Устройство для управления тепловым процессом вулканизации изделий

(56)В 903 В 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4632671/2405.01.8907.05,91.Бюл. Р 17Куйбьппевскае специальное консторское бюро Научно-производственобъединения Нефтехимавтоматика"Г.Г.Воробьев, В.И.Муратов,Павловский, И.Е.Яковлев,идоров, В.Г.Пороцкий, В,В,СаввльВ,И.Сапрыкин621.555.6 (088.8)Авторское свидетельство СССР187, кл . 0 05 0 27/00, 1981.Авторское свидетельство СССР71764, кл. С 05 Э 23/19, 1984,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕП. ЛОВ 1 К ПРОЦЕССОМ ВУЛКАНИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к области автоматизации процессов изготовления резинотехнических изделий и предназначено для использования в системах управления вулканизируемья оборудованием, в частности форматорами-вулканизаторами, Цель и обретения - повьппение качества вулканизируемых изделий путем оптимизации временного режима вулканизации. Для этого в блок 13 эквивалентного времени вулканизации заносятся оптимальные значения време. ни вулканизации в зависимости от зна1647538 чений температуры теплоносителя,измеряемые датчиками 6,7 температуры соответственно наружного и внутреннего теплоносителя. Текущие значения эквивалентного времени вулканизации сравниваются с заданным значением в цифровом компараторе 17,Разность этих значений управляет Изобретение относится к области автоматизации процессов изготовления резинотехнических изделий и предназначено для использования в системах управления,вулканизационным оборудованием, в частностиформаторами-вулканизаторами;Цель изобретения - повышение качества вулканизируемых изделий путем оптимизации временного режима ю вулканизации.На чертеже. показана структурная схема устройства.Устройство содержит объект 1 управления, например форматор-вулканизатор с системой нагрева и манипулятором, осуществляющим загрузку и выгрузку шин иэ Форматора-вулканизатора, блок 2 исполнительных механизмов, дешифратор 3 команд, счетчики 4 и 5, датчики 6 и 7 температуры соответственно наружмого и внутреннего теплоносителя, установленные соответственно снаружи и внут" ри шины, коммутатор 8, нормирующий преобразователь 9, аналого-циФровой преобразователь 10 регистры 11 и 12 адреса, блок 13 памяти эквивалентного времени вулканизации, делитель 14 частоты, регистр 15 адреса, сумматор 16, цифровой компаратор 17, связанный с задатчиком эквивалентного времени вулканизации (не показан), триггер 18, элемент ИЛИ 19, триггер 20, элементы И 21 - 23, генератор 24 импульсов, элемент ИЛИ 25, счетчик 26 и элемент ИЛИ 27.Устройство работает следующим образом.В ячейки блока 13 памяти заносятся эквивалентные времена вулканизации, соответствующие частоте опроса и показаниям температуры датчиков 6 ,и 7 (в пределах одной страницы памячерез счетчики 4,5 и дешифратор 3 команд блоком 2 исполнительных механизмов объекта 1 управления, например, выполненного в виде форматоравулканизатора с системой нагрева иманипулятором, осуществляющим загрузку и выгрузку шин из форматоравулканиэатора. 1 ил. 15ти) с коррекцией этих данных по каждой последующей странице в зависимости от времени подключения страницы, задаваемого сигналом логичес,кой 1, продвигаемой по регистру 15.На входе . компаратора 17 устанавливается сигнал Т заданного эквивалентного -времени вулканизации, ВФорматор-вулканизатор объекта 1 помещается вулканиэируемая шина. В исходном ждущем состоянии все счетчикии триггеры установлены в нулевоесостояние командой либо при первоначальном включении устройства, либопоследней командой с дешифратора 3при окончании процесса вулканизациипредыдущей шины.Для определенности рассмотрениеработы устройства начнем с моментакогда закончился процесс вулканизации предыдущей шины. При этом раскрып 3ся Форматор-вулканизатор и из него автооператор извлек готовую шину; Вэтот момент дешифратор 3 выдает свою 40 последнюю команду на сброс илн обнулениесчетчиков и триггеров устройст=ва. Устройство переходит в режим ожидания. При этом элементы И 21 и 22закрыты, а элемент И 23 открывается 45 единичными сигналами на его входах(с инверсных выходов триггера 20 исчетчика 5).Работает генератор 24, Формируяимпульсы, например с частотой 1 с.50Пройдя счетчик 26 и элемент ИЛИ 25,они поступают на счетчик 5, которыйвыполняет роль счетчика эквивалентного времени простоя. Реальное времяпростоя не равно тому времени, которое записывается в счетчик 5 (согласующий коэффициент устанавливаетсяс использованием счетчика 26) и которое участвует в Формировании команды со счетчика 5 для дешифратора 3.51Эта команда корректирует в зависимости от времени простоя момент подачи тепяоносителя в фарматар-вулканизатор, т.