隨著我國(guó)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(fèi)品。這種需求拉動(dòng)了我國(guó)輪胎，橡膠工業(yè)。致使國(guó)際，國(guó)內(nèi)的輪胎制造商紛紛登陸中國(guó)，投資建廠，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，滿足不斷增長(zhǎng)的輪胎需求。在輪胎生產(chǎn)中，最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是輪胎的成型，各國(guó)的輪胎成型機(jī)制造商無不絞盡腦汁地研究，開發(fā)高效，精確，簡(jiǎn)捷的輪胎成型設(shè)備。我國(guó)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(jī)器。 施耐德電氣作為電氣自動(dòng)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(yàn)，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(jī)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(jiǎn)捷，易于調(diào)試，安裝，高性價(jià)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(zhǎng)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(dòng)要求速度快，位置的定位準(zhǔn)確，同時(shí)，主鼓在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，要求其輔助設(shè)備能夠同步供料。因此，這些設(shè)備的傳動(dòng)采用伺服電機(jī)。在供料架的輔助傳動(dòng)，裁斷等傳動(dòng)上有相關(guān)普通電機(jī)需要控制。各個(gè)機(jī)架還有很多開關(guān)點(diǎn)，傳感器點(diǎn)。還有一些氣動(dòng)單元需要控制。另外，一臺(tái)高效的成型機(jī)要能夠制造不同尺寸，不同規(guī)格的胎，即在人機(jī)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(jì)一臺(tái)高效，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，控制既集中又分散的控制系統(tǒng)是自動(dòng)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(gè)網(wǎng)絡(luò)貫穿了設(shè)備的3大部分。一個(gè)是以太網(wǎng)，一個(gè)是通用CAN-OPEN總線，一個(gè)是面向運(yùn)動(dòng)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(jī)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(dòng)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(duì)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(duì)演奏出強(qiáng)有力的, 令人難忘的, 協(xié)調(diào)的樂曲一樣, 當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品制造商已經(jīng)開發(fā)出范圍廣泛的運(yùn)動(dòng)控制整體解決方案, 令運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)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?yàn)镾ERCOS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)。可以非常方便的實(shí)現(xiàn)多軸的電子齒輪功能，電子凸輪功能，多軸的運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)功能, 電子虛軸等功能。
方案的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
這次我們提供的整體解決方案有以下幾個(gè)亮點(diǎn)：
1． 用PREMIUM PLC帶以太網(wǎng)的CPU，通過以太網(wǎng)控制13個(gè)站的TWIDO PLC，TWIDO PLC安裝在基層現(xiàn)場(chǎng)。
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(jiǎn)捷，大大節(jié)省了安裝和調(diào)試時(shí)間。基層的TWIDO PLC是帶CPU的，可以獨(dú)立編程，操作。實(shí)現(xiàn)了分散控制概念。同時(shí)，通過以太網(wǎng)把數(shù)據(jù)送到主站PREMIUM PLC中。人機(jī)界面HMI可以掛在以太網(wǎng)上，向PLC發(fā)出任務(wù)請(qǐng)求，顯示執(zhí)行狀態(tài)等。如果需要工控機(jī)也可以掛在以太網(wǎng)上，通過PLC IP地址訪問PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，調(diào)試。
2． 采用CAN總線對(duì)變頻器，自動(dòng)化閥島，編碼器進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集
在輪胎成型機(jī)中有眾多的氣動(dòng)元件，變頻器需要控制，為了減少?gòu)?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(tái)變頻器，自動(dòng)化閥島，多點(diǎn)傳感器單元，采集多個(gè)編碼器數(shù)據(jù)。這種設(shè)計(jì)由于省掉了大量的模擬量，高速計(jì)數(shù)模板，而使價(jià)格有了相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力，也使安裝節(jié)省了大量的電纜鋪設(shè)。可靠性大大提高。施耐德的變頻器內(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(duì)其的影響。
3． 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用SERCOS通訊控制技術(shù)
因?yàn)樵谳喬コ尚椭校\(yùn)動(dòng)控制有以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)：
? 多段定長(zhǎng)控制，即根據(jù)不同規(guī)格需要輸送定長(zhǎng)的材料帶。
? 同步跟蹤控制，即一個(gè)帶層的運(yùn)動(dòng)要求其它帶層同步運(yùn)動(dòng)。
? 插補(bǔ)控制,即成型鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的周長(zhǎng)，需要若干個(gè)供料架在同一時(shí)間提供同樣周長(zhǎng)的帶子。
? 在線測(cè)量,即在帶子高速運(yùn)動(dòng)過程中,通過光電傳感器的上升沿和下降沿 測(cè)量出帶子的長(zhǎng)度。
? 對(duì)力矩的控制，在此模式下，伺服電機(jī)可以工作在設(shè)定力矩。
施耐德電氣基于PLC的SERCOS運(yùn)動(dòng)控制模板對(duì)以上伺服電機(jī)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(dòng)器LEXIUM15和BSH電機(jī)滿足了對(duì)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(dòng)要求。另外，電機(jī)的急停和安全保護(hù)信號(hào)是直接接到驅(qū)動(dòng)器上的，由驅(qū)動(dòng)器直接處理，速度和可高性更高。
