隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展, 汽車已經(jīng)作為新興代步工具走入千家萬戶。而作為汽車必不可少的輪胎也必然成為了有車一族的消費品。這種需求拉動了我國輪胎、橡膠工業(yè)。致使國際、國內(nèi)的輪胎制造商紛紛登陸中國，投資建廠，擴大生產(chǎn)規(guī)模，滿足不斷增長的輪胎需求。在輪胎生產(chǎn)中，最重要的一個環(huán)節(jié)是輪胎的成型，各國的輪胎成型機制造商無不絞盡腦汁地研究，開發(fā)高效、精確、簡捷的輪胎成型設(shè)備。我國的輪胎設(shè)備制造企業(yè)也在工藝、技術(shù)、高效率上不斷研發(fā)符合生產(chǎn)要求的機器。 施耐德電氣作為電氣自動化在全球的領(lǐng)先者在過去就有著豐富的輪胎成型控制經(jīng)驗，目前更有不斷翻新的高技術(shù)解決方案來支持設(shè)備制造企業(yè)不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率。目前，我們推出的成型機整套控制解決方案就代表了當(dāng)今最新技術(shù)。它帶給用戶的是高效、簡捷，易于調(diào)試、安裝、高性價比。 　　 制造工藝要求 輪胎的成型就是根據(jù)輪胎尺寸要求，把掛膠的簾布和帶子裁斷成一定長尺寸，經(jīng)過貼合，擠壓形成胎坯。因此，根據(jù)成型工藝的要求，設(shè)備一般包含胎體貼合鼓，帶束層鼓，成型鼓，內(nèi)圈傳遞環(huán)，外圈傳遞環(huán)，帶束層供料架，簾布供料架，冠帶層供料架，復(fù)合膠。這些設(shè)備的傳動要求速度快，位置的定位準(zhǔn)確，同時，主鼓在轉(zhuǎn)動時，要求其輔助設(shè)備能夠同步供料。因此，這些設(shè)備的傳動采用伺服電機。在供料架的輔助傳動，裁斷等傳動上有相關(guān)普通電機需要控制。各個機架還有很多開關(guān)點，傳感器點。還有一些氣動單元需要控制。另外，一臺高效的成型機要能夠制造不同尺寸，不同規(guī)格的胎，即在人機界面上，可以調(diào)用各種生產(chǎn)工藝，執(zhí)行各種生產(chǎn)工藝，顯示，記錄生產(chǎn)狀況。有的廠家還要求能夠遠(yuǎn)程調(diào)試，監(jiān)控等。因此，設(shè)計一臺高效，結(jié)構(gòu)簡捷，安裝調(diào)試簡單，控制既集中又分散的控制系統(tǒng)是自動控制廠商不斷追求的目標(biāo)。 施耐德電氣憑借其出色的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，完整的產(chǎn)品線，勾勒出了一幅這樣的畫面。它以3個網(wǎng)絡(luò)貫穿了設(shè)備的3大部分。一個是以太網(wǎng)，一個是通用CAN-OPEN總線，一個是面向運動控制的SERCOS通訊控制。 以太網(wǎng)是施耐德電氣基于MODBUS TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，它的通訊速度可達(dá)10M, 速度快，可傳輸大量數(shù)據(jù)。在這里它用于與基層PLC的數(shù)據(jù)交換以及上位PC和人機界面等的數(shù)據(jù)交換。 CAN-OPEN總線是目前通用，開放的總線技術(shù)，很多設(shè)備供應(yīng)商都把自己的產(chǎn)品賦予CAN總線通訊功能，如變頻器，傳感器，氣動單元。因此，我們把變頻器，傳感器，編碼器都接在CAN總線上，CAN總線的通訊速度可達(dá)1M, 方便了我們對數(shù)據(jù)快速響應(yīng)的要求。 SERCOS是Serial Real Time Communication System 的縮寫, 它如指揮管弦樂隊演奏出強有力的, 令人難忘的, 協(xié)調(diào)的樂曲一樣, 當(dāng)前的運動控制產(chǎn)品制造商已經(jīng)開發(fā)出范圍廣泛的運動控制整體解決方案, 令運動控制更加隨心所欲。 