专利名称：橡胶v型带硫化罐控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为橡胶V型带硫化罐控制装置，主要用于我国橡胶工业中橡胶V型带的硫化工艺自动化控制，亦可对当前国内橡胶工业中各种类型硫化罐的硫化工艺进行自动化改造。该实用新型操作方便、工艺参数易于调整、保密性强，可靠性高，是我国橡胶工业硫化工艺实现自动化的得力工具。
当前，我国橡胶工业的硫化工艺自动化程度处于较低水平，特别是V型带的生产大部分属平板硫化，这种硫化方式的缺点是一根V型带根据其长度的不同需分若干次硫化，这样势必使硫化时间随带的长度增加而成倍增加，不仅使生产效率大为降低，而且也严重浪费能源，增加生产成本。另外，由于操作人员素质的不同，所生产的带的质量也会有较大的差异，影响了产品质量的一致性，在产品质量就是企业生命的现今，这必然是企业长足发展的巨大障碍。
近年来，一部分橡胶生产企业进行了V型带的硫化工艺自动化改造，特别是硫化罐的应用渐为普及，但从使用情况看，都存在着不同程度的缺陷，有的可靠性差，经常出现故障，有的人工参与量大，不仅影响生产效率，而且在操作人员素质较低或工作疏忽时容易引起误操作，造成人为故障，影响产品质量，同时也影响生产的正常进行。
近年来，不少生产厂家为了提高产品质量和生产效率，对平板硫化工艺进行了技术改造，开始使用硫化罐设备对V型带进行硫化，虽然生产效率大为提高，但也存在一些问题一是自动化程度低，人工参与量大；二是不能根据生产情况的改变而方便地调整工艺参数；三是工艺参数(主要是硫化时间)由工人掌握，实行计件时会出现偷减工时，影响产品质量等问题。本实用新型的目的就是开发研制一种能解决以上问题，并适合不同规格V型带硫化罐(φ400-φ1200mm)的自动控制装置，为使研制工作少走弯路，避免重复劳动，我们进行了广泛的调研，并委托我省科技情报所进行情报资料检索与查询，据该情报所对包括中国专利库(1985-1999．9)、科技成果库等在内的15个文献数据库进行检索查询，尚无采用PLC技术对V型带硫化罐硫化工艺全过程进行自动控制的文献及专利报导。
据此，我们开始针对橡胶工业中V型带硫化工艺要求与特点开展了自我设计的研制工作。在橡胶V型带的生产过程中，硫化罐设备处于长期连续工作状态，而且是利用高温、高压的蒸汽来对V型带进行硫化。这就要求控制系统必须能在高温，高湿条件下长期稳定可靠工作，而且必须在保证生产过程安全的基础上实现硫化过程的自动化，以减轻工作人员的劳动强度，并避免误操作引起的质量问题和人为事故。
在对生产工艺深入了解之后，根据现场的生产环境，决定采用如下技术路线(1)选用小型化、高性能、环境适应能力强，可在恶劣的工业环境下可靠工作的小型PLC为该系统的控制核心进行自动化控制。(2)PLC与外部电磁阀之间通过中间继电器连接，当PLC有输出信号时，对应中间继电器吸合，从而使电磁阀导通，这保障了PLC的输出端子不受意外损坏。(3)由于生产要求，一套设备要硫化的带型分A、B两种，而且两种带的工艺要求也不完全相同，其内进汽前的延时和总的硫化时间都不一样，为了能方便进行生产工艺的转换和参数调整，我们在控制装置主控板上设计了一个设置面板，该面板上设计了二个微动开关和三个拨盘，二个微动开关分别控制A、B两种带型生产工艺的转换和进行手动、自动切换，以方便带型转换和维修，调整起来十分方便。三组拨码开关则用于V型带硫化工艺中要求的硫化时间和排汽时间的设定，同时，这三组拨码开关还作为手动功能启用的密码输入器，进一步限制无关人员对工艺参数的更改，确保产品质量的稳定。(4)为了既方便技术人员调整工艺参数，又防止素质不高的操作工人随意更改工艺参数、偷减工时，本实用新型将装有设置面板的主控板安放在一个可以上锁的控制箱内，平时上锁，钥匙由技术人员掌握，用于必要的工艺参数的调整。将需要工人进行操作的开、关盖按钮和内、外排汽按钮另设计了一个操作面板，置于硫化罐前，方便工人操作。在硫化罐箱体左上方，还安装有硫化时间显示器，供工人对硫化时间进行监视，一旦与设置参数有差异，及时通知技术人员调整或维修。(5)在生产中，安全性是十分重要的，为了确保硫化过程的安全，我们采用了一个压力控制器SY，其作用是控制关盖后，当外压达到设定值时开始延时计时，硫化过程结束，罐内压力降到安全值时才能将盖打开。在线路上，各输出之间和PLC内部程序都设计有互锁功能，其中尤以行程开关为主，当盖子没有合到位时，行程开关不动作，硫化过程就无法进行，这些设计充分保障了设备的安全性和可靠性。
