【正文】 泛，一般為一對一的硫化，既使可以包不同的輪胎，更換模具也不是很方便。如果能實現(xiàn)這種設(shè)計，既方便操作者更換模具，又可以極大的減少浪費，同時增大了機器的靈活性和適用性。但現(xiàn)在的硫化自動化只能說是相對的，要實現(xiàn)真正的自動化我們的路還很長，會碰到諸如檢測、自動調(diào)整等一系列問題。這需要電子行業(yè)和硫化行業(yè)的共同努力，需要醫(yī)輪胎硫化機械能夠?qū)⑿碌碾娮蛹夹g(shù)及時的應(yīng)用到實踐中來，需要兩個行業(yè)的共同探索。用伺服系統(tǒng)控制的傳動系統(tǒng)即可以通過程序的編寫來控制整個動作的同步問題，又可以消除傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)容易形成積累誤差的缺點，在調(diào)試的過程還可以對每個動作單獨控制，也節(jié)省了調(diào)試所形成的浪費。在對醫(yī)療硫化機械進行自動化上，我們對自動化定義越來越廣，越來越細，研究的也越來越深，從一種機械自動化上升到整個硫化車間的自動化，從硫化的一部分工序到整個硫化過程，整條硫化線及整個車間的設(shè)計將成為一種必然的趨勢。 注重環(huán)保從綠色設(shè)計的角度看待硫化機械，我們需要改進的地方還很多。剛剛修訂過的《固體環(huán)境污染防治法草案》,草案的實施對過度硫化問題提出了具體的限制，雖然仍不完善，但這說明國家已經(jīng)將硫化所引起的環(huán)境問題提到日程上來了。順著這個思路思考一下醫(yī)輪胎硫化機械的整體狀況，就會發(fā)現(xiàn)我們距離“綠色硫化”有多遠。在這條原則的下，我們可以從結(jié)構(gòu)、工藝組合及原材料等方面來考慮我們的硫化機械。本系統(tǒng)設(shè)計的思路是先弄清楚硫化機的工作過程，然后按硫化機工作要求畫出整個系統(tǒng)的大概流程示意圖，最后再使用梯形圖語言編程序。主電機開模開模極限機械手轉(zhuǎn)入放置輪胎機械手轉(zhuǎn)出主電機合模合模極限硫化結(jié)束主電機開模卸胎桿卸胎輸送輪胎輪胎計數(shù)結(jié)束延時硫化要延時硫化?硫化 Y N圖 硫化機工作流程圖2 PLC原理介紹及設(shè)計思路介紹 PLC發(fā)展歷程可編程序控制器的英文為Programmable Controller，在二十世紀七十至八十年代一直簡稱為PC。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。隨著集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品了。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。 國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約三十家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說PLC在我國未形成制造產(chǎn)業(yè)。 在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。我國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品： 施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品； 羅克韋爾公司（包括AB公司）PLC產(chǎn)品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等產(chǎn)品； 西門子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATIC S7400/300/200系列產(chǎn)品； GE公司的產(chǎn)品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。所以說，需要應(yīng)用PLC的場合還很多，在我國就更是如此了。下面通過兩組數(shù)據(jù)(引自工控網(wǎng))說明PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀。這些有利因素刺激了中國冶金行業(yè)的投資。冶金設(shè)備的大量增長帶動了PLC在該行業(yè)的增長, 2003年P(guān)LC 在冶金行業(yè)的市場達到216億元, 2004 年有望達到3億元。在中國, PLC在紡織機械上的運用已經(jīng)有17 年的歷史了, 從最早的進口合成纖維硫化設(shè)備到目前的中小型紡機, PLC 無處不在。紡機的比例在紡織機械中不到5% , 卻用到更多的PLC, 單臺紡紗機最多用到17臺PLC, 主要是60個IO點以下的微型產(chǎn)品。其它各類紡織機械基本上都采用PLC控制, 只有一些相對簡單的設(shè)備采用單片機或者其它控制方式。實際上PLC在中國的應(yīng)用已分布到各行各業(yè), 根據(jù)工控網(wǎng)的調(diào)查, 2003年中國控制類產(chǎn)品市場PLC的占有率已超過50% , 而且保持著10%～ 15%的發(fā)展速度。企業(yè)投入大量的人力和財力建立起來的 PLC 控制系統(tǒng)已經(jīng)成型,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系統(tǒng),需要更大的資金投入,將造成很大的浪費。