就以施耐德電氣的基于PLC的SERCOS總線控制技術(shù)來說，一旦把硬件結(jié)構(gòu)搭建完畢，實現(xiàn)的運動控制功能是可以隨意由軟件編程來完成的，這里既不用考慮變更硬件，也不用考慮干擾問題，因為SERCOS總線數(shù)據(jù)的傳輸是由光纜完成的。這種業(yè)界公認(rèn)的SERCOS通訊結(jié)構(gòu)，為多軸應(yīng)用提供了開放的光纖標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)?？梢苑浅７奖愕膶崿F(xiàn)多軸的電子齒輪功能，電子凸輪功能，多軸的運動插補功能, 電子虛軸等功能。 　　 控制結(jié)構(gòu)如圖所示 橡膠輪胎成型機-Premium PLC方案 方案的設(shè)計特點 這次我們提供的整體解決方案有以下幾個亮點： 1．用PREMIUM PLC帶以太網(wǎng)的CPU，通過以太網(wǎng)控制13個站的TWIDO PLC，TWIDO PLC安裝在基層現(xiàn)場。 這樣，由于不采用PREMIUM的I/O模板和BUS總線，使得總體PLC成本大大降低。又由于TWIDO PLC放置在基層，使主控柜節(jié)省了大量空間，節(jié)省了向基層鋪設(shè)的電纜。用戶的安裝很簡捷，大大節(jié)省了安裝和調(diào)試時間?；鶎拥腡WIDO PLC是帶CPU的，可以獨立編程，操作。實現(xiàn)了分散控制概念。同時，通過以太網(wǎng)把數(shù)據(jù)送到主站PREMIUM PLC中。人機界面HMI可以掛在以太網(wǎng)上，向PLC發(fā)出任務(wù)請求，顯示執(zhí)行狀態(tài)等。如果需要工控機也可以掛在以太網(wǎng)上，通過PLC IP地址訪問PLC實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，調(diào)試。 　　 2．采用CAN總線對變頻器，自動化閥島，編碼器進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集 在輪胎成型機中有眾多的氣動元件，變頻器需要控制，為了減少復(fù)雜的安裝，我們采用了CAN總線通訊技術(shù)，即一條電纜控制多臺變頻器，自動化閥島，多點傳感器單元，采集多個編碼器數(shù)據(jù)。這種設(shè)計由于省掉了大量的模擬量，高速計數(shù)模板，而使價格有了相當(dāng)?shù)母偁幜Γ彩拱惭b節(jié)省了大量的電纜鋪設(shè)?？煽啃源蟠筇岣摺Ｊ┠偷碌淖冾l器內(nèi)置了CAN_OPEN通訊卡，也使用戶使用起來很方便。目前，帶CAN總線的編碼器使數(shù)據(jù)的傳輸再也不用擔(dān)心干擾對其的影響。 　　 3．運動控制系統(tǒng)采用SERCOS通訊控制技術(shù) 因為在輪胎成型中，運動控制有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)需要實現(xiàn)： · 多段定長控制，即根據(jù)不同規(guī)格需要輸送定長的材料帶。 · 同步跟蹤控制，即一個帶層的運動要求其它帶層同步運動。 · 插補控制，即成型鼓轉(zhuǎn)動的周長，需要若干個供料架在同一時間提供同樣周長的帶子。 · 在線測量，即在帶子高速運動過程中，通過光電傳感器的上升沿和下降沿 測量出帶子的長度。 · 對力矩的控制，在此模式下，伺服電機可以工作在設(shè)定力矩。 施耐德電氣基于PLC的SERCOS運動控制模板對以上伺服電機的控制易如反掌，而且采用光纜通訊，速度更快，沒有干擾，方便調(diào)試。 施耐德電氣的伺服驅(qū)動器LEXIUM15和BSH電機滿足了對帶束層鼓，胎體貼合鼓，成型鼓，及帶束層供料架，簾布層供料架，傳遞環(huán)的傳動要求。另外，電機的急停和安全保護(hù)信號是直接接到驅(qū)動器上的，由驅(qū)動器直接處理，速度和可高性更高。