机械式硫化机PLC控制系统
引 言 3
一、 机械式硫化机PLC控制系统相关概念 4
二、 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理 4
（一） 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理 4
（二） 机械式硫化机的基本组成部分 5
（三） 机械式硫化机的plc控制动作流程(如图3-1所示) 5
三、 机械式硫化机PLC控制系统的构成 6
（一） 选择PLC 6
（二） PCL外部电路 6
四、 机械式硫化机PLC控制系统的系统程序设计 6
（一） 控制系统编程 6
（二） 系统编程的优点 7
五、 机械式硫化机PLC控制系统的使用方法 7
（一） 控制系统的使用方法 7
（二） 控制系统的注意事项 8
（一） 机械手 降 8
（二） 机械手升 9
（三） 机械手出 9
（四） 机械手闭 10
（六） 下环 10
结语 12
参考文献 13
谢辞 14
引 言
轮胎硫化机是轮胎生产的关键设备之一， 硫化机的发展影响着轮胎制造质量。20世纪50年代以来机械式硫化机推广应用取代硫化罐,是轮胎硫化的第一次飞跃，液压硫化机替代机械式硫化机,是轮胎硫化的第二次飞跃。汽车工业的不断发展,对轮胎提出越来越高的要求,对硫化机的工作精度要求越来越高,硫化机的优越性充分显示出来。作为轮胎硫化机的核心部分，其控制系统直接影响到轮胎的硫化效率和硫化质量。老式硫化机采用继电器连锁控制, 可靠性和灵活性差、故障率高、维修困难。为使老式硫化机能够更好地发挥作用, 我国自20世纪90年代起陆续采用可编程序控制器对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
老式硫化机控制系统进行改造。PLC在中国九十年代快速发展起来的新一代产业控制装置，是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物，在现代控制系统中，PLC已经成为最重要的基本控制单元之一，在产业控制领域中应用越来越广泛。PLC控制系统由于其可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强等特点逐渐成为目前主流轮胎硫化机的标准配置。
基于此，本论文将完成以下主要工作：（1）查阅相关资料，了解常用轮胎硫化机的主要结构构成以及基本特点；（2）到工厂进行实际调研，掌握液压式轮胎硫化机硫化的过程；（3）理论与实践相结合，掌握PLC控制系统的特点，以及故障分析和维修维修注意事项。
一、 机械式硫化机PLC控制系统相关概念
硫化机是一种热固性塑料压制成型的热压设备，用于各种橡胶制品的硫化过程。硫化机大致分为机械式硫化机、液压式硫化机、平板硫化机几种类型。
PLC是可编程控制器的英文简称。PLC是微机控制技术与继电器控制技术相结合的产物，是在顺序控制器的基础上发展起来的、以微处理器为核心用作数字控制的专用工业计算机。
二、 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理
（一） 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理
硫化是轮胎生产中的一道工序，是轮胎由生胎煮成熟胎过程。硫化开始之前，需要操作人员事先安装好模具。由于硫化机采用PLC控制系统，操作人员还要根据模具型号对编程器进行操作，将硫化过程所需时间输入PLC。操作人员输入工序时间是设定的PLC执行程序。
PLC分中央处理单元、存储器、输入/输出（I/O）电路、电源部件、编程器五个部分。PLC正常工作的话，需要操作人员进行编程，输入指令。操作命令下达后，输入电路会进行信号采集，输出电路会驱动被控设备的执行机构进行相关运转，而中间的控制逻辑是由系统的微处理器执行操作人员设定的程序来完成。
PLC执行操作人员程序过程中，一般采用循环扫描的方式。这种扫描的工作方式可以分为五个阶段：自诊断，对输入/输出电路、存储器和中央处理单元进行自诊断，查看有无错误；与编程通信，在有通信请求的情况下，自诊断过后要进行通信处理；读入现场信号，微处理器按程序顺序读入系统所有输入端的信号情况，同时在输入状态寄存器中相应地逐一存入；执行用户程序，调出程序指令依次执行，并将执行结果存入输出状态寄存器；输出结果，进行信号转换后输出信号，以驱动相关被控设备。
操作人员把需要硫化的胚胎放入模具进行合模，加上合模力时启动PLC控制系统，控制系统按照程序运行，把输出结果输出至被控设备接口处。机械式硫化机接受信号后，设备运行，合模部分发生弹性形变，产生合模力，硫化机正常工作，从而实现硫化机在PLC控制系统下的自动控制。
