分析炼胶生产线控制系统关键技术

2020-01-19程杰杭州中策清泉实业有限公司

环球市场 2020年26期

程杰杭州中策清泉实业有限公司

随着橡胶制品的应用覆盖面的逐渐扩展，以及其应用中技术需求的逐渐加深。需要在炼胶环节中，不仅要以完善的生产流程来践行炼胶工艺的有效融合，还要就其控制系统对于生产流程中的突出问题进行有效的完善，进而保证炼胶生产的现代化构建。

一、电气控制系统

（一）需求

电气控制系统是一个设计多学科交叉的多领域内的技术学科，其有效应用可以推进生产过程中的现代化浓度，进而完善编程控制器等的适配性。塑炼与混炼是炼胶过程中的主要工艺，需要在炼胶设备应用的过程中，通过电气控制系统的有效应用来保证生产的智能化与自动化程度。例如：在炼胶的过程中，需要通过设备的协调运作来实现原料的混合搅拌与挤压。并且出于生产成本方面的考量，需要就设备的稳定性以及操作的安全性进行考量以此来完善生产，提升生产的科学性。

（二）控制方式

电气控制系统以PLC为核心，将限位开关、PLC控制系统、电磁阀、炼胶设备等形成了一个生产的闭环，通过控制面板与编程控制器在信息与数据方面实现命令信号的接受与发送以及相关信息的反馈，进而通过编程控制器向电磁阀发出打开控制的指令，在之后，利用编程控制系统向电机与油泵等发出运作指令来形成动力支持，进而聚动炼胶装置，实现炼胶设备的运作，再把相关的操作交由塑炼与混炼的相关工艺执行中。其中炼胶设备会对于限位开关形成动作的反馈，限位开关再以信号的形式，向编程控制其进行反馈传输，实现对于设备的有效控制[1]。

（三）原理

电气控制设备的主要目的是依据生产现场中相关的操作对于整个生产程序进行控制，进而实现生产过程中相关设备的灵活收放以及技术的有效应用，其中主要有（1）密炼机主要完成炼胶工艺中的混炼工艺，这一生产工艺的目的是把各种配合剂均匀分散到胶料中，改善胶料的物理机械性能以及可塑性，使其满足一定的使用要求；（2）提升机设备在整个橡胶控制系统中起到桥梁与纽带作用，负责连接密炼机和开炼机，主要作用是运送密炼机炼制好的橡胶到开炼机侧进行下一步加工；（3）开炼机作为整个控制系统中最后一种炼胶设备，负责胶料的塑炼加工，经过该设备加工完毕的胶料，定宽之后就可以送到冷却装置中进行冷却处理。

（四）工艺

在控制工艺中主要的设备即为控制面板，控制面板可以呈现设备的整体运行情况，进而通过指示灯的层级指示，让操作人员可以对于系统中每一个步骤的运行情况做以了解。通过对于控制面板的操控可以是此案挡胶操作、紧急停车、辊距增减等。在输出处理阶段，CPU主要作用于影响寄存器中的通断状态传送到输出锁存器中，进而驱动各执行程序进行操作。

二、气动机械手控制系统

（一）总体结构

机械手是进行原料抓取的重要组成部分，可以通过对于机械手的控制使得原料被精准的运送到某一特定位置。由于大气是一种普遍存在的动力来源，因此气动机械手在实际的生产中被广泛应用。为方面在实际运作过程中对物料的有效传递，机械臂是机械手的主要运作部件，其一般具有轨迹性旋动功能，并可以依据情况实现自动伸缩，两斗一般为爪状结构，可以实现对于物料的加紧与松开。并且要配置相应的气缸以提供动力。

（二）工作原理

机械手的运作能力包括升降、回转、伸缩等，进而通过多样化的动作支配来实现物料的有效运送，机械手的运动是由气缸来提供动力，并且气缸是由电磁阀来对其进行操控。在实际的运作中，一般通过竖直上升、正向回转、竖直下降、夹紧、竖直上升、反向回转、松开、反向回转、竖直下降、回到原点的操作程序来实现针对物料的整个抓取与移动过程。

（三）控制程序

随着信息技术的应用，通过PLC在机械手臂的运作过程中的有效融合，可以提升机械臂运作的智能化与自动化程度，其中主要的设备为上位机，其功能在于对于PLC进行指令的发送以及对于PLC的运行状态进行实时的监控，以此来实现PLC对于机械手臂运作的有效参与，并在此基础上保证对于机械手臂的有效控制。

三、PLC控制系统

（一）硬件方面

在进行PLC硬件选择的过程中，要以实用性、集约性作为标准，并通过实际控制过程计算所需的I/O点数，以此来保证对于I/O模块的有效计算。并在此基础上对于用户存储器的容量进行有效的估计，完善PLC结构，依据实际情况选择具有针对性的编程方式[2]。

（二）软件方面

对于软件的选择，要在对于控制系统中各组成部分的实际需求进行分析的基础上，进行有针对性的程序结构以及软件的选择。例如：在PLC程序语言的选择过程中，可以采用梯形图进行编程，通过工具条中的快捷输入或者利用键盘的快捷输入，如F5代表常开触点。

（三）PID控制参数整定软件

针对加工过程中稳定相应操作温度的考量，需要将温度与压力等要素置于相应的模拟器中进行分析与考量，进而保证生产过程中的压力与温度控制在稳定的数值中，此时可以采用PID对于工业生产过程中的相关要素进行控制，通过人机界面的设定可以优化一种控制系统中，不同的PID控制算法的仿真效果，并且在算法的选择过程中，按照常规整定算法来获取PID控制器的初始参数。