平板硫化机温控系统改造

2014-12-14逯旭昌吴金虎

设备管理与维修 2014年6期

逯旭昌吴金虎李杰

（中国一拖集团有限公司战略采购推进部河南洛阳）

一、存在的问题

平板硫化机是橡胶硫化主要设备，必须具备控制硫化条件（硫化温度和硫化时间），其控制精度直接影响橡胶硫化制品质量。平板硫化机的工艺流程是硫化机升温到设定温度→橡胶模具放入硫化机→橡胶模具加热→硫化时间到汽缸运动。橡胶硫化的工艺要求是当加热区内温度达到预定温度时放入模具。采用基于PLC的PID控制，使加热平板的温度达到升温、保温的要求。1台XLB-D/Q400×400平板硫化机（青岛金润琪橡胶机械有限公司生产）因使用年限较长且自动化程度较低，严重影响产品生产和质量提升，为此对硫化机温控系统进行自动化升级改造。

二、改造实施

1.硬件

以西门子S7-200 PLC为主要控制元件，利用其内部PID指令进行模拟量温度控制，根据自动控制理论参数整定法得出相应的PID参数。硫化机系统硬件电路主要由基于PLC的温度PID控制、测量电路，输出调压电路和供电电源部分组成（图1）。S7-200有4种CPU，其性能差异很大，根据实际情况选用CPU224，集成14点输入／10点输出。选用可控硅调压模块（PAC01A调压器）作为输出控制单元，其特点是无需单独外供电源和同步电源，只需4～20 mA控制信号，接入负载后即可实现调压控制功能。测量电路由温度传感器和RS3100型温度变送器构成。该系统要求测温范围0～200℃，因此选用PT100热电阻，需要强调的是基于热平衡原理，采用接触式测温，测温敏感元件必须与介质接触，使两者处于同一热平衡状态。

图1 硫化机系统硬件电路

表1 硫化机系统I/O分配

2.程序设计

系统编程使用STEP 7-Micro/WIN 32软件。编程时首先要根据整个工程要求将程序分块，其次是合理利用指令，严格注意信号名称定义，恰当编写各个程序块程序。然后经过单元调试，软硬件联调与系统总调，修改程序。编好的程序还必须经过一定时间模拟试运行，确认无误才可投入实际现场工作。根据设计要求制定硫化机系统I/O分配表（表 1）。

图2 主程序

硫化机PID温度控制程序分为主程序、子程序和中断程序等3部分。主程序见图2，按下启动按钮I0.0，在主程序中首次扫描调用子程序SBR-0进行启动计算机和初始化，同时装入设定的PID参数设定中断时间为100ms；然后调用中断子程序INT-0初始化并在中断子程序中进行模拟量的输入输出控制。中间继电器M0.0得电自锁，T40开始计时，每计时1min向C1发出1个信号，当T40计数至设置值45，C1输出给Q0.1，电磁阀得到Q0.1信号，气缸运动。