轮胎成型机计算机监控系统设计探究

刘培磊

摘 要：轮胎成型机作为轮胎生产的重要工具，其运行状态的好坏直接决定厂家的经济效益。因此，轮胎成型机的监控管理工作成为企业保持生产稳定、提高产品安全性和可靠性的重要一环。本文从现场监控、后台监控两个层面入手，探究轮胎成型机计算机监控系统的设计。

关键词：轮胎成型机;现场监控;后台监控

1 计算机监控系统在轮胎成型机运行中的应用范围

轮胎成型机生产流程复杂，工艺结构繁琐，在进行计算机监控系统设计时必须根据所使用范围进行不同的设计。市面上的轮胎成型机都是由床身、主轴箱、成型鼓、辅鼓、辅鼓传动箱、滚压装置和传递环等七个主要生产程序组成，除了这七个部分外还包括一个由主要原材料供应架、辅助原材料供应架、胎面供料架和侧供料架组成的重要供料生产部分。这八个部分生产流程复杂、工作繁琐，如果不进行全面监控就很容易使成型机发生故障，正常生产计划搁置。所以，计算机监控系统在覆盖时要坚持全面原则。

2 现场监控系统设计探究

2.1 坚持现场监控系统内部完整原则

现场监控能够保证在第一时间解决出现的生产问题，尽可能地将生产损失降到最低。计算机监控系统现场监控层面需要包括信号接受的反馈元件、气动执行元件、电器执行元件，三个元件缺一不可。在信号接受反馈信息元件部分要包括接近开关、机器运行形成开关、光电控制开关以及磁性开关，通过这四个开关来监控现场的成型机运行数据接收，接收完毕数据会被输送到PLC输入端口，这些数据主要供轮胎成型机控制程序使用，一旦监测出问题就可以及时停止生产，进行故障维修。在现场监控系统设计时要保证气动执行开关完成内衬层托架、帘布托架等运送正常。现场监控环节包括第一权限识别，验证使用者是否符合条件，具有通行证明;第二用户管理，对使用者信息进行删除和新增;第三配方管理，对工艺标准、用料配方进行修改，对轮胎成型机的参数标准进行更改。第四状态显示，主要是通过数字量I/O的显示和电机状态的模拟量的显示为工作人员提供依据。第五设备操作，控制轮胎成型机执行相应操作;第六提示报警，现场操作过程中出现任何问题监控系统都会发出警报，并将相关信息记录到数据库中。每一部分都是环环相扣，所以要保证监控系统内部完整，避免因一环节出现问题影响整个操作。

2.2 坚持各个板块独立运行原则

企业在使用轮胎成型机进行生产时往往是几台同时进行生产，如果企业规模大，那么同时工作的成型机数量可高达数十台。在进行现场监控系统设计时就要坚持各个成型机独立进行监控的原则。例如：每个成型机为一个子系统，各个子系统之间相互独立、互不干涉，每个子系统都有控制功能，最后汇总到总系统，总系统具有控制全部子系统的功能。现场每个子系统监控台分配1-2名监测人员进行实时数据查看，根据生产的需要进行工艺标准的修改，并将运行情况进行专门记录，确保各个环节、各项工艺流程正常运行。在确保运行正常的情况下将各个轮胎成型机的控制端口连接企业局域网端口，通过监控系统服务器传递生产信息，及时备份每个子系统数据。

2.3 堅持直观性原则

直观性原则就是要将数据流处理成柱状图、机器运行图、警告提示等直观的方式，目的就是为了现场监控人员能够及时发现问题，不需要对数据加工就能直接了解被监控的轮胎成型机的运行情况。坚持直观性原则也能够避免任务交接不当带来的问题，下一班的监控人员可以直接阅读屏幕中所显示的成型机工艺参数、轮胎产量信息从而进行下一环节的工作。在进行现场检测时坚持直观原则还能够帮工作人员及时发现错误，及时调整目前的工艺标准，保证轮胎生产线正常运行。

