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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

各种钢帘线的加热，钢帘线直径范围 0.5~1.5 mm，冠
带条生产覆胶速度 1~100 m/min。
为了满足生产多种规格冠带条及精准的控温要
求，本文采用工业控制计算机及组态软件控制电磁加
热器，设计了 2 种成熟的对钢帘线加热控温方式。
3.1 速度随动控温法
加热功率与钢丝的相对速度成比例关系，但是由
于转换效率受很多因素影响，因此电功率与速度的关
系不是线性的比例关系。钢丝的直径越小，加热时的
非线性越明显，偏差的大小取决于钢丝穿过加热线圈 图 8 冠带条钢丝加热测温配方参数整定
的相对速度。为了保持钢丝在出口处温度为恒定值，
控制系统采用分段线性化以得到接近真实的加热功率
曲线。
通过钢丝加热模拟运行测试装置，可以对各种规
格和数量的钢帘线在各段速度点进行加热测试，建立
加热时间曲线，在此基础上建立速度随动温度控制系
统配方数据。如图 7、图 8 所示，投入生产时操作员
仅需在人机界面（触摸屏）上选择合适的配方和所需
的温度，就可以准确快速的实现钢丝的感应加热温度。
图 9 冠带条钢丝加热监控画面
这种控温是按照配方速度点数据分段线性化设定的，
与实际温度有一定的误差，实际使用中误差可控制在 钢丝摩擦，测温过程需采用软件数字滤波采集温度，
±8℃，满足钢丝覆胶效果要求。优点是不需要实时测 由温度、电压和电流三个 PID 调节器组成闭环系统，
温，省去了比较麻烦的测温装置。冠带条钢丝加热监 控制加热到所需的温度。温度自动调节器由温度误差
控画面如图 9 所示。 PID 调节器、功率与速度的匹配、负载的匹配、功率
与电压的换算等部分组成。温度实时测控法可以实现
钢丝温度精度 ±5℃。
选择温度实时测控法，实际生产过程中控制软件
需要一直监控温度采集的稳定性，若自动检测到异常
现象时，控制系统会自动切换到 “ 速度随动控温法 ”，
保证运行中的钢丝连续加热到最佳温度，避免部分钢
丝加热不到位影响覆胶效果。

4 结束语
图 7 冠带条钢丝温控配方设定 最近我们在某轮胎工厂进行了覆胶效果对比，关
3.2 温度实时测控法 ： 闭电磁加热器，单钢丝覆胶速度在 10 m/min 时，挤
对于移动中直径约 1 mm 细钢帘线测温，由于一 出机出口钢丝覆胶看起来还可以，但经过一米空间到
定长度内钢丝面积和体积太小，非接触式（例如红外 达冷却牵引鼓时，钢丝表面胶料明显在收缩断裂，裸
激光）测温传感器还无法检测。本文实际采用接触式 露钢丝约占 50%。这是因为钢丝无预热，快速经过挤
适用于移动中的钢丝表面温度测试的温度传感器，测 出机机头后钢丝内部还是冷态，覆上的热胶料在钢丝
温范围 -50~250℃，精准度 ±2.5℃，响应速度 5 s。 表面必然会收缩断裂，工艺员改变胶料配方和提高挤
考虑到接触式测温传感器有延时现象（取决于传 出机机头温度也无法明显改善覆胶效果。投入电磁加
感器响应速度），加上移动钢丝跳动和测温头部表面与 热器后，预热钢丝覆胶速度大于 50 m/min 时也不会

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