根据以上技术方案所设计的硫化罐控制系统有如下优点1．自动化程度高操作工人只需简单培训便可上岗操作，生产出优质产品。
2．适用性强本装置可用于φ400-φ1200mm各种类型V型带硫化罐装置的全工艺过程自动化控制，对不同带型(如A带、B带)所需不同的硫化工艺参数可由技术人员方便的进行调整。
3．可靠性高本装置工艺参数的调整和工人操作分别由设置面板和操作面板实现，其中设置面板安装在本装置控制箱内的主板上，技术人员调整好工艺参数后可将控制箱上锁，一般操作工人或无关人员无法对工艺参数随意修改，偷减工时影响质量。
4．操作方便设置面板在控制箱内主控板上方，技术人员打开控制箱便可方便调整工艺参数；操作面板安装于罐体前，工人将带放入罐后，可方便进行各种操作。
5．安全性好本控制装置设计的多重安全保护措施，确保了工艺过程中设备和人员的安全。
以下结合附图和实施例对实用新型作进一步说明附
图1本实用新型外观结构示意图；附图2本实用新型控制箱内主控板元器件布局示意图；附图3本实用新型现场安装示意图；附图4本实用新型原理线路图；附图5本实用新型PLC程序流程图。
实施例一种橡胶V型带硫化罐控制装置。
附
图1为本实用新型外观结构示意图，其中1为本实用新型控制箱箱体，2为箱盖，3为报警指示灯，4为电源指示灯，5为电源开关，6为控制箱内主控板，7为控制箱底三个引出线孔，8为操作面板，9为时间显示器，8、9均安装于硫化罐的箱体上，便于工人操作和观察。
附图2为本实用新型控制箱内主控板元器件布局示意图，其中10为设置面板，11为变压器，12为熔断器，13、14为输出接线端子，15为继电器J1-J7，16为PLC。
附图3为本实用新型现场安装示意图，其中17为硫化罐箱体，18为硫化罐罐体，19为硫化罐盖。
附图4为本实用新型原理线路图，其中PLC为三菱FXON-40MR微型可编程控制器，它是本实用新型的控制核心，它的L、N端通过熔断器RD1接交流220V的火线和零线，L1为电源指示灯，它的输入端X000-X003通过接线端子引出分别与操作面板上的开盖按钮SA1，关盖按钮SA2及罐体上的行程开关触点J1-1和压力控制器SY相连；它的输入端X004-X007、X010-X013、X014-X017和X020、X021则分别与本实用新型设置面板上的三个拨盘(排汽、硫化时间个位设定、十位设定)和两个微动开关(自动／手动切换钮子开关K2和硫化带A／B型转换开关K3)相连，COM为各输入点提供电源。
PLC的输出端分为四组Y000、Y001和COM0、COM1为一组，用于时间显示器的暂停和复位，时间显示器由220V交流供电；Y002、Y003和COM2为一组，Y002通过中间继电器J6控制内进气电磁阀DC6，Y003通过中间继电器J7控制外进气电磁阀DC7；Y004、Y005、Y006、Y007和COM3为一组，它们分别通过中间继电器J2、J3、J4、J5控制关盖、开盖、外排气、内排气电磁阀DC2、DC3、DC4、DC5；Y017和COM5为一组，Y017接报警指示灯L2，以上后三组的公共端COM2、COM3和COM5通过熔断器RD2与变压器输出的交流220V相连。
为确保硫化工艺自动化过程安全可靠，利用继电器常开、常闭触点设计了自锁功能。各中间继电器之间的互锁关系如下关盖中间继电器J2的常闭点J2-1接开盖中间继电器J3的常开点J3-2，开盖中间继电器J3的常闭点J3-1接关盖中间继电器J2的常开点J2-2，这样关、开盖中间继电器之间实现互锁，保证开、关盖过程不受误操作的干扰。
行程开关XC与中间继电器J1接在输入220V交流火线与零线之间，J1的常开点J1-1接PLC的行程开关到位输入端X002，J1-2与内、外排汽中间继电器J4、J5的常闭点J4-1、J5-1连接。电源合上后，只有行程开关到位，继电器J1通电，常开点J1-1、J1-2闭合后，才可能进行外进汽开始和下一步的内排汽、外排汽动作。
外排汽中间继电器J4的常开点J4-2接外排汽电磁阀DC4，常闭点J4-1接内进汽中间继电器J6的常开点J6-1，内排汽中间继电器J5的常开点J5-2接内排汽电磁阀DC5，常闭点J5-1接外进汽中间继电器J7的常开点J7-1。这样，内外进汽中间继电器与内外排汽中间继电器之间实现互锁，保证内外进汽、排汽不受误操作的干扰。
