橡胶轮胎硫化控制系统的设计_叶昊.pdf
《橡胶轮胎硫化控制系统的设计_叶昊.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《橡胶轮胎硫化控制系统的设计_叶昊.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、14橡胶轮胎硫化控制系统的设计叶昊(北华航天工业学院 电子与控制工程学院,河北 廊坊 065000)摘要:硫化是轮胎加工的一个环节。通过硫化,使轮胎上的橡胶形成一个整体,具有更好的机械性能。本设计根据现场控制的要求,搭建了西门子博途平台,采用S 7-1 2 0 0 与M o d b u s 总线与变送器通讯,采集硫化罐的温度值。由于受到加热蒸汽压力不稳定的影响,控制过程中可能出现控制偏差,此时需要采用范特霍夫法则,实时计算等效硫化时间。经过现场调试及运行,控制系统稳定,控制效果良好。关键词:橡胶轮胎,硫化,博途平台,范特霍夫法则中图分类号:T P 1 3 文献标识码:A 文章编号:1 6 7
2、3-7 9 3 8(2 0 2 3)0 1-0 0 1 4-0 30 引 言橡胶轮胎硫化的目的是为了提高橡胶分子之间的交联,增强轮胎的机械性能。通过添加硫化剂,控制硫化过程中的温度、压力、时间,完成这一复杂的化学反应1-3。硫化过程中,硫化罐体比较大,安装有多个测温传感器。由于温度控制偏差的存在,因此需要调整硫化时间。本设计中采用了一种智能控制方法,通过对温度的监视,采用范特霍夫法则,实时计算出剩余等效硫化时间,该时间与已经硫化时间之和作为偏差控制下的硫化时间。现场控制系统采用一键启动方式,设置有多种报警提醒,实施全过程跟踪控制。通过配方文件的添加,可生产不同规格的产品。系统自动化水平高,减少
3、了劳动强度,提高了产品的质量。1 硫化工艺要求硫化过程中,采用蒸汽加热的方式实现对橡胶轮胎的硫化。硫化控制系统需实现橡胶硫化过程控制全记录,硫化过程中硫化罐内温度控制、蒸汽压力控制,以及系统压力数据的采集、显示、存储。根据产品要求不同,选择相应硫化工艺方案,计算等效硫化时间,硫化异常数据记录,异常结果处理。硫化工艺结束后,系统发出硫化结束的声光报警提示,工人根据报警停止橡胶硫化。系统还支持数据的存储及打印。2 系统的搭建2.1 硫化罐的搭建 硫化罐属于高温、高压设备。本设计中,采用蒸汽加热方式。由于橡胶在加热硫化过程中存在膨胀变形问题,因此需将橡胶轮胎装入模具中,并且在硫化罐的上下两端增加压力
4、装置,作用于模具上,进一步确保硫化期间不会产生变形。2.2 控制系统的搭建控制系统的搭建4-6是基于西门子博途平台。采用S7-1200 控制器,处理器为CPU1215C,集成有2 个以太网接口,开关量14 入/10 出,模拟量4 入/2出;软件编程上支持SCL语言;Modbus通信模块为CM1241,完成与子站变送器的通信,在数据量和传输速度要求都不高的情况下,能可靠、稳定的将Pt100测得的温度值采集到控制系统中;子站变送器的站号采用十六进制编码;模拟量模块为SM1234,支持电流、电压多个量程信号的输入与输出。3 控制功能的实现硫化控制系统分为两个大部分:控制部分和人机界面部分。控制部分包
5、含的主要内容为:炉温的采集;炉温的确定;配方文件;温度的控制;范特霍夫法则的实时计算;PID参数的整定。3.1 温度的采集采用Pt100 热电阻采集硫化罐内的温度,共9基金项目:北华航天工业学院重点专项项目(Z D-2 0 1 8-1 0)收稿日期:2 0 2 2-0 3-2 5 第一作者简介:叶昊(1 9 7 2-),男,副教授,硕士,河北廊坊人,研究方向为过程控制。第 33 卷第 1 期2023 年 02 月北华航天工业学院学报Journal of North China Institute of Aerospace EngineeringVol.33 No.1Feb.202315个。安装
6、时尽量保持插入深度一致,热电阻不要与硫化罐壁接触,斜向插入,做好密封防潮工作。软件中,在OB100 初始化块中调用MB_COMM_LOAD函数实现Modbus功能的组态,设置通信口ID,波特率等。在OB1 主程序中,调用MB_MASTER函数实现多个通讯子站数据的轮询。3.2 炉温的确定实际控制系统中,安装有9 个Pt100 热电阻测温传感器,分为上、中、下,共3 层,每层3 个。实际控制过程中,需要根据这9 个传感器的测量值来确定炉温,以便决定加热量的大小。本文仅对过程控制中数据融合的4 种方法做出简介,具体的细节请参考相关文献。3.2.1 贝叶斯估计法贝叶斯估计法是基于概率论思想的求解方法
7、。其问题可描述为:已知9 个测温传感器的实测值,求解坐标轴上各个温度值的概率。如果某个温度值的概率最大,则该值即为真值。计算时,并非所有9 个传感器的测量值均参与运算,而是引入了置信距离理论,剔除掉互相支持过小的测量值。该方法的数学描述为:已知9 个传感器的测量值为T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T为真值,求P(T|T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9)的概率分布,其最大概率的T即为真值。P(T|T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9)=P(T,T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9)P(T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7
8、,T8,T9)(1)由于T,T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9为不相关事件,因此分子项中的P(T|T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9)=P(T)P(T1)P(T2)P(T3)P(T4)P(T5)P(T6)P(T7)P(T8)P(T9)(2)变量TN(T0,),属于先验分布;变量T1N(T,);P(T|T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9)N(TN,),求解得到的TN即为真值。3.2.2 加权数据融合算法其基本思想为:赋予每个测量值一个权值。真值等于所有测量值与权值之积的和。权值的求解为带约束条件下的最小方差,其对应的Wi就是传感器对应的权值。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 橡胶轮胎 硫化 控制系统 设计 叶昊
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。