專利名稱：橡膠v型帶硫化罐控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為橡膠V型帶硫化罐控制裝置，主要用于我國橡膠工業(yè)中橡膠V型帶的硫化工藝自動(dòng)化控制，亦可對當(dāng)前國內(nèi)橡膠工業(yè)中各種類型硫化罐的硫化工藝進(jìn)行自動(dòng)化改造。該實(shí)用新型操作方便、工藝參數(shù)易于調(diào)整、保密性強(qiáng)，可靠性高，是我國橡膠工業(yè)硫化工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的得力工具。
當(dāng)前，我國橡膠工業(yè)的硫化工藝自動(dòng)化程度處于較低水平，特別是V型帶的生產(chǎn)大部分屬平板硫化，這種硫化方式的缺點(diǎn)是一根V型帶根據(jù)其長度的不同需分若干次硫化，這樣勢必使硫化時(shí)間隨帶的長度增加而成倍增加，不僅使生產(chǎn)效率大為降低，而且也嚴(yán)重浪費(fèi)能源，增加生產(chǎn)成本。另外，由于操作人員素質(zhì)的不同，所生產(chǎn)的帶的質(zhì)量也會(huì)有較大的差異，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，在產(chǎn)品質(zhì)量就是企業(yè)生命的現(xiàn)今，這必然是企業(yè)長足發(fā)展的巨大障礙。
近年來，一部分橡膠生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了V型帶的硫化工藝自動(dòng)化改造，特別是硫化罐的應(yīng)用漸為普及，但從使用情況看，都存在著不同程度的缺陷，有的可靠性差，經(jīng)常出現(xiàn)故障，有的人工參與量大，不僅影響生產(chǎn)效率，而且在操作人員素質(zhì)較低或工作疏忽時(shí)容易引起誤操作，造成人為故障，影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
近年來，不少生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對平板硫化工藝進(jìn)行了技術(shù)改造，開始使用硫化罐設(shè)備對V型帶進(jìn)行硫化，雖然生產(chǎn)效率大為提高，但也存在一些問題一是自動(dòng)化程度低，人工參與量大；二是不能根據(jù)生產(chǎn)情況的改變而方便地調(diào)整工藝參數(shù)；三是工藝參數(shù)(主要是硫化時(shí)間)由工人掌握，實(shí)行計(jì)件時(shí)會(huì)出現(xiàn)偷減工時(shí)，影響產(chǎn)品質(zhì)量等問題。本實(shí)用新型的目的就是開發(fā)研制一種能解決以上問題，并適合不同規(guī)格V型帶硫化罐(φ400-φ1200mm)的自動(dòng)控制裝置，為使研制工作少走彎路，避免重復(fù)勞動(dòng)，我們進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，并委托我省科技情報(bào)所進(jìn)行情報(bào)資料檢索與查詢，據(jù)該情報(bào)所對包括中國專利庫(1985-1999．9)、科技成果庫等在內(nèi)的15個(gè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索查詢，尚無采用PLC技術(shù)對V型帶硫化罐硫化工藝全過程進(jìn)行自動(dòng)控制的文獻(xiàn)及專利報(bào)導(dǎo)。
據(jù)此，我們開始針對橡膠工業(yè)中V型帶硫化工藝要求與特點(diǎn)開展了自我設(shè)計(jì)的研制工作。在橡膠V型帶的生產(chǎn)過程中，硫化罐設(shè)備處于長期連續(xù)工作狀態(tài)，而且是利用高溫、高壓的蒸汽來對V型帶進(jìn)行硫化。這就要求控制系統(tǒng)必須能在高溫，高濕條件下長期穩(wěn)定可靠工作，而且必須在保證生產(chǎn)過程安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)硫化過程的自動(dòng)化，以減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并避免誤操作引起的質(zhì)量問題和人為事故。