附图5为本实用新型PLC程序流程图，其流程如下首先程序初始化，将时间校零，各器件复位，然后，工人按关盖按钮，程序检查关盖是否到位，到位后，继电器J1通电，与PLC的X002输入端相连的触点J1-1闭合，给PLC输入一个信号，控制PLC的Y003输出，J7通电，J7-1闭合，外进汽电磁阀DC7动作，打开外进汽电磁阀，外进汽开始，外压不断升高，当外压达到设定值时，压力控制器SY动作，延时计时开始，当延时时间达到设定值，程序控制PLC的Y002输出，J6通电，J6-1闭合，打开内进汽电磁阀DC6，内进汽开始，同时给时间显示器一个暂停解除信号，时间显示器开始内进汽计时，同时程序不断检查内进汽时间，时间达到设定值，Y006、Y007输出，J4、J5通电，打开内、外排汽阀DC4、DC5，排汽时间到后程序检查压力控制器是否降至安全值，是则Y005输出，J3通电，J3-2闭合，J3-1打开，保证只有开盖电磁阀动作，硫化罐自动开盖，一次硫化过程结束。如果在设定的排汽时间内压力未降至安全值，则Y017输出报警灯L2闪烁，提示操作工人有故障需要排除。
本实用新型对橡胶V型带的全自动硫化过程如下接通电源，首先由技术人员按生产工艺要求调整设置面板上相应的开关，如生产A型带，则通过拨码开关将硫化时间调整为15分钟，排汽时间依罐体大小确定，将设置面板上两个钮子开关分别拨至“自动”、“A”位置；如生产B型带，则将硫化时间调为17分钟，钮子开关调至“自动”、“B”位置，设置完毕后将控制箱上锁，由操作工人进行操作。
操作工人首先将V型带吊入罐内，并检查密封圈等是否放好，然后按关盖按钮，PLC输出关盖信号，关盖电磁阀动作，开始关盖，在盖子未关好即行程开关未动作之前，可按开盖按钮将盖子打开，进一步检查密封圈并将之放好。一旦行程开关动作到位，自动硫化过程开始，在3秒延时后，PLC控制外进汽电磁阀动作，开始外进汽，外压不断升高，当压力达到设置值时，延时计时开始，A带为2分钟，B带3分钟，计时完成后，开始内进汽，同时开始计时，这时时间显示器亦同时开始显示硫化时间，A带为15分钟，B带为17分钟，待时间到后，PLC输出信号，停止内、外进汽，打开内、外排汽电磁阀，按预先设置的排汽时间将罐内汽体排出，排汽时间到后，压力控制器检测罐内压力，如果降至安全值下，PLC输出开盖信号，开盖电磁阀动作，将盖子打开。如果压力未降至安全值下，则PLC输出报警信号，提示有关人员排除故障，故障排除后，开盖，将带取出，整个过程结束。
手动硫化过程与自动过程大致相同，只不过手动状态时，可随时按开盖按钮，将盖子打开。
权利要求1．一种橡胶工业用的橡胶V型带硫化罐控制装置，由工业用小型PLC、中间继电器、电磁阀、行程开关、压力控制器、时间显示器、拨盘及各种按钮、开关组成，其牲征是控制装置主控板上PLC与外部电磁阀之间通过中间继电器连接，主控板上设计了一个设置面板，上面有控制A、B带型转换和手动／自动工作方式切换的两个微动开关和用于设定硫化时间和排汽时间的三个拨盘，该主控板安放在一个可以上锁的控制箱内，需要工人进行操作的开、关盖按钮和内、外排汽按钮另设计了一个操作面板，置于硫化罐前，需要工人观察监视内进汽时间的时间显示器则置于硫化罐箱体左上方，在线路上，PLC各输出之间与内部程序都设计有互锁功能，各输出之间的互锁连接为关盖中间继电器J2的常闭点J2-1接开盖中间继电器J3的常开点J3-2，开盖中间继电器J3的常闭点J3-1接关盖中间继电器J2的常开点J2-2，行程开关XC与中间继电器J1接在输入220V交流火线与零线之间，J1的常开点J1-1接PLC的行程开关到位输入端X002，J1-2与内、外排汽中间继电器J4、J5的常闭点J4-1、J5-1连接，外排汽中间继电器J4的常开点J4-2接外排汽电磁阀DC4，常闭点J4-1接内进汽中间继电器J6的常开点J6-1，内排汽中间继电器J5的常开点J5-2接内排汽电磁阀DC5，常闭点J5-1接外进汽中间继电器J7的常开点J7-1。
专利摘要一种橡胶V型带硫化罐控制装置,由工业用小型PLC及外围电路组成,该控制装置PLC与外部电磁阀之间通过中间继电器连接,且PLC各输出之间与内部程序均设计有互锁功能,从而充分保证了PLC及设备的安全性和可靠性。此外,本控制装置主控板上设计了一个设置面板,用于技术人员调整工艺参数,以适应不同带型生产需要,另设计了一个操作面板和时间显示器,置于硫化罐前工人易于操作和观察的地方,既方便了工人操作,又进一步确保了工艺参数的正确。该控制装置可广泛用于我国橡胶工业中各种硫化罐的硫化工艺全自动化控制。
文档编号B29C35/04GK2414902SQ0020305
公开日2001年1月17日 申请日期2000年1月28日 优先权日2000年1月28日
发明者何世钧, 端凯, 孟琰, 朱方园, 陈德军, 徐军峰, 陈清 申请人:河南省科学院应用物理研究所