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三菱Q00基本型PLC控制系统在轮胎设备中的应用 摘要:本文主要针对三菱Q00基本型PLC控制系统在轮胎设备中的应用展开了探讨，对胎面刺孔设备的组成及功能作了简介，并对软件控制系统的设计作了详细的介绍，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。关键词:三菱基本型；PLC控制；轮胎设备随着如今科学技术的不断发展，PLC控制系统的应用已是越来越广泛。而在轮胎设备的制取中，PLC控制系统的应用，不仅保障了轮胎设备的制取工艺质量，还提升了工艺的水平。基于此，本文就三菱Q00基本型PLC控制系统在轮胎设备中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。在橡胶轮胎生产工艺中，对于胎面厚度较大的轮胎规格，为了防止胎面在成型、硫化过程中产生气泡、鼓包现象，就需要用到胎面刺孔设备，以增加胎面的透气性能，提升轮胎的工艺质量。1胎面刺孔设备组成及功能简介1.1机械部分组成胎面刺孔线全长3.2m，水平高度为1.05m，宽度约为0.8m，主要组成如图1。1地平面；2胎面入传送带；3刺孔支架；4缓冲机构；5气缸；6刺针；7定位孔；8胎面出传送带；9传送带电机；10胎面入传送带图1胎面刺孔线机械部分示意图流程:轮胎胎面部件由“胎面入传送带”侧进入胎面刺孔线，位于“胎面入传送带”处的信号检测开关检测到胎面，驱动电机开始以一定频率正向(向左)运转，当运行距离达到要求时，PLC接收到传送带停止命令，“胎面入传送带”和“胎面出传送带”同时停止运行，此时，刺孔针在汽缸的驱动下向下移动，完成一次刺孔作业返回初始状态。“胎面入传送带”和“胎面出传送带”又开始运行，以后按照此周期反复动作，直到完成一条胎面的刺孔。1.2电气控制部分组成1.2.1PLC选型依据由于本控制系统点数输入输出点数较少，处于256点以下，程序容量小于8kstep，LD(梯形图)处理速度约0.2us，基本型QCPU就能满足本控制系统的需求，且本身自带RS-232接口可以最大115.2kbps的速率进行程序读写操作，因此综合参数后择优选择Q00JCPU最为适合。1.2.2气缸选型气缸品牌选用FESTO，由于现场压缩空气压力为0.7MPa，根据公式F=PS=PR2，公式中F是所需要的输出力，P是系统压力，S是活塞面积，再考虑效率因素，我厂最厚的胎面在穿刺时约需要80kgf/cm2强度，故选用直径为100mm的FESTO气缸作为驱动元件。1.2.3变频器选型“胎面入传送带”和“胎面出传送带”各采用一个交流变频电机驱动，驱动功率为0.4kW，为了达到同步目的，变频器选用三菱FRE740-1.5K-CHT。采用“一拖二”的控制方式机型控制，达到同步控制的目的。在选型过程中主要考虑以下三点因素:(1)变频器的额定电流必须大于或者等于两台电机额定电流之和；(2)变频器应用于V/F控制方式，不采用矢量控制模式。(3)电机与变频器的安装距离为3m，电机引线并联接入变频器的输出端。所选用电机额定电流之和小于4A，变频器额定电流为4A，故所选型号完全满足现场工况情况。1.2.4IO模块选定根据现场控制系统的要求和设计结构的特点，PLC系列选用三菱QCPU(Qmode)作为控制系统，类型为Q00J。输入模块选用三菱QX40，输入点数16点。输出模块采用三菱QY10，输出点数16点。PLC编制程序时IO地址分配如表1。表1胎面自动刺孔设备控制程序IO地址分配表2软件控制系统设计介绍该程序设计主要分为三大部分，一是急停控制部分程序设计，二是电源控制部分设计，三是连续刺孔程序设计。2.1PLC主要参数设定新建工程时选择PLC系列为QCPU(Qmode)，PLC类型为Q00J，IO响应时间为10ms，IO分配设置参数如表2。表2控制程序IO分配设置参数表设置完相关参数之后，针对输出模块QY10设置出错时输出模式为“清空”，这样保证设备正常运行。2.2急停部分设计考虑到设备运行过程中的安全防护，增加了急停和故障复位按钮，同时将变频器启动信号和急停开关常开点和PLC输出点串联在一起，保证绝对安全(硬件保护和软件防护同时起作用)。其主要优点是:当按下急停开关或者是出现故障报警信号之后，PLC会接收到输入信号，程序中断变频器启动信号，同时，外围串接的急停常开点被按下之后，电路处于开路状态，实现了物理线路的开路。故变频器启动信号被彻底断开，保证操作者的人身安全。设计流程如图2。图2急停设计流程图2.3电源控制部分设计外围硬件线路按照接线规范进行连接，当设备硬件线路正常后，需要程序确认信号正常，各急停开关处于释放位置，并将X0D、X4、X5在程序中标注，操作人员确认后将设备操作开关旋转至“手动”位置，并按下“控制电源请求按钮”，此时，如果系统正常，则电源指示灯会导通。流程图如图3。图3电源控制部分流程框图2.4刺孔程序设计2.4.1手动控制程序设计由于考虑到设备动作的连续性和手动操作性，特设计两套程序，其一是手动操作程序，其二是自动连续刺孔程序。手动程序设计思路主要是考虑突发情况的处理，比如胎面输送出现中断，需要手动操作时调用。此时，操作者只需要将切换旋钮旋转至“手动”模式，旋下“打孔针向下旋钮”，气缸便会推动刺针向下运动。2.4.2自动连续运行程序设计为了提高刺孔效率，需要设计自动连续运行程序。操作时充分考虑安全因素，必须选择设备自动、连续打孔两个确认开关，当操作者按下自动启动按钮后，如检测开关检测到传送带上有胎面部件时，此时传送带在变频器的驱动下，驱动电机正向旋转，当旋转到位时(传送距离约为20cm)电机停止运转，此时刺孔装置自动向下运动，当刺孔装置到达指定位置后，气缸行程下位检测开关导通。此时，气缸在气源的驱动下返回初始位置，返回后气缸行程上位检测检测开关导通，自动条件又再次满足，允许传送带继续运行，传送距离到达约20cm时，完成下一个周期的打孔动作。程序设计动作流程如图4。图4自动连续运行程序流程2.5程序设计中遇到的主要问题在程序编制过程中遇到最大的问题是胎面定位，由于该系统上线时间紧迫，且刺孔针间距较大，故在设计时没有考虑选用伺服电机。只采用交流电机进行变频驱动。程序编制试机过程中经过多次反复试验，发现不同种类、不同规格的胎面在连续自动刺孔中，传送带运行的时间约为3.2s，即一个刺孔周期为3.2s，因此在程序中按照时间跨度3s控制传送带的启停，完成一个周期的刺孔。经过编制后，完全满足了现场需求。通过最低成本控制，达到了最佳的使用效果。3结语综上所述，PLC控制系统在轮胎设备中的应用，可以在工艺质量提升的方面发挥不可估量的作用。因此，我们需要在实践中不断总结出经验，以更好的掌握PLC控制系统的应用技术，以为轮胎设备的制取带来帮助。参考文献1王宪、曾建平.PLC在轮胎配料称重控制系统中的应用J.橡塑技术与装备.2008,34(9):61-632张敏.PLC在轮胎硫化机控制系统上的应用J.轮胎工业,2006,26(8):495-497. -全文完-