jìn)行修改，也避免了用"原始"的調(diào)整后壓輥和下壓輥原點(diǎn)位置的方法對(duì)設(shè)備零部件精密度造成負(fù)面影響。

下壓輥和后壓輥的徑向、軸向和旋轉(zhuǎn)采用傳感器發(fā)出脈沖計(jì)數(shù)，由PLC控制，徑向、軸向運(yùn)動(dòng)的平面導(dǎo)軌副全部改用滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌副，在一定程度上提高了設(shè)備的精度，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了維修工作量。

2．5 變頻調(diào)速系統(tǒng)

該電氣控制系統(tǒng)采用韓國(guó)三星公司生產(chǎn)的MOSCON-E5型變頻調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，可方便、靈活地隨時(shí)調(diào)整后壓輥的旋轉(zhuǎn)滾壓速度和用高、低壓兩種壓力對(duì)鼓面進(jìn)行滾壓，可提高成型質(zhì)量，使之產(chǎn)品質(zhì)量更好、外觀更完美。

3 輪胎成型工藝流程

以成型11．00-20斜交胎為例的主要成型工藝流程如圖2所示。

由于整個(gè)輪胎成型控制過(guò)程復(fù)雜，控制程序冗長(zhǎng)，鑒于篇幅有限，這里僅對(duì)輪胎成型(以11．00-20為例)中動(dòng)作難度最大的工序-套2#簾布筒的控制過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

采用成型棒上簾布筒的方式將2#簾布筒套上成型鼓后，主機(jī)正轉(zhuǎn)，下壓輥加高壓滾壓成型鼓面且緩慢分開(kāi)，傳感器發(fā)出脈沖計(jì)數(shù)。后壓輥徑向、軸向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至設(shè)定位置、下壓輥合位后加壓，徑向、軸向、旋轉(zhuǎn)傳感器脈沖計(jì)數(shù)，主機(jī)反轉(zhuǎn)，壓輥包邊至能扣鋼絲圈的合適位置，后壓輥失壓，扣圈盤(pán)進(jìn)扣鋼絲圈，扣圈盤(pán)退位后，再手工翻簾布筒(不需要用力反包，只要把簾布筒的反包部分翻至與鋼絲圈呈90°位置即可)，后壓輥動(dòng)作至鋼絲圈邊緣簾布筒內(nèi)(胎肩部分)，然后加壓動(dòng)作，進(jìn)行后壓輥壓輪自動(dòng)反包，完成動(dòng)作后失壓并復(fù)位原點(diǎn)。

為防止發(fā)生碰撞損壞設(shè)備，后壓輥和下壓輥、扣圈盤(pán)動(dòng)作接觸成型鼓時(shí)應(yīng)有嚴(yán)格的控制和界限(由PLC控制)。為防止出現(xiàn)打褶、起皺和鋼絲圈定位不正等現(xiàn)象，系統(tǒng)設(shè)置了自動(dòng)和手動(dòng)兩種切換功能，出現(xiàn)意外情況時(shí)立即采取相應(yīng)措施。

同時(shí)，該機(jī)擺脫了以往用手工翻簾布筒反包、勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn)，首次嘗試使用后壓輥壓輪反包，這對(duì)PLC控制系統(tǒng)也提出了較高的要求。

4 PLC軟件編程

以套2#簾布筒為例，PLC的控制程序和部分PLC梯形圖程序分別見(jiàn)圖3和圖4，軟件編程按此原則進(jìn)行。

5 PLC控制系統(tǒng)的局限

(1)該機(jī)控制系統(tǒng)沒(méi)有采用與PLC控制系統(tǒng)相匹配的可視觸摸屏，以至于設(shè)置參數(shù)部分的控制程序冗長(zhǎng)，不便于保養(yǎng)人員的日常維護(hù)。
(2)該機(jī)使用撥碼盤(pán)選序更換生產(chǎn)規(guī)格，由于撥碼盤(pán)容易損壞，可能導(dǎo)致PLC控制失靈。

6 結(jié)論

LCJ2024-2C載重斜交胎成型機(jī)由于采用了性能可靠的電氣控制系統(tǒng)，采用性能更為良好的設(shè)備部件和氣缸驅(qū)動(dòng)主軸從而達(dá)到張、折鼓的目的，較LEB成型機(jī)有了較大的突破，結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、價(jià)格適中，相信能做為一款經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的好機(jī)型在輪胎成型生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用