При модернизации системы управления процессом вулканизации шин на ЗАО «Воронежский шинный завод» требовалось обеспечить контроль и регулирование технологических параметров, а также управление оборудованием вулканизатора на базе управляющего контроллера. Разработана структура автоматизированной системы управления, подобраны датчики температуры и давления, исполнительное устройство, модули ввода и вывода, а также управляющий контроллер SIMATIC S7-1500. В среде WinCC разработан проект автоматизированного рабочего места оператора участка вулканизации для сенсорной панели SIMATIC 6АV6647–0АF11–3АХ0. В рамках проекта сформированы информационные каналы данных, разработаны мнемосхемы узлов вулканизации шин, реализованы логические зависимости для захвата и перемещения шин, а также алгоритм цифрового регулирования температуры плит при вулканизации (программирование контроллера выполнено в среде TIA Portal). При этом архивируется информация о выполненных операциях, а также фиксируются возникающие аварийные ситуации. Выполнен синтез алгоритма цифрового каскадного регулирования давления (промежуточный управляемый параметр) расходом пара с коррекцией по температуре плит. Настройки цифровых регуляторов внутреннего и внешнего контуров рассчитывались с помощью программ оптимизации численным градиентным методом по критерию минимум интегрально-квадратичной ошибки по полученным в результате идентификации дискретным динамическим моделям каналов объекта управления (по экспериментальным кривым разгона). Расчет на моделях показал более высокую эффективность алгоритма каскадного регулирования по сравнению с одноконтурной схемой стабилизации температуры плит (колебания температуры при регулировании снизились на 5-7 °С). Система введена в эксплуатацию.

1. Дик Дж.С. Технология резины: рецептуростроение и испытания. СПб.: НОТ, 2010. 620 с.

2. Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. Большой справочник резинщика. Том 1. Каучуки и ингредиенты. М.: Техинформ, 2012. 744 с.

3. Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. Большой справочник резинщика. Том 2. Каучуки и ингредиенты. М.: Техинформ, 2012. 648 с.

4. Ikeda Y., Kato A., Kohjiya S., Nakajima Y. Rubber Science A Modern Approach. Springer, Singapore. 2018. 226 p.

5. Bhowmick A.K., Mangaraj D. Vulcanization and curing techniques // Rubber Products Manufacturing Technology. 2018. P. 315-396.

6. Ridha R.A., Curtiss W.W. Developments in tire technology // Rubber Products Manufacturing Technology. 2018. P. 533-564.

7. Забаев А.П., Савчиц А.В., Ефремкин С.И. Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом вулканизации покрышек // Наука сегодня: глобальные вызовы и механизмы развития: материалы международной научно-практической конференции. 2018. С. 26–28.

8. Митрохин А.А., Гусев К.Ю., Бурковский В.Л. Управление потенциально опасным процессом вулканизации производства автомобильных шин // Современные технологии в науке и образовании – СТНО2017: Сб. трудов II Международной научно-технической и научно-методической конференции. 2017. С. 50–52.

9. Альбеков Д.К., Путилов М.В. Автоматизация технологического процесса вулканизации // Научные достижения и открытия современной молодёжи: Актуальные вопросы и инновации: Сб. статей победителей международной научно-практической конференции. 2017. С. 70–74.

10. Медведев А.В., Алексеев М.В. Разработка и реализация алгоритма цифрового управления температурой плит в процессе вулканизации шин: материалы студенческой научной конференции за 2023 г. Воронеж, 2023. С. 149–150.

11. WinCC flexible 2005 Компактная Стандартная Расширенная. Руководство пользователя. Siemens AG, 2005. 146 с.

12. Das R., Dutta S., Sarkar A., Samanta K. Automation of tank level using Plc and establishment of Hmi by Scada // IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE). 2013. V. 7. №. 2. P. 61-67.

13. Программирование с помощью STEP 7 V5.3: Руководство. Siemens AG, 2004. 602 с.

14. Zamzow A. TIA Portal V16: Grundkurs. Vogel Communications Group, 2022. 290 p.

15. Кудряшов В.С., Алексеев М.В. Моделирование систем. Воронеж, 2012. 208 с.

16. Kudryashov V.S., Ivanov A.V., Chertov E.D., Ryazantsev S.V. et al. Design of a Robust Digital Control System for the Rectification Column Used in the Production of Divinyl // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. V. 53. P. 668-673.

17. Ge X., Yang F., Han Q.L. Distributed networked control systems: A brief overview // Information Sciences. 2017. V. 380. P. 117-131.

18. Zheng Y., Yang S., Cheng H. An application framework of digital twin and its case study // Journal of ambient intelligence and humanized computing. 2019. V. 10. P. 1141-1153.

19. Afram A., Janabi-Sharifi F. Theory and applications of HVAC control systems–A review of model predictive control (MPC) // Building and Environment. 2014. V. 72. P. 343-355.

20. Nise N.S. Control systems engineering. John Wiley & Sons, 2020.