е. момент начала процессанагрева шины,Если простой превьппает какую-тоопределенную величину (эта величиназависит от типа и массы пресс-ФормыФарматора-вулканизатора), то далеенет смысла подсчитывать это время,Считается, что с этого момента начинается так называемый холодный да"пуск, т.е. делается максимальное опережение в начале нагрева, заключающееся в том, что к заданному эквивалентному времени вулканизации Т+Эдобавляется определенная добавка(как правило 1 - 3 мин) для предварительнага разогрева остывшей прессформы.Эта максимальное время простоязадается в счетчике 5 соответствующим набором его разрядов, условнообозначенных одним инверсным выходомили выходом переноса, подключеннымк одному из входов элемента И 23.Через некоторое время, за котороебыла извлечена из Форматора-вулканизатора объекта 1 предыдущая шина,подведена и заправлена новая, оператор поцает команду "Пуск", По этойкоманде триггер 20 устанавливается вединичное состояние по прямому выходу. При этом элемент И 23 блокируется, а элемент И 22 открывается.Импульсы генератора 24 начищаютпоступать в счетчики 4 и 5. В процессе работы счетчика 4 сигналами с егоразрядов запускается в работу дешифратор 3, который в свою очередь последовательно начинает управлять ра-ботой исполийтельных механизмов:закрывается пресс-Форма форматора-вулканизатора, подается так называемый .формовочный нар в диафрагму для тога, чтобы шина в пресс-Форме приняланеобходимую Форму, а внешний слойрезины, вдавившись в ячейки прессформы, сформировал заданный рисунокпротектора. Далее пар в диафрагмезаменяется другим более теплоемким теплоносителем - перегретой водой.С этого момента и начинается отсчет времени вулканизации. При этомдешифратор 3 Формирует команду наустачавку единичного состояния триггера 18, который открывает элемент 6475386И 21 и через элемент ИЛИ 27 - наустановку нулевога состояния триггера 2 О, который закрывает элемент5И 22. Но одновременно с работой счетчика 4 работает и счетчик 5, которыйв зависимости от предварительно записанного числа (эквивалентного времени простоя) с некоторым опережением по отношению к моменту подачи перегретой воды в диафрагму, выдает сигнал в дешифратор 3, а тат, в своюочередь, через блок 2 подает в форматор-вулканизатор другой тепланоситель - перегретый пар.С закрытием элемента И 22 и открытием элемента И 21 дешиФратор 3 переходит в ждущий ре.юм и в работувступает измерительная схема устрой 25 ства, Включается в рабату делитель14, частота импульсов на выходе которого определяется типам Фарматора"вулканизатора, а точнее, временемвулканизации, которое для разных ти 25 пов шин лежит в диапазоне от 10 миндо 20 ч.Для определенности считаем, чтавулканизируется шина легкового ав-томобиля малым временем вулканизаЗО ции (10 мин), Цикл апаса коммутатора 8, аналога"цифра-. го преобразователя 10, регистров 11 и 12 составляет1 с, а переключение страниц памятиосуществляется через 2 мин,35В первый момент работы делителя14. регистр 15 со своего первого разряда разрешает работу с первой стра "ницей памяти блока 13. Каждую секундуопрашиваются с помощью коммутатора 845 датчики б и 7, сигнал с которых,пройдя нормирующий преобразователь 9аналого-цифровой преобразователь 15,.записывается уже в цифровой Форме соответственно в регистры 11 и 12. Чис 45 ла в регистрах.3 и 12 служат координатами для вызова соответствующейим ячейки памяти. первой страницыблока 13,Если на данный момент опроса абе55 измеренные температуры полностью соответствуют заданным значениям, авызываемая ячейка выцает числа(время 1 с), т.е.собственно времяцикла опроса. И если в дальнейшем55 процесс шел идеально, на каждыйцикл опроса абе температуры соответствовали заданньщ значениям, то всумматор 16 за 655 циклов (10 мин)записывается 655 мпульсов (йа схе 7 16475 ме это сигнал Т). Срабатывает компаратор 17, на который также поступа.ет заданное значение: Т = 600Ф(10 мин).9Если же температуры теплоносителей в обьекте имеют отклонения от теоретически заданных идеальных значений, то на выход каждой страницы памяти будет вызываться ячейка, в которую записана скорректированная (эквивалентная данныи температурам) величина времени. Если общий характер температур теплоносителей имеет заниженный относительно задания характер, то в ячей 15 ке записана величина времени меньше 1 и наоборот, при общем характере перегрева нресс-формы в ячейки записана величина больше 1. Таким образом, если в целом процесс вулканизации шел с недогревом относительно заданной кривой нагрева то число 600 (эк" вивалентное время вулканизации) сумма" тор 16 наберет за большее число циклов опроса чем 600, т.е. реальное 25 время процесса вулканизации увеличивается.При перегреве пресс-формы сумматор 16 набирает число 600 за меньшее число циклов, чем 600, тем самым реальное время процесса вулканизацни будет сокращено.