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变频控制系统在子午线轮胎生产线中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-10  来源:中国汽车用品网  浏览次数:884
核心提示:  大连组合机床研究所电子中心,辽宁大连116033 1生产线的工艺流程及对控制系统的要求子午线轮胎生产线的工艺流程如所示。轮胎的生产过程在输送滚道上完成。橡胶经过炼胶机加热成半流体状态,然后再经过橡胶挤出机压成条状的胎面,此时胎面仍然是半流体状态。半流体胎面经过接取收缩,送至打印称量,对胎面胶进行称量打号,然后将塑料布导开送入胎面胶下层进行复合,经过上坡,至上冷却水槽进行冷却,再进入下冷却水槽冷

  大连组合机床研究所电子中心,辽宁大连116033 1生产线的工艺流程及对控制系统的要求子午线轮胎生产线的工艺流程如所示。轮胎的生产过程在输送滚道上完成。橡胶经过炼胶机加热成半流体状态,然后再经过橡胶挤出机压成条状的胎面,此时胎面仍然是半流体状态。半流体胎面经过接取收缩,送至打印称量,对胎面胶进行称量打号,然后将塑料布导开送入胎面胶下层进行复合,经过上坡,至上冷却水槽进行冷却,再进入下冷却水槽冷却。冷却后的胎面已变成固体状态,不能再变形。然后胎面通过下坡送至定长裁断处,加工成符合长度要求的合格胎面。同样的生产过程也可以生产胎侧。

  工艺流程图这样的生产工艺要求胎面胶流动的全过程线速度不变,而且在生产过程中手动可调。否则,速度过快,会使胎面拉伸变形;速度过慢,会造成胎面堆积粘贴,所以要求输送滚道全线速度一致。由于不同品种的轮胎,胎面材质不同,生产工艺要求的线速度也不一样,要求速度可调。另外,整个滚道并不是直线布局,由于胎面自重等原因,会造成胎面运行速度改变,所以工艺上要求上、下坡,上、下冷却四道工序的输送滚道应能自动调速并保证具有相应的速度自适应功能。

  2控制系统及配置整个控制系统包括9台电机,分别是收缩滚道电机、连续称量打印电机、导开压合电机、上坡电机、上水槽冷却电机、下水槽冷却电机、下坡电机、胎面快速输送和胎侧输送电机。为保证各段工序胎面线速度一致,每台电机都配备了变频器控制,分别控制各段滚道的线速度,并设有按钮分别控制它们的起动、停止。整个生产线也可实现自动循环。为其中一段滚道的主电路及控制电路。

  如所示,主电路包括一个三相电机保护断路器QF1,一台变频器FVR1电机。50Hz、380V的三相交流电接变频器输入端,变频器根据速度输入端的设定,产生相应频率的三相交主电路及控制电路流电,由U、V、W输出,电机按设定的速度运行。控制电路包括二个控制按钮与一个交流接触器。按下“启动”按钮SB10,交流接触器KM1线圈吸合,连在变频器FWD和CM两端的KM1的开点闭合,变频器正向起动,电机开始正转,按下“停止”按钮SB11,切断KM1,变频器切断,电机停转。

  3系统的调速特点3.1速度反馈的应用如前所述,由于九台变频器的采用,基本保持了胎面在滚道上保持同步移动。但是,整个生产过程中,胎面并不是水平直线运行,由于胎面本身重量以及上、下坡等原因,胎面上行速度减慢,下行速度加快,造成局部速度不同步,尤其在上、下坡和上、下水冷却这四道工序更加突出。为解决这个问题,在这四道工序的每个入口处加一个霍尔传感器和挡铁,利用胎面本身的重量使挡铁与霍尔元件之间有一个相对位移,从而使霍尔传感器产生一个4~20mA的感应电流以负反馈方向接在变频器的电流输入端。如果某工序速度快了,传感器输出给变频器输入端的电流减小,电机速度减慢,反之亦然,从而使速度保持稳定。

  上、下坡和上、下水槽冷却这四道工序各设置一套这样的机构,霍尔传感器的输出接到变频器的电流设定端即11和C1端,改变电机运行速度。这时电机的频率为变频器电压设定与电流设定之和。由于胎面在生产过程中是流动的,挡铁的位置就不断变化,霍尔传感器产生的电流也随之变化,也就不断调节电机运行速度,以确保生产线正常运行。下面以一道工序(上坡)为例说明调速过程。

  单台调速电路统调控制电路器的电压设定端,在13和11端子之间接电位器,而电位器的可调端接端子12调节电位器,可改变11和12端的电压值,从而改变变频器的输出频率。11、C1端为电流设定端,在此输入4~20mA的电流调速信号,亦可改变变频器的输出频率。当电压设定和电流设定同时输入时,设定频率为二者之和。

  实践证明,电流负反馈的引入,成功地解决了局部速度不稳的问题,令生产线上胎面的运行速度完全满足了生产工艺的要求。

  3.2全线统调的设计整个系统包括九台变频器,如果使用它们各自的电压调速端,只能对它们单独进行调速,不能保证整个生产工序速度的“统调”。为保证“统调”,不采用变频器提供的10V电压,而采用一个外接的10V电压。如所示,其中DW0为“总调,DW1为”单调“,L为霍尔传感器。所有的变频器的电压设定端按并接,这样它们的设定值都要受到DW0的控制。调节DW0,即可改变整个系统的速度。每台变频器在DW0下还有一个”单调“电位器(DW1~DW9),通过调节DW1~DW9,实现对每一台变频器的精调,即可在DW0限定的范围之内,改变电压设定值,从而使电机的速度更加精确。

  4使用变频器应注意的几个问题整条子午线轮胎生产线共有9台电机,都需要变频调速,因此在整个控制系统中,变频器是非常重要的控制部件,能否正确使用变频器,是系统能否正常工作的关键。

  41变频器参数设定变频器各项功能均需通过面板予以逐项选择设定,其参数应根据系统的实际情况分析计算后确定。

  这是设计控制系统的主要任务之一。系统设计的成功与否,全赖于此,参数设定后,应予以保护。

  42变频器的安装不境变频器是由大规模集成电路模块组成的,工作时内部器件会产生一定热量,环境的温度、湿度、污染对其工作都有一定影响。因此,在变频器安装方面既要注意密封又要考虑良好的通风散热,以保证变频器的安全运行。

  5结束语为某轮胎厂子午线轮胎生产线所设计的变频控制系统经调试成功投入使用后,一直运行良好。整条生产线速度能够“统调”,同时每道工序还可以“单调”,这在轮胎生产设备中是项新颖的技术。尤其利用变频器的模拟量调速端口引入负反馈控制,可以根据不同的胎面自动调节系统的速度,是非常理想而又易于实现的方法。而PLC(可编程序控制器)的采用可使系统控制更加方便灵活,所以该生产线是变频调速及PLC应用的成功范例。

  床研究所工程师。

  (编辑何钢)(上接第38页)7结束语本文为复杂曲面加工方法的研究开辟了一个崭新的领域,奠定了严密的数学基础。本文所提出的理论非常完备、系统、严谨,改变了以往研究中靠反复试算试凑,没有理论指导的状况。按本文所得到的刀具运动是唯一确定的。采用本文方法加工318、492、叶片,提高工效2~3倍。

 
 
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