在對生產(chǎn)工藝深入了解之后，根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境，決定采用如下技術(shù)路線(1)選用小型化、高性能、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠工作的小型PLC為該系統(tǒng)的控制核心進(jìn)行自動(dòng)化控制。(2)PLC與外部電磁閥之間通過中間繼電器連接，當(dāng)PLC有輸出信號時(shí)，對應(yīng)中間繼電器吸合，從而使電磁閥導(dǎo)通，這保障了PLC的輸出端子不受意外損壞。(3)由于生產(chǎn)要求，一套設(shè)備要硫化的帶型分A、B兩種，而且兩種帶的工藝要求也不完全相同，其內(nèi)進(jìn)汽前的延時(shí)和總的硫化時(shí)間都不一樣，為了能方便進(jìn)行生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)換和參數(shù)調(diào)整，我們在控制裝置主控板上設(shè)計(jì)了一個(gè)設(shè)置面板，該面板上設(shè)計(jì)了二個(gè)微動(dòng)開關(guān)和三個(gè)撥盤，二個(gè)微動(dòng)開關(guān)分別控制A、B兩種帶型生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)換和進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)切換，以方便帶型轉(zhuǎn)換和維修，調(diào)整起來十分方便。三組撥碼開關(guān)則用于V型帶硫化工藝中要求的硫化時(shí)間和排汽時(shí)間的設(shè)定，同時(shí)，這三組撥碼開關(guān)還作為手動(dòng)功能啟用的密碼輸入器，進(jìn)一步限制無關(guān)人員對工藝參數(shù)的更改，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。(4)為了既方便技術(shù)人員調(diào)整工藝參數(shù)，又防止素質(zhì)不高的操作工人隨意更改工藝參數(shù)、偷減工時(shí)，本實(shí)用新型將裝有設(shè)置面板的主控板安放在一個(gè)可以上鎖的控制箱內(nèi)，平時(shí)上鎖，鑰匙由技術(shù)人員掌握，用于必要的工藝參數(shù)的調(diào)整。將需要工人進(jìn)行操作的開、關(guān)蓋按鈕和內(nèi)、外排汽按鈕另設(shè)計(jì)了一個(gè)操作面板，置于硫化罐前，方便工人操作。在硫化罐箱體左上方，還安裝有硫化時(shí)間顯示器，供工人對硫化時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視，一旦與設(shè)置參數(shù)有差異，及時(shí)通知技術(shù)人員調(diào)整或維修。(5)在生產(chǎn)中，安全性是十分重要的，為了確保硫化過程的安全，我們采用了一個(gè)壓力控制器SY，其作用是控制關(guān)蓋后，當(dāng)外壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)開始延時(shí)計(jì)時(shí)，硫化過程結(jié)束，罐內(nèi)壓力降到安全值時(shí)才能將蓋打開。在線路上，各輸出之間和PLC內(nèi)部程序都設(shè)計(jì)有互鎖功能，其中尤以行程開關(guān)為主，當(dāng)蓋子沒有合到位時(shí)，行程開關(guān)不動(dòng)作，硫化過程就無法進(jìn)行，這些設(shè)計(jì)充分保障了設(shè)備的安全性和可靠性。
根據(jù)以上技術(shù)方案所設(shè)計(jì)的硫化罐控制系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)1．自動(dòng)化程度高操作工人只需簡單培訓(xùn)便可上崗操作，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
2．適用性強(qiáng)本裝置可用于φ400-φ1200mm各種類型V型帶硫化罐裝置的全工藝過程自動(dòng)化控制，對不同帶型(如A帶、B帶)所需不同的硫化工藝參數(shù)可由技術(shù)人員方便的進(jìn)行調(diào)整。