3 后台监控系统设计探究

3.1 坚持伸缩性原则

在轮胎成型机运作时，不管是实际工作还是虚拟化环境中所产生的监测数据都必须进行收集整理，在进行数据整理中，不管是电能源的使用还是计算机监控系统内部的各个组件运行都会产生开销，而具有收缩性的、灵活的、可扩展的数据收集层对目标系统产生的则是最小的开销。除此之外，企业每日生产所产生的数据异常之多，工作人员每天采集的监控数据、监控日志都需要计算机监控系统具有可达性，能够灵活地结合代理监控和非代理监控进行数据流分析。例如在监控系统内部设置的中央处理模块可以采用414-4HCPU，内置256k字节的RAM，使用存储卡可扩展到64MB。超大容量加上伸缩性、灵活性的内部配置才能保证轮胎成型机计算机监控系统的正常运转。目前大多数监控系统采用的是PLC计算机监控系统，这套系统采用S7-400，主要包括四个ET200分站，它能够同时满足生产现场700多个输入点、200多个输出点的使用需求。这也就决定它的数据流运算速度非常快，工作人员输入进去的每条工艺标准指令都可以在0.06us内被执行。采用这套系统完全能够满足大型轮胎生产公司的计算机监控系统工作。

3.2 坚持实时性原则

实时性原则主要是指成型机运行过程中监控数据信号的输入、分析、运算及信息输出都能够在一定时间内完成，积极给与相应，在数据结果出现后第一时间传送到显示器供工作人员参考。例如：在进行轿车轮胎成型生产中需要使用二次法成型，在这一过程中需要使用两个工位进行机器控制，也就是需要两个计算机监控子系统分别进行监测。在第一段中包括七个工作站，这七个工作站的主要任务就是对轮胎的胎体鼓进行操作，每个工作站都是相互配合的，所产生的信息、数据都具有交互性，能够帮助人员实时交流，了解各个环节的工作状况。1号站主要是将空的轮胎的胎体鼓从主材料存储架提取出来并输送到2-7号工作站进行加工，加工的内容就是给胎体鼓贴上不同编号的胶料。在这期间，工作人员就需要通过监控系统监测不同编号的胶料贴合是否完好、是否符合工艺标准。除了监测质量外，还需要监控7号工作站是否将胎体鼓输送到2段下设立的5个工作站。2段中的五个工作站的任务和1段中7个工作站的任务大同小异，主要是对带束层鼓的操作。1号站的任务和1段中1号工作站的任务相似，2-4号工作站的任务就是在束层鼓上粘贴7-9号胶料。在这一过程中，计算机监控系统就会自动监测胶料的贴合，并及时将数据上传。

3.3 坚持安全性原则

企业中不管是保障人身安全还是信息安全都是至关重要的，所以在计算机监控系统设计时要坚持安全性原则。例如：进入监控分站都要有一定的授权，对操作人员进行身份认证后才可以进行使用。操作人员可以分为四类，分别是管理者、轮胎生产工程师、设备维修专业人员以及不同板块的操作工，当个人信息认证没有通过时系统就会提示“用户信息不存在”。对轮胎工艺标准的系统监测也要确保安全，用户登录监测软件平台后可以进行轮胎工艺参数的修改，将修改后的配方下载存储到监控系统进行使用生产。如成型鼓低气压、高气压之间的数值转换可以在修改页面进行，修改完成后系统进行备份保存，以保证生产安全。不仅如此，监控系统还应该设置远程诊断中心，远程诊断用户主要为专家、技术骨干，通过网络问答的形式解决企业维修工不能解决的问题，确保设备隐患得到及时解决。远程技术专家通过ODBC接口访问企业计算机监控系统数据库，根据数据信号进行分析、处理。不仅如此，针对疑难故障还可以召开网络专家会诊，利用计算机监控系统产生的历史数据库信息及时诊断出故障设备位置、受损害的程度和相对应的解决措施，帮助企业尽快恢复生产。

4 结论

计算机技术与网络通讯技术的发展不断促进故障监控诊断技术的发展，轮胎成型机计算机监控系统不仅可以实时监控企业生产活动，而且可以通过对数据信息的分析及时发现问题，确保企业生产稳步进行。要想充分发挥监控系统的作用，企业在进行轮胎成型机生产现场监控系统设计时要坚持内部完整原则、各个板块独立性原则、直观性原则。在进行后台监控系统设计时坚持伸缩性原则、实时性原则、安全性原则，保证系统健康运转。

参考文献：

[1]段全心，解瑞玲.子午线轮胎成型机胎侧自动纠偏装置设计[J].橡胶科技，2019，17（2）：109-111.

[2]王建伟，姜震，周海超.宽基载重子午线轮胎成型模拟及工艺改进[J].机械设计与制造，2020（1）：84-88.