(3) 目前, PLC 的功能增強、結(jié)構(gòu)優(yōu)化, IO 模塊趨向分散化、智能化,編程工具和編程語言更具標準化和高級化。(5) 現(xiàn)在的 PLC 系統(tǒng)與 DCS 技術(shù)、現(xiàn)場總線IO技術(shù)相結(jié)合,結(jié)構(gòu)開放、擴展方便、技術(shù)先進、價格低廉。 CPU的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。模擬量：按信號類型分，有電流型（420mA,020mA）、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。底板或機架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點說法。多數(shù)PLC具有RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 機型的選擇 PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。需要復(fù)雜控制功能時，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。近年來由于微電子技術(shù)的發(fā)展和進步，使具有完全功能的超大規(guī)模集成電路的價格日趨便宜，同樣也促進可編程控制器成本大大降低，對于采用可編程控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制的系統(tǒng)來改造傳統(tǒng)機床，無論從經(jīng)濟上，還是可靠性，維修性，工作壽命上來說，都是十分經(jīng)濟和劃算的，也是可行的優(yōu)選方案。 PLC的選取及介紹由于本文設(shè)計采用的機型是FX264MR可編程控制器，下面對它進行簡單介紹。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。（2）CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。（3）I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。模擬量：按信號類型分，有電流型（420mA,020mA）、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。 AD模塊FX2N4AD（1）特點AD模塊FX2N4AD是三菱公司生產(chǎn)的特殊擴展模塊，它用于將模擬量輸入轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并將數(shù)據(jù)傳送到PLC，這樣PLC就可以像處理開關(guān)量一樣，同樣方便地處理模擬量。輸入通道接收模擬信號并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這稱為A/D轉(zhuǎn)換。② 基于電壓或電流的輸入/輸出的選擇通過用戶配線來完成，可選用的模擬值范圍是10V到10VDC（分辨率：5mV），并且/或者4到20mA，20到20mA（分辨率：20μA）。④ FX2N4AD占用FX2N擴展總線的8個點。FX2N4AD消耗FX2N主單元5V電源槽30mA的電流。 FX2N4AD性能指標項目電壓輸入電流輸入電壓或電流輸入的選擇基于實際對端子的選擇，一次可同時使用4個輸入點模擬輸入范圍DC 10V到10V（輸入阻抗：200KΩ），注意：如果輸入電壓超過177。DC 20mA到20mA（輸入阻抗:250Ω）,注意：如果輸入電流超過177。數(shù)字輸出12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果以16位二進制補碼方式存儲。1%（對于10V到10V的范圍）177。 FX2N4AD模塊BFM分配表BFM內(nèi)容*0通道初始化 默認設(shè)定值=0000 *1通道1平均取樣次數(shù) 默認值=8*2通道2*3通道3*4通道45通道1平均值6通道27通道38通道49通道1當前值10通道211通道312通道413～19不能使用*20重置為默認設(shè)定值 默認設(shè)定值=H0000*21禁止零點和增益調(diào)整 默認設(shè)定值=0，1（允許）*22零點、增益調(diào)整b7b6b5b4b3b2b1b0G4O4G3O3G2O2G1O1*23零點值 默認設(shè)定值=0*24增益值 默認設(shè)定值=500025～28空置29出錯信息30識別碼K201031不能使用表中帶*號的緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)可由PLC通過TO指令改寫。從指定的模塊量輸入模塊讀入數(shù)據(jù)前應(yīng)先將設(shè)定值寫入，否則按默認設(shè)定值執(zhí)行。① 在BFM 0中寫入十六進制4位數(shù)字H使各通道初始化，最低位數(shù)字控制通道1，最高位控制通道4，各位數(shù)字的意義如下：=0：設(shè)定輸入范圍10～+10V=1：設(shè)定輸入范圍+4～+20mA=2：設(shè)定輸入范圍20～+20mA=3：關(guān)閉該通道例如：BFM 0=H3310，則CH1：設(shè)定輸入范圍10～+10VCH2：設(shè)定輸入范圍+4～+20mACHCH4：關(guān)閉該通道② 輸入的當前值送到BFM 9～12，輸入的平均值送到BFM 5～8。取樣次數(shù)范圍從1～4096，若設(shè)定值