3．可靠性高本裝置工藝參數(shù)的調(diào)整和工人操作分別由設(shè)置面板和操作面板實(shí)現(xiàn)，其中設(shè)置面板安裝在本裝置控制箱內(nèi)的主板上，技術(shù)人員調(diào)整好工藝參數(shù)后可將控制箱上鎖，一般操作工人或無關(guān)人員無法對工藝參數(shù)隨意修改，偷減工時(shí)影響質(zhì)量。
4．操作方便設(shè)置面板在控制箱內(nèi)主控板上方，技術(shù)人員打開控制箱便可方便調(diào)整工藝參數(shù)；操作面板安裝于罐體前，工人將帶放入罐后，可方便進(jìn)行各種操作。
5．安全性好本控制裝置設(shè)計(jì)的多重安全保護(hù)措施，確保了工藝過程中設(shè)備和人員的安全。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對實(shí)用新型作進(jìn)一步說明附
圖1本實(shí)用新型外觀結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2本實(shí)用新型控制箱內(nèi)主控板元器件布局示意圖；附圖3本實(shí)用新型現(xiàn)場安裝示意圖；附圖4本實(shí)用新型原理線路圖；附圖5本實(shí)用新型PLC程序流程圖。
實(shí)施例一種橡膠V型帶硫化罐控制裝置。
附
圖1為本實(shí)用新型外觀結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為本實(shí)用新型控制箱箱體，2為箱蓋，3為報(bào)警指示燈，4為電源指示燈，5為電源開關(guān)，6為控制箱內(nèi)主控板，7為控制箱底三個(gè)引出線孔，8為操作面板，9為時(shí)間顯示器，8、9均安裝于硫化罐的箱體上，便于工人操作和觀察。
附圖2為本實(shí)用新型控制箱內(nèi)主控板元器件布局示意圖，其中10為設(shè)置面板，11為變壓器，12為熔斷器，13、14為輸出接線端子，15為繼電器J1-J7，16為PLC。
附圖3為本實(shí)用新型現(xiàn)場安裝示意圖，其中17為硫化罐箱體，18為硫化罐罐體，19為硫化罐蓋。
附圖4為本實(shí)用新型原理線路圖，其中PLC為三菱FXON-40MR微型可編程控制器，它是本實(shí)用新型的控制核心，它的L、N端通過熔斷器RD1接交流220V的火線和零線，L1為電源指示燈，它的輸入端X000-X003通過接線端子引出分別與操作面板上的開蓋按鈕SA1，關(guān)蓋按鈕SA2及罐體上的行程開關(guān)觸點(diǎn)J1-1和壓力控制器SY相連；它的輸入端X004-X007、X010-X013、X014-X017和X020、X021則分別與本實(shí)用新型設(shè)置面板上的三個(gè)撥盤(排汽、硫化時(shí)間個(gè)位設(shè)定、十位設(shè)定)和兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)(自動(dòng)／手動(dòng)切換鈕子開關(guān)K2和硫化帶A／B型轉(zhuǎn)換開關(guān)K3)相連，COM為各輸入點(diǎn)提供電源。
PLC的輸出端分為四組Y000、Y001和COM0、COM1為一組，用于時(shí)間顯示器的暫停和復(fù)位，時(shí)間顯示器由220V交流供電；Y002、Y003和COM2為一組，Y002通過中間繼電器J6控制內(nèi)進(jìn)氣電磁閥DC6，Y003通過中間繼電器J7控制外進(jìn)氣電磁閥DC7；Y004、Y005、Y006、Y007和COM3為一組，它們分別通過中間繼電器J2、J3、J4、J5控制關(guān)蓋、開蓋、外排氣、內(nèi)排氣電磁閥DC2、DC3、DC4、DC5；Y017和COM5為一組，Y017接報(bào)警指示燈L2，以上后三組的公共端COM2、COM3和COM5通過熔斷器RD2與變壓器輸出的交流220V相連。
為確保硫化工藝自動(dòng)化過程安全可靠，利用繼電器常開、常閉觸點(diǎn)設(shè)計(jì)了自鎖功能。各中間繼電器之間的互鎖關(guān)系如下關(guān)蓋中間繼電器J2的常閉點(diǎn)J2-1接開蓋中間繼電器J3的常開點(diǎn)J3-2，開蓋中間繼電器J3的常閉點(diǎn)J3-1接關(guān)蓋中間繼電器J2的常開點(diǎn)J2-2，這樣關(guān)、開蓋中間繼電器之間實(shí)現(xiàn)互鎖，保證開、關(guān)蓋過程不受誤操作的干擾。