PLC控制系统除了控制机械式硫化机的运行过程外，还需要控制硫化机的起停。硫化过程中，机器会产生一定的挠曲变形，实际硫化工位的轴线与理论的垂直位置会有一定的偏差。为了解决这个问题，PLC系统中应该包含相关的程序，要根据监测到的位置信号进行诊断，然后改变输出信号，进而改变硫化机的合模力，使之符合硫化的工艺要求，保证硫化机正常运行。
硫化机运行一定的时间或者出了故障后要进行检修，为了检修方便快捷，控制系统要含有故障和运行转换开关。当操作人员安装好胚胎，将操作开关旋至故障开关时，硫化机不能直接对胚胎进行硫化，要有制动保护功能；当操作人员将旋钮打到自动时，硫化机开始进行硫化工作。
（二） 机械式硫化机的基本组成部分
机械式硫化机的组成基本包括以下几个部分
机座部件 主传动部分 装胎手部件 硫化室 中心机构 卸胎机构 脱模机构 电控系统 气控管路 外压管路 内压管路 润滑油管路 动力水管路等。
（三） 机械式硫化机的plc控制动作流程(如图3-1所示)
合模到垂直位置
图3-1 硫化机动作流程图
三、 机械式硫化机PLC控制系统的构成
（一） 选择PLC
机械式硫化机选择PLC时，首先要根据工作需要估计需要的PLC规模，然后选择功能和容量满足要求的PLC。
PLC规模的估算参考依据是硫化机对输入、输出点的需求量，并且据此估算生产过程所需要的存储容量。当然，也要考虑系统控制过程的难易程度。
统计输入、输出点的需求量时，可以把硫化机的信号源全部依次列出，并且甄别输入、输出点的信号类型。与此同时，还需要列出PLC与计算机、触摸屏等设备连接的其他类型输入、输出点，然后一起统计。估算出的结果后，再根据实际生产要求增加15%~20%的输入、输出点数。
估算存储量时，要考虑容量是否够用。粗略估算的话，一般采用公式（输入点数+输出点数）*（10~12）=指令语句数。估算出结果后，再视实际情况增加15%~20%的备用量。
机械式硫化机选用PLC时，除了输入、输出点数外，大多还要考虑其他的条件，比如PLC的功能，输入电路模块，输出电路模块等因素。
PCL产品的种类、型号有很多，它们的功能、价格、使用条件也各不相同。综合考虑，机械式硫化机可编程控制器可以采用欧姆龙CQM1H-CPU51型。欧姆龙CQM1H-CPU51可编程控制器的最大输入、输出点数为512，程序容量为7.2K。它是一种功能完善的紧凑型PLC ，可以用高速、高容量ContrllerLink来建立分散控制系统，具有灵活的系统构成，通信功能多样化，可靠性高，具有自诊断功能，而且故障诊断能力强 。
一、 机械式硫化机PLC控制系统相关概念 4
二、 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理 4
（一） 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理 4
（二） 机械式硫化机的基本组成部分 5
（三） 机械式硫化机的plc控制动作流程(如图3-1所示) 5
三、 机械式硫化机PLC控制系统的构成 6
（一） 选择PLC 6
（二） PCL外部电路 6
四、 机械式硫化机PLC控制系统的系统程序设计 6
（一） 控制系统编程 6
（二） 系统编程的优点 7
五、 机械式硫化机PLC控制系统的使用方法 7
（一） 控制系统的使用方法 7
（二） 控制系统的注意事项 8
（一） 机械手 降 8
（二） 机械手升 9
（三） 机械手出 9
（四） 机械手闭 10
（六） 下环 10
结语 12
参考文献 13
谢辞 14
引 言
轮胎硫化机是轮胎生产的关键设备之一， 硫化机的发展影响着轮胎制造质量。20世纪50年代以来机械式硫化机推广应用取代硫化罐,是轮胎硫化的第一次飞跃，液压硫化机替代机械式硫化机,是轮胎硫化的第二次飞跃。汽车工业的不断发展,对轮胎提出越来越高的要求,对硫化机的工作精度要求越来越高,硫化机的优越性充分显示出来。作为轮胎硫化机的核心部分，其控制系统直接影响到轮胎的硫化效率和硫化质量。老式硫化机采用继电器连锁控制, 可靠性和灵活性差、故障率高、维修困难。为使老式硫化机能够更好地发挥作用, 我国自20世纪90年代起陆续采用可编程序控制器对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
老式硫化机控制系统进行改造。PLC在中国九十年代快速发展起来的新一代产业控制装置，是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物，在现代控制系统中，PLC已经成为最重要的基本控制单元之一，在产业控制领域中应用越来越广泛。PLC控制系统由于其可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强等特点逐渐成为目前主流轮胎硫化机的标准配置。