В процессе вулканизации за счет изменения своей структуры шина изменяет свои свойства. Это выражается в35 там, что изменяется степень влияния колебания температур теплоносителей на величину коррекции времени вулканизации. В данном случае ощутимый во ,времени шаг изменения свойств шины составляет две минуты, поэтому регистр 15 переключает страницы с частотой 2 мин.При срабатывании компаратора 17 (выполнена программа нагрева) устанавливается в нулевое состояние триггер 18, закрывается элемент И 21, устанавливается в единичное состояние триггер 20, открывается элемент И 22Включение счетчика 4 в работу вызы 5 О вает на выходе дешифратора 3 заключительную серию команд на блок 2:сброс перегретого пара и перегретой воды, подачу охлаждающей воды в пресс-форму, сброс охлаждающей воды, продувку, открытие пресс-Формы, вццачу последней команды дешифраторам 3 - установку схемы в исходное состоя" ние за счет обнуления счетчиков 4 и 5 и триггеров 18 и 20,Далее все повторяется сначала при вулканизации последующей шины.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить качество вулканизнруемых изделий .за счет оптимизации режима вулканизации, в ка - тором учитывается влияние времени простоя и учитывается изменение ва времени степени влияния колебания температур теплоносителей на длительность процесса вулканизацин.Формула изобретенияУстройство для управления тепловым процессом вулканнза,".и изделий, содержащее первый. счетчик, блок исполнительных механизмов связанный группаЪ выходов с объектом управления, на катарам размещены датчики температуры наружнага и внутреннега теплоносителей, нармирующий преобразователь, элемзн пуска. сумматор и последовательна соединенные задатчик эквивалентнога времени вулканизации, цифровой комнаратар и первый триггер а т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения качества вулканизируемых иэделий путем оптимизации временного режима вулканизади, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, второй триггер дешифратор команд, второй и третий счетчики, три элемента ИЛИ, три элемента И, коммутатор, аналога-цифровой преобразователь, три регистра адреса и блок памяти эквивалентнога времени вулканизации, причем выход ,генератора импульсов соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггераа выход первого элемента И " с входом делителя частать 1, подключенного первым выходом к управляа - щему входу коммутатора и к входам синхронизации анчлага-цифровога преобразователя, первого и второго ре" гистров адреса, а вторым выходом - к входу синхронизации третьего регистра адреса, соединенного выходам е соответствующими входами первой группы входов блока памяти эквивалентного времени вулканизации, вторая группа входов которого соединена с соатвет - ствующнми выходами первого регистра1647538 Составитель В.ПрямицынРедактор В. Вугренкова Техред Л.Олийнык Корректор Л,Патай Заказ 1399 Тираж 482 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 адреса, третья группа входов - с соответствуюцчми выходами второго регистра адреса, а выходы - с соответствующими входами сумматора, подключенного выходами к второй группе входов цифрового компаратора, выходы. датчиков температуры наружного и внутреннего теплоносителей соединены соответственно с первым и вторьи входами коммутатора, подключенного выходом к входу нормируюцео преобразователя, соединенного выходом с входом аналого-цифрового преобразователя,.выходы которого подключены к .соответствующим 1 входам первого и второго регистров адреса, выход элемента пуска соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединей с выходом цифрового компаратора, а вы О ход - с входом единичной установки второго триггера, подключенного входом ,нулевой установки к выходу второго элемента ИЛИ, прямой выход - к второму входу второго элемента И, а ин версный выход - к второму входутретьего элемента И, соединенноговыходом с входом второго счетчика,подключенного выходом к первоиу входу третьего элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом второго элемента И и информационнымвходом первого счетчика, а выходс информационным входом третьего счетчика, выход переноса. которого соединен с третьим входом третьего элемента И, а разрядные выходы - с пер"вой группой входов .дешифратора команд,вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходамипервого счетчика, группа выходов - с .соответствующими входами блока исполнительных механизмов, первый выход - с входом единичной установкипервого триггера и первым входом второго элемента ИЪ 1, а второй выход -с вторым входом второго элемента ИЛИи выходами сброса первого и третьего счетчиков,