易控组态软件在北京航空制造工程研究所轿车胎一次法成型机中的应用

随着工业自动化技术的飞速发展，可编程逻辑控制器（PLC）与上位机组态软件已成为机械设备自动化控制系统的核心。本文以北京航空制造工程研究所（以下简称“北航制造所”）的轿车胎一次法成型机项目为例，深入探讨易控组态软件在复杂精密机械设备自动化控制系统设计中的全面应用，为工控技术实践提供实用参考。

一、项目背景与挑战

轿车胎一次法成型机是轮胎制造的关键设备，其工艺复杂、控制精度要求极高。北航制造所承接的该项目，旨在实现从胎体帘布、带束层到胎面的自动贴合、定型与硫化准备的全流程一体化精密成型。系统面临多重挑战：多轴伺服同步运动控制、多种物料（橡胶、帘线、钢丝）的精准输送与定位、高温高压工艺参数实时监控、以及整线生产数据追溯与管理。传统的控制与监控方式难以满足其高效率、高稳定性与智能化的需求。

二、控制系统架构设计

项目采用“PLC+上位机”的典型架构，构建了一个分层分布式控制系统：

1. 底层控制层：以高性能多品牌PLC（如西门子、三菱）为核心，负责所有执行机构（伺服电机、气动元件、温度传感器、压力变送器等）的直接控制、逻辑运算与实时PID调节。PLC确保底层动作的快速、准确与可靠。
2. 监控管理层：选用易控组态软件作为上位机监控开发平台。它作为人机交互（HMI）与数据管理的枢纽，通过工业以太网与各PLC站实时通信，实现对全生产线状态的集中监控、工艺参数设置、故障报警诊断、生产数据记录与分析。

三、易控组态软件的核心应用实现

易控组态软件在该项目中发挥了“大脑”与“窗口”的关键作用，其应用主要体现在以下几个方面：

1. 全流程可视化监控：

• 开发了高度仿真的动态工艺流程图，实时显示物料位置、设备状态（运行/停止/报警）、关键参数（温度、压力、转速、长度）。操作员可一目了然地掌握从供料、成型到卸胎的每一个环节。

• 针对复杂的成型鼓动作，采用3D动画模拟技术，直观展示带束层缠绕、胎面贴合等过程，极大提升了操作与调试的直观性。

1. 精准的配方与参数管理：

• 轮胎规格多样，不同规格对应不同的工艺参数（如贴合压力、定型鼓尺寸、硫化时间等）。易控软件内置强大的配方管理功能，可将所有参数以配方形式存储和调用。换产时，操作员只需选择相应轮胎规格的配方，系统即可自动将参数下载至PLC，大幅缩短换产时间，减少人为错误。

1. 高级报警与诊断系统：

• 构建了分级（预警、一般报警、紧急报警）、分区的报警管理体系。报警信息不仅实时弹出、记录，还与设备具体位置、可能原因及处理建议关联。历史报警查询与统计分析功能，为设备的预防性维护提供了数据支持。

1. 完善的数据追溯与报表功能：

• 实时记录并存储每一批次、甚至每一条轮胎生产过程中的所有关键数据（操作员、时间、工艺参数曲线、质量检测结果）。通过易控软件的数据记录与报表工具，可轻松生成生产日报、质量统计报表、设备OEE（全局设备效率）分析报告，满足产品质量追溯和生产管理优化的需求。

1. 安全的用户权限管理：

• 设置了多级用户权限（如操作员、工艺员、维护工程师、管理员），不同权限对应不同的操作界面与功能（如参数修改、配方管理、报警复位、用户管理），有效保障了生产安全与工艺稳定性。

四、应用成效

在北航制造所轿车胎一次法成型机项目中，易控组态软件的成功应用带来了显著效益：

• 提升自动化水平：实现了成型过程的全自动控制与集中监控，减少了对熟练操作工的依赖，提高了生产一致性。
• 保证产品质量：精确的工艺控制与数据追溯体系，确保了轮胎成型精度与稳定性，提升了产品合格率。
• 提高生产效率：快速的配方切换与清晰的故障诊断，大幅降低了设备停机时间，提升了设备综合利用率。
• 优化生产管理：全面的数据报表为生产决策、工艺优化和设备维护提供了科学依据，推动了智能化工厂建设。

五、

该案例表明，易控组态软件作为功能强大的工控软件平台，能够深度集成于如轿车胎一次法成型机这类复杂机械设备的自动化系统中。它通过其出色的可视化、数据管理、报警诊断和网络通信能力，有效衔接了底层控制与上层管理，是构建高效、可靠、智能的现代工业自动化控制系统不可或缺的工具。对于从事PLC技术应用与机械设备自动化系统设计的工程师而言，深入掌握并灵活运用此类组态软件，是提升项目成功率和系统附加值的关键所在。