行程開關(guān)XC與中間繼電器J1接在輸入220V交流火線與零線之間，J1的常開點(diǎn)J1-1接PLC的行程開關(guān)到位輸入端X002，J1-2與內(nèi)、外排汽中間繼電器J4、J5的常閉點(diǎn)J4-1、J5-1連接。電源合上后，只有行程開關(guān)到位，繼電器J1通電，常開點(diǎn)J1-1、J1-2閉合后，才可能進(jìn)行外進(jìn)汽開始和下一步的內(nèi)排汽、外排汽動(dòng)作。
外排汽中間繼電器J4的常開點(diǎn)J4-2接外排汽電磁閥DC4，常閉點(diǎn)J4-1接內(nèi)進(jìn)汽中間繼電器J6的常開點(diǎn)J6-1，內(nèi)排汽中間繼電器J5的常開點(diǎn)J5-2接內(nèi)排汽電磁閥DC5，常閉點(diǎn)J5-1接外進(jìn)汽中間繼電器J7的常開點(diǎn)J7-1。這樣，內(nèi)外進(jìn)汽中間繼電器與內(nèi)外排汽中間繼電器之間實(shí)現(xiàn)互鎖，保證內(nèi)外進(jìn)汽、排汽不受誤操作的干擾。
附圖5為本實(shí)用新型PLC程序流程圖，其流程如下首先程序初始化，將時(shí)間校零，各器件復(fù)位，然后，工人按關(guān)蓋按鈕，程序檢查關(guān)蓋是否到位，到位后，繼電器J1通電，與PLC的X002輸入端相連的觸點(diǎn)J1-1閉合，給PLC輸入一個(gè)信號，控制PLC的Y003輸出，J7通電，J7-1閉合，外進(jìn)汽電磁閥DC7動(dòng)作，打開外進(jìn)汽電磁閥，外進(jìn)汽開始，外壓不斷升高，當(dāng)外壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力控制器SY動(dòng)作，延時(shí)計(jì)時(shí)開始，當(dāng)延時(shí)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值，程序控制PLC的Y002輸出，J6通電，J6-1閉合，打開內(nèi)進(jìn)汽電磁閥DC6，內(nèi)進(jìn)汽開始，同時(shí)給時(shí)間顯示器一個(gè)暫停解除信號，時(shí)間顯示器開始內(nèi)進(jìn)汽計(jì)時(shí)，同時(shí)程序不斷檢查內(nèi)進(jìn)汽時(shí)間，時(shí)間達(dá)到設(shè)定值，Y006、Y007輸出，J4、J5通電，打開內(nèi)、外排汽閥DC4、DC5，排汽時(shí)間到后程序檢查壓力控制器是否降至安全值，是則Y005輸出，J3通電，J3-2閉合，J3-1打開，保證只有開蓋電磁閥動(dòng)作，硫化罐自動(dòng)開蓋，一次硫化過程結(jié)束。如果在設(shè)定的排汽時(shí)間內(nèi)壓力未降至安全值，則Y017輸出報(bào)警燈L2閃爍，提示操作工人有故障需要排除。
本實(shí)用新型對橡膠V型帶的全自動(dòng)硫化過程如下接通電源，首先由技術(shù)人員按生產(chǎn)工藝要求調(diào)整設(shè)置面板上相應(yīng)的開關(guān)，如生產(chǎn)A型帶，則通過撥碼開關(guān)將硫化時(shí)間調(diào)整為15分鐘，排汽時(shí)間依罐體大小確定，將設(shè)置面板上兩個(gè)鈕子開關(guān)分別撥至“自動(dòng)”、“A”位置；如生產(chǎn)B型帶，則將硫化時(shí)間調(diào)為17分鐘，鈕子開關(guān)調(diào)至“自動(dòng)”、“B”位置，設(shè)置完畢后將控制箱上鎖，由操作工人進(jìn)行操作。
操作工人首先將V型帶吊入罐內(nèi)，并檢查密封圈等是否放好，然后按關(guān)蓋按鈕，PLC輸出關(guān)蓋信號，關(guān)蓋電磁閥動(dòng)作，開始關(guān)蓋，在蓋子未關(guān)好即行程開關(guān)未動(dòng)作之前，可按開蓋按鈕將蓋子打開，進(jìn)一步檢查密封圈并將之放好。