Page 125 - 《橡塑技术与装备》2024年2期

工业自动化 李斌·基于西门子 PLC 的双闭环 PID 控制在橡胶制品挤出上的应用

基于西门子 PLC 的双闭环 PID 控制

在橡胶制品挤出上的应用

李斌
( 桂林橡胶设计院有限公司，广西 桂林 541004)

摘要 ： 现有轮胎生产技术中，轮胎产品中的主要半制品橡胶部件需要采用挤出工艺进行生产，半制品挤出过程是生产汽车轮
胎必不可少的工艺环节，挤出制品的质量与精度直接影响到轮胎产品的最终质量与精度，也影响到轮胎生产的成本。解决稳定性差，
挤出精确性差问题迫在眉睫。本文论述的控制系统采用一种串联双闭环 PID 算法进行速度的闭环控制 , 能够较好的解决现有轮胎
半制品挤出生产技术中稳定性差和挤出精确性差的问题。
关键词 ： 松弛挤出 ；串联双闭环 PID 控制 ；稳定性 ；精确性
中图分类号 ： TQ330.493 文章编号 ： 1009-797X(2024)02-0071-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.02.017

1 绪论 行速度的双闭环控制 , 能够有效的解决现有轮胎半制
1.1 轮胎企业面临转型升级的挑战 品挤出生产技术中定型稳定性差和挤出精确性差的问
现在绿色轮胎在全球范围内已成为发展潮流，其 题。
中降低轮胎滚动阻力是绿色轮胎的一个显著技术标志，
是轮胎革新的一个重要目标，因应这种需求，各轮胎 2 轮胎半制品挤出传统生产方式的问题
公司普遍把轮胎轻量化和低断面轮胎结构作为设计革 分析
新的一个方向，这就对工艺控制提出了更加严格的要 目前国内大部分轮胎厂的轮胎半制品的挤出生产
求。而现有轮胎生产技术中，轮胎产品中的主要半制 采用的控制方式是传统的 “ 配方式 ” 开环控制方式，
品橡胶部件需要采用挤出工艺进行生产，半制品挤出 即由生产人员事先试验出各种制品在一定挤出速度和
过程是生产汽车轮胎必不可少的工艺环节，挤出制品 生产线速度状态下的合理速度配比参数组，以配方的
的质量与精度直接影响到轮胎产品的最终质量与精度， 形式保存到工控机中，工人在日常生产中可以直接地
也影响到轮胎生产的成本，因此对半制品挤出部件的 在工控机中选择相应规格的 “ 配方 ” 来进行生产。但
精度要求提升到一个新的等级，尤其是轮胎标签法的 是这些配方是无法完全适应复杂多变的实际的生产过
实施对轮胎的产品品质提出了全新的高标准要求 , 轮 程，因为有很多因素会影响挤出稳定性和精确性，例
胎企业也面临着转型升级的挑战 . 可以预见，在轮胎 如：
半制品挤出领域，高精度挤出的时代即将到来。 （1）由于机器精度误差引起的喂料波动。
1.2 轮胎半制品挤出传统生产方式 （2）由于调速器控制电机误差引起的挤出机速度
目前国内大部分轮胎厂的轮胎半制品的挤出生产 波动。
方式为采用 “ 配方式 ” 开环控制的模式进行生产。开 （3）由于炼胶工序的误差引起的胶料质量波动。
环的控制方式，缺乏自动纠偏调节能力 , 不能及时调 （4）由于胶料原材料本身的质量问题引起的胶料
整由于难以避免的各种因素所引起的误差，即抗扰动 品质波动。
能力差，其挤出的精确性就差，对国内大部分轮胎厂
来说，提升半制品挤出品质迫在眉睫。
作者简介 ：李斌（1983-），男，高级工程师，主要从事橡
1.3 提升轮胎半制品挤出品质的解决方案 胶机械电控系统设计、调试、技术管理等工作。
本文论述的控制采用一种串联双闭环 PID 算法进 收稿日期 ：2023-08-08

年
2024 第 50 卷 ·71·