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1  引言
    平板硫化機(jī)是一種化工行業(yè)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行物理性能測(cè)試的重要設(shè)備。國(guó)內(nèi)現(xiàn)已有多家廠家生產(chǎn)平板硫化機(jī)，其產(chǎn)品的技術(shù)水平相差較大。以上海西瑪偉力為代表的產(chǎn)品技術(shù)水平較高，它們的溫度控制采用溫度控制儀表加接觸器（或可控硅、固態(tài)繼電器），硫化控制采用PLC或繼電器控制。盡管如此，其溫度控制精度只有±2℃，還不能達(dá)到硫化順丁橡膠±0.5℃的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不能同時(shí)滿足SBS（苯乙烯―丁二烯共聚物）、聚丙烯和順丁橡膠三大產(chǎn)品的硫化要求。為此本文引入模糊控制技術(shù)，研制了一套適應(yīng)于該三大產(chǎn)品的平板硫化模糊溫度控制系統(tǒng)。模糊控制具有控制對(duì)象參數(shù)不敏感[1,3]，與PID控制相比超調(diào)小[2]等顯著特點(diǎn)。本文所研究的平板硫化機(jī)可以全自動(dòng)進(jìn)行該三大產(chǎn)品的溫度控制，溫度控制精度可控制在±0.5℃以內(nèi)，有手動(dòng)自動(dòng)硫化選擇功能，成本低。
2  平板硫化機(jī)的控制結(jié)構(gòu)
    根據(jù)平板硫化機(jī)特點(diǎn)，采用以PLC為中心，硫化機(jī)的側(cè)面設(shè)有“硫化”、“停止”、“合?！薄ⅰ伴_(kāi)?！彼膫€(gè)控制按鈕，這樣操作簡(jiǎn)單。PLC選擇Honeywell的UMC800通用多回路控制器，該控制器滿足小型裝置模擬和數(shù)字控制的模塊化控制，有16個(gè)模擬回路，96個(gè)數(shù)字量輸入與輸出，控制模塊與操作器分離，操作器采用全彩色LCD顯示器，可以顯示各種信息及參數(shù)，組態(tài)軟件在PC機(jī)上編程，這樣具有集中管理，分散控制的高可靠性。
(1)  溫度控制
    溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    溫度控制單元由鉑電阻、AI模塊、PID、操作器、AO模塊、可控硅調(diào)壓器組成。該單元決定了溫度控制精度，鉑電阻選用A級(jí)鉑電阻，精度為0.2級(jí)，AI模塊轉(zhuǎn)換位數(shù)為20位，精度達(dá)到0.05%，PID調(diào)節(jié)選用PID+模糊抑制超調(diào)技術(shù) 。
(2)  平板硫化機(jī)溫度控制主電路結(jié)構(gòu)
    平板硫化機(jī)溫度控制系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

?  合模按鈕按下，模板上升，當(dāng)油壓達(dá)到15MPa停止，在此過(guò)程可用停止按鈕停止；
?  開(kāi)模按鈕按下，模板下降，當(dāng)模板下降到底時(shí)停止，在此過(guò)程可用停止按鈕停止。
(2)  平板硫化機(jī)自動(dòng)控制具有以下特性：
    圖4是硫化過(guò)程中油壓與時(shí)間的關(guān)系。
    對(duì)于順丁橡膠的硫化比較簡(jiǎn)單，它只有硫化過(guò)程，沒(méi)有預(yù)熱過(guò)程與排氣過(guò)程，聚丙烯是粉末，沒(méi)有經(jīng)過(guò)煉膠，它的預(yù)熱過(guò)程、排氣過(guò)程與SBS都不相同，它們的預(yù)熱時(shí)間、排氣次數(shù)、硫化時(shí)間是根據(jù)樣品不同而有所不同。
    自動(dòng)硫化是根據(jù)油壓大小、模板位置、時(shí)間三個(gè)變量進(jìn)行操作的。硫化過(guò)程控制，其實(shí)質(zhì)是控制模板的運(yùn)動(dòng)，控制電機(jī)與電磁閥的工作。為了避免誤動(dòng)作，當(dāng)按下硫化按鈕后，系統(tǒng)就自動(dòng)屏蔽硫化機(jī)的硫化、開(kāi)模、合模按鈕，如果在模板上升過(guò)程中出現(xiàn)意外，可按下停止按鈕，模板立即停止運(yùn)動(dòng)，在處理完后，如果想繼續(xù)，則可同時(shí)按下開(kāi)模與合模，模板繼續(xù)運(yùn)動(dòng)（如果模板到位，則無(wú)反應(yīng)）。如果自動(dòng)硫化過(guò)程需要終止硫化，則可同時(shí)按下“停止”、“開(kāi)?！卑粹o四秒鐘后報(bào)警，說(shuō)明硫化已被終止。當(dāng)硫化結(jié)束時(shí)，平板自動(dòng)下降并且發(fā)出報(bào)警，按一下停止按鈕報(bào)警停止。如果硫化結(jié)束40秒鐘后沒(méi)有確認(rèn)，報(bào)警聲停止，控制器自動(dòng)記錄報(bào)警信號(hào)，這樣便于規(guī)范分析。
3.3  參數(shù)設(shè)定
    平板硫化機(jī)需要設(shè)定的參數(shù)對(duì)于同一種樣品是相對(duì)不變的（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)），如果有一個(gè)參數(shù)不對(duì)，則對(duì)樣品數(shù)據(jù)存在影響，并且不易被發(fā)現(xiàn)，所以這套系統(tǒng)采用與眾不同的參數(shù)設(shè)定方法，只需根據(jù)硫化的樣品種類，選擇參數(shù)組的名稱，在進(jìn)行加載（LOAD），所有參數(shù)就自動(dòng)設(shè)定好，操作十分方便。
    在進(jìn)行組態(tài)時(shí)，把參數(shù)設(shè)定為變量，把這些變量抽出來(lái)，做成許多表格，把這些表格分成許多組，并把這些表格組定義名稱，再把這個(gè)表格組內(nèi)的變量設(shè)定需要的值，最后把表格組的名稱組成一個(gè)表格。系統(tǒng)組態(tài)是軟件部分，它是整套系統(tǒng)的靈魂。它大體分為模糊PID調(diào)節(jié)、硫化控制、參數(shù)設(shè)定、信息顯示四部分。
4  結(jié)論
    本文研制的平板硫化機(jī)模糊溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行2年多。實(shí)踐證明：該系統(tǒng)運(yùn)行性能好、故障率低、溫度控制精度高、操作簡(jiǎn)單、工作效率高、分析過(guò)程規(guī)范。解決了SBS、聚丙烯和順丁橡膠三大產(chǎn)品溫度控制與硫化的實(shí)際問(wèn)題。由于溫度控制精度控制在±0.5℃以下，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，該系統(tǒng)具有一定的應(yīng)用前景。