硫化罐群控等效硫化过程的智能温控研究.doc

硫化罐群控等效硫化过程的智能温控研究 Temperature control research on vulcanizer group control of equivalent vulcanization 摘要：应用范特霍夫理论，研究了等效硫化下温度与时间的区间特性，根据等效硫化温度的 区间特性，利用温控表的三个报警输出来确定硫化罐所处温度区间，调整等效硫化时间，并 与上位机进行实时通讯。文中对现行方案少传统方案进行比较，有效降低了成本，并于实践 环节中得到证明。 关键词：温控表；等效硫化时间；范特霍夫方程 Abstract: This paper proposed a plan to apply Vant Hoff Theory and study the interzone properties of temperature and time under Equivalent Vulcani/ation. With the properties of Equivalent Vulcanization temperature, three alarming outputs of the Temperature Controller are used to determine temperature interzone of Vulcanization tank, and Equivalent Vulcanization Time is adjusted. This scheme is put into practice, which proves that it lowers the cost effectively. Keywords: Temperature Control lor; Equivalent Vulcani/ation Time; van，t Hoff equation 1引言 本文研究采用三菱PLC及欧姆龙温控表來实现外胎硫化工艺的等效硫化控制。外胎硫化 是橡胶厂轮胎生产的最后一?个环节，硫化效來将会直接影响到伦胎的产站质量和使用寿命, 特别是在口益激烈得市场环境下，其作用显得更加重要。冃前国内大部分生产厂家都是使用 延吋继电器来控制硫化吋IW［，］,由于硫化中所需的蒸汽压力和温度经常有较大的波动，单纯 的按时间计算就口J能会产生过硫或欠硫现彖，直接影响了轮胎的质量和产量。 因此，设计一种利卅先进计算机控制技术的硫化群控及管理系统，不仅能提高企业的自 动化水平，也能降低硫化罐控制装置的维护成木和硫化工的劳动强度，提高硫化过程屮工艺 参数的显示和控制精度，确保轮胎的产品质虽。 2等效硫化时间的算法设计思想 根据硫化理论，硫化橡胶的所有性能都取决于硫化程度，亦即交联程度。因此，要在不 同硫化条件卜?获得具有相同物理机械性能的硫化胶，就应使它们获得相同的硫化程度。由于 硫化温度和硫化时间是相互制约的两个因素，因此通常采用能反映两者内在联系的等效硫 化时间和等效硫化效应的方法來解决。 2. 1范特霍夫方程 所谓等效硫化时间，是指在不同硫化温度下达到相同硫化效果的时间。计算等效硫时间, 可用范特崔夫方程或阿累尼乌斯方程。根据范特崔夫方程法则，硫化温度和时间和关系可用 下式表示： TX-T2tJt^K 10 式中：5一一温度为T】时的硫化时间; t2——温度为T 2时的硫化时间； K 硫化温度系数。 2. 2硫化强度 在此引入硫化强度的概念。硫化强度是胶料在一定温度下，单位时间内所能达到的硫化 程度，它与硫化温度系数和硫化温度冇关: 1一5 / = K I。 式中：I ——硫经强度； K——硫化温度系数； T——硫化温度，°C； To一一规定硫化效应所釆用的温度（一般IfeTo=lOO°C） 2. 3硫化效应 由范特霍夫方程可以看出： 式屮：t 温度为T时的硫化时间； to 温度为T °时的硫化时间。 硫化效应的定义式为： E= I t 式中：E 硫化效应； I 硫化强度； t 硫化时间。 对轮胎硫化过程來说，由于温度随时间的变化而变化，硫化强度也是时间的两数，从而在整 个硫化时间内，总硫化效应为： J2 Idt 也可将制品的硫化将就换算为胶料试片的等效硫化时间tE來检验它是否达到正硫化。换算公 式如下： tE=E / I T 式小I T为试片在T温度下的硫化强度。计算出便可直接和由试片测出的正硫化时间进行 比较，只要tE落在试片的最大和最小正硫化范围Z内，就说明该处胶料已达到止硫化。从而 可以得到表1的等效硫化温度区间特性，随温度变化來调整等效硫化时间。 表1等效硫化延长系数 降温范围 156?159 151 ?155 146?150 141?145 136?140 131?135 内温延长系数 0.10 0.