基于此，本论文将完成以下主要工作：（1）查阅相关资料，了解常用轮胎硫化机的主要结构构成以及基本特点；（2）到工厂进行实际调研，掌握液压式轮胎硫化机硫化的过程；（3）理论与实践相结合，掌握PLC控制系统的特点，以及故障分析和维修维修注意事项。
一、 机械式硫化机PLC控制系统相关概念
硫化机是一种热固性塑料压制成型的热压设备，用于各种橡胶制品的硫化过程。硫化机大致分为机械式硫化机、液压式硫化机、平板硫化机几种类型。
PLC是可编程控制器的英文简称。PLC是微机控制技术与继电器控制技术相结合的产物，是在顺序控制器的基础上发展起来的、以微处理器为核心用作数字控制的专用工业计算机。
二、 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理
（一） 机械式硫化机PLC控制系统的控制原理
硫化是轮胎生产中的一道工序，是轮胎由生胎煮成熟胎过程。硫化开始之前，需要操作人员事先安装好模具。由于硫化机采用PLC控制系统，操作人员还要根据模具型号对编程器进行操作，将硫化过程所需时间输入PLC。操作人员输入工序时间是设定的PLC执行程序。
PLC分中央处理单元、存储器、输入/输出（I/O）电路、电源部件、编程器五个部分。PLC正常工作的话，需要操作人员进行编程，输入指令。操作命令下达后，输入电路会进行信号采集，输出电路会驱动被控设备的执行机构进行相关运转，而中间的控制逻辑是由系统的微处理器执行操作人员设定的程序来完成。
PLC执行操作人员程序过程中，一般采用循环扫描的方式。这种扫描的工作方式可以分为五个阶段：自诊断，对输入/输出电路、存储器和中央处理单元进行自诊断，查看有无错误；与编程通信，在有通信请求的情况下，自诊断过后要进行通信处理；读入现场信号，微处理器按程序顺序读入系统所有输入端的信号情况，同时在输入状态寄存器中相应地逐一存入；执行用户程序，调出程序指令依次执行，并将执行结果存入输出状态寄存器；输出结果，进行信号转换后输出信号，以驱动相关被控设备。
操作人员把需要硫化的胚胎放入模具进行合模，加上合模力时启动PLC控制系统，控制系统按照程序运行，把输出结果输出至被控设备接口处。机械式硫化机接受信号后，设备运行，合模部分发生弹性形变，产生合模力，硫化机正常工作，从而实现硫化机在PLC控制系统下的自动控制。
PLC控制系统除了控制机械式硫化机的运行过程外，还需要控制硫化机的起停。硫化过程中，机器会产生一定的挠曲变形，实际硫化工位的轴线与理论的垂直位置会有一定的偏差。为了解决这个问题，PLC系统中应该包含相关的程序，要根据监测到的位置信号进行诊断，然后改变输出信号，进而改变硫化机的合模力，使之符合硫化的工艺要求，保证硫化机正常运行。
硫化机运行一定的时间或者出了故障后要进行检修，为了检修方便快捷，控制系统要含有故障和运行转换开关。当操作人员安装好胚胎，将操作开关旋至故障开关时，硫化机不能直接对胚胎进行硫化，要有制动保护功能；当操作人员将旋钮打到自动时，硫化机开始进行硫化工作。
（二） 机械式硫化机的基本组成部分
机械式硫化机的组成基本包括以下几个部分
机座部件 主传动部分 装胎手部件 硫化室 中心机构 卸胎机构 脱模机构 电控系统 气控管路 外压管路 内压管路 润滑油管路 动力水管路等。
（三） 机械式硫化机的plc控制动作流程(如图3-1所示)
合模到垂直位置
图3-1 硫化机动作流程图
三、 机械式硫化机PLC控制系统的构成
（一） 选择PLC
机械式硫化机选择PLC时，首先要根据工作需要估计需要的PLC规模，然后选择功能和容量满足要求的PLC。
PLC规模的估算参考依据是硫化机对输入、输出点的需求量，并且据此估算生产过程所需要的存储容量。当然，也要考虑系统控制过程的难易程度。
统计输入、输出点的需求量时，可以把硫化机的信号源全部依次列出，并且甄别输入、输出点的信号类型。与此同时，还需要列出PLC与计算机、触摸屏等设备连接的其他类型输入、输出点，然后一起统计。估算出的结果后，再根据实际生产要求增加15%~20%的输入、输出点数。
估算存储量时，要考虑容量是否够用。粗略估算的话，一般采用公式（输入点数+输出点数）*（10~12）=指令语句数。估算出结果后，再视实际情况增加15%~20%的备用量。
机械式硫化机选用PLC时，除了输入、输出点数外，大多还要考虑其他的条件，比如PLC的功能，输入电路模块，输出电路模块等因素。
PCL产品的种类、型号有很多，它们的功能、价格、使用条件也各不相同。综合考虑，机械式硫化机可编程控制器可以采用欧姆龙CQM1H-CPU51型。欧姆龙CQM1H-CPU51可编程控制器的最大输入、输出点数为512，程序容量为7.2K。它是一种功能完善的紧凑型PLC ，可以用高速、高容量ContrllerLink来建立分散控制系统，具有灵活的系统构成，通信功能多样化，可靠性高，具有自诊断功能，而且故障诊断能力强 。
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