AI仪表在轮胎硫化温度控制改造中的应用

一、 概述

    轮胎外胎硫化机作为轮胎行业的主要生产设备，其控制系统的好坏、自动化水平的高低，将直接影响轮胎硫化的质量。在日益激烈的市场竞争环境下，如何提高轮胎硫化机自动控制水平以及工艺参数控制精度，已成为提高轮胎产品质量的一个至关重要的环节。本文主要介绍采用AI智能温控器等替代三针记录仪，实现硫化外压温度的闭环控制和记录。

二、 原控制分析

    硫化机控制系统在硫化过程中受外界因素影响较多，例如胎坯的初始温度、胶囊内热水的温度、模具温度以及传热面的导热性能等。在实际生产中，总是按照条件较差的一个因素来确定硫化时间，通常采用延长硫化时间的办法以确保轮胎完全硫化。采用这种方式控制轮胎硫化既浪费了能源降低了生产效率，也影响轮胎的质量。在控制系统中也存在很多问题，比如外压温度控制。目前一些硫化机外压温度的控制多采用带有比例调节功能的三针记录仪，机械式三针记录调节仪根据测量采集到的信号通过气动比例放大器将控制气源信号送至硫化机外压气动薄膜调节阀，调节其开度，实现对硫化过程外压温度的控制。由于其比例参数的调节及输出气源的放大比例均采用机械螺杆手工调节，没有一个精确的参数值，各参数的设定要手工完成，调整参数十分复杂。由于每台硫化机的设备状况各不相同，每台设备需要反复调整控制参数。另外它是机械式结构，在使用一段时间后经常会出现螺杆位移造成比例失调，又需重新调整。机械式三针记录调节仪还存在调节精度较低，无反馈信号，执行动作迟滞等多种缺陷。由于硫化生产现场多为高温多尘环境，经常出现记录笔尖堵塞故障，造成原始记录缺失，直接影响轮胎生产控制。在国外机械式三针记录仪已属于淘汰产品，国外记录仪厂商专供中国市场，其价格昂贵，备件不易采购，维修非常困难，需要频繁更换记录墨水、记录纸等消耗材料。

三、 系统改造

为实现生产过程的数据采集、统计、超限报警、轮胎编号输入、硫化过程工艺参数的历史查询等功能，且为了节省改造时问，保留其他硬件及控制功能不变，仅将原三针记录仪的功能，即硫化外温的连续调节功能和硫化内压、内温、外温的运行参数连续记录功能采用宇电仪表替代。采用该方案的优点是不需对原有的系统进行大的改造，短时间内即可完成改造，基本不影响现有的生产。

1、仪表选型：控制仪表选择宇电AI-808AX3L2S4仪表。它具有可编程输入（万能输入）功能，可自由选择输入多种热电偶、热电阻及线性电流、电压、电阻等信号； 输入采用数字校正系统，内置常用热电偶，热电阻非线性校正表格，测量精确稳定；先进的AI人工智能调节算法具有自整定、自学习功能，无超调及无欠调的优良控制特性。运行参数采集仪表采用AI-706MJ5J2J2S仪表。它是采用模块化技术的多路测量显示仪，配合各种输入模块，能分别测量1~6路热电偶、热电阻、电压、电流等多种信号，使用高性能的元器件，大大降低温度漂移并使得6个通道之间相互干扰降低，使多路测量在精度及抗干扰性能上也达到了与单路测量仪表相当的水准。

     2、系统控制步骤：当硫化机合模到底后，首先打开一次水，切换二次水，然后硫化过程开始。现场控制系统将一个硫化开始信号上传至控制室，硫化机外压蒸汽气动薄膜调节阀气源接通，外压蒸汽进入硫化机蒸汽室，外温测温元件铂电阻将测量到的温度信号传至AI-808仪表，AI仪表根据测到的温度和设定温度比较，经PID运算后输出4-20mA电流信号自动调节气动薄膜调节阀开度控制硫化蒸汽的进汽量，实现硫化过程中外压温度的自动调节。在硫化过程中产生的蒸汽冷凝水通过每台硫化机的疏水阀排入冷凝水主管道中。

   3、仪表调试：在没有经验控制参数的时候，为了达到最佳的控制效果，仪表要进行PID自整定，但一般的调节仪表在自整定时的调节状态是位式控制，输出量要么<< span="">