一旦行程開關(guān)動(dòng)作到位，自動(dòng)硫化過程開始，在3秒延時(shí)后，PLC控制外進(jìn)汽電磁閥動(dòng)作，開始外進(jìn)汽，外壓不斷升高，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)置值時(shí)，延時(shí)計(jì)時(shí)開始，A帶為2分鐘，B帶3分鐘，計(jì)時(shí)完成后，開始內(nèi)進(jìn)汽，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，這時(shí)時(shí)間顯示器亦同時(shí)開始顯示硫化時(shí)間，A帶為15分鐘，B帶為17分鐘，待時(shí)間到后，PLC輸出信號，停止內(nèi)、外進(jìn)汽，打開內(nèi)、外排汽電磁閥，按預(yù)先設(shè)置的排汽時(shí)間將罐內(nèi)汽體排出，排汽時(shí)間到后，壓力控制器檢測罐內(nèi)壓力，如果降至安全值下，PLC輸出開蓋信號，開蓋電磁閥動(dòng)作，將蓋子打開。如果壓力未降至安全值下，則PLC輸出報(bào)警信號，提示有關(guān)人員排除故障，故障排除后，開蓋，將帶取出，整個(gè)過程結(jié)束。
手動(dòng)硫化過程與自動(dòng)過程大致相同，只不過手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可隨時(shí)按開蓋按鈕，將蓋子打開。
權(quán)利要求1．一種橡膠工業(yè)用的橡膠V型帶硫化罐控制裝置，由工業(yè)用小型PLC、中間繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、壓力控制器、時(shí)間顯示器、撥盤及各種按鈕、開關(guān)組成，其牲征是控制裝置主控板上PLC與外部電磁閥之間通過中間繼電器連接，主控板上設(shè)計(jì)了一個(gè)設(shè)置面板，上面有控制A、B帶型轉(zhuǎn)換和手動(dòng)／自動(dòng)工作方式切換的兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)和用于設(shè)定硫化時(shí)間和排汽時(shí)間的三個(gè)撥盤，該主控板安放在一個(gè)可以上鎖的控制箱內(nèi)，需要工人進(jìn)行操作的開、關(guān)蓋按鈕和內(nèi)、外排汽按鈕另設(shè)計(jì)了一個(gè)操作面板，置于硫化罐前，需要工人觀察監(jiān)視內(nèi)進(jìn)汽時(shí)間的時(shí)間顯示器則置于硫化罐箱體左上方，在線路上，PLC各輸出之間與內(nèi)部程序都設(shè)計(jì)有互鎖功能，各輸出之間的互鎖連接為關(guān)蓋中間繼電器J2的常閉點(diǎn)J2-1接開蓋中間繼電器J3的常開點(diǎn)J3-2，開蓋中間繼電器J3的常閉點(diǎn)J3-1接關(guān)蓋中間繼電器J2的常開點(diǎn)J2-2，行程開關(guān)XC與中間繼電器J1接在輸入220V交流火線與零線之間，J1的常開點(diǎn)J1-1接PLC的行程開關(guān)到位輸入端X002，J1-2與內(nèi)、外排汽中間繼電器J4、J5的常閉點(diǎn)J4-1、J5-1連接，外排汽中間繼電器J4的常開點(diǎn)J4-2接外排汽電磁閥DC4，常閉點(diǎn)J4-1接內(nèi)進(jìn)汽中間繼電器J6的常開點(diǎn)J6-1，內(nèi)排汽中間繼電器J5的常開點(diǎn)J5-2接內(nèi)排汽電磁閥DC5，常閉點(diǎn)J5-1接外進(jìn)汽中間繼電器J7的常開點(diǎn)J7-1。
專利摘要一種橡膠V型帶硫化罐控制裝置,由工業(yè)用小型PLC及外圍電路組成,該控制裝置PLC與外部電磁閥之間通過中間繼電器連接,且PLC各輸出之間與內(nèi)部程序均設(shè)計(jì)有互鎖功能,從而充分保證了PLC及設(shè)備的安全性和可靠性。此外,本控制裝置主控板上設(shè)計(jì)了一個(gè)設(shè)置面板,用于技術(shù)人員調(diào)整工藝參數(shù),以適應(yīng)不同帶型生產(chǎn)需要,另設(shè)計(jì)了一個(gè)操作面板和時(shí)間顯示器,置于硫化罐前工人易于操作和觀察的地方,既方便了工人操作,又進(jìn)一步確保了工藝參數(shù)的正確。該控制裝置可廣泛用于我國橡膠工業(yè)中各種硫化罐的硫化工藝全自動(dòng)化控制。
文檔編號B29C35/04GK2414902SQ0020305
公開日2001年1月17日 申請日期2000年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者何世鈞, 端凱, 孟琰, 朱方園, 陳德軍, 徐軍峰, 陳清 申請人:河南省科學(xué)院應(yīng)用物理研究所