Page 118 - 《橡塑技术与装备》2026年4期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

电磁加热轮胎硫化机智能控制系统

李长泰，王莉，薛福光，褚宏图
( 青岛海琅智能装备有限公司，山东 青岛 266400)

摘要 ： 针对传统蒸汽加热轮胎硫化工艺存在的能耗高、温度均匀性差、响应滞后及控制精度不足等问题，本文提出并设计了
一套基于电磁感应加热技术的轮胎硫化机智能控制系统。系统以 PLC 为核心控制器，结合高频电磁加热电源，并引入模糊自适应
PID 控制算法，构建了一个集精准控温、多阶段工艺管理、状态实时监控与故障诊断于一体的智能控制体系。通过 Simulink 仿真
及实验验证，结果表明 ：相较于传统方式，该系统将模具表面温度均匀性提高了 60% 以上，升降温响应速度提升约 50%，综合节
能效果超过 30%，硫化工艺参数重复精度达到 ±0.5 ℃，显著提升了轮胎硫化质量和生产效率，实现了硫化过程的绿色化与智能
化升级。
关键词 ： 轮胎硫化 ；电磁感应加热 ；智能控制系统 ；模糊 PID ；温度均匀性 ；节能
引用论文 ： 李长泰，王莉，薛福光，等 . 电磁加热轮胎硫化机智能控制系统 [J]. 橡塑技术与装备，2026, 52(4):66-70.
中图分类号 ： TQ330.493 文章编号 ： 1009-797X(2026)04-0066-11
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2026.04.014

0 引言 思想，设计为设备层、控制层与管理层三层网络架构，
轮胎硫化是决定轮胎最终性能的核心工艺环节， 其总体架构如图 1 所示。
其本质是在热与力的作用下，使橡胶发生交联反应。 1.1.1 设备执行层
传统的硫化热源主要依赖饱和蒸汽或过热蒸汽，存在 是系统的物理基础，包括直接产生热能的高频电
热效率低、温度控制滞后、大型模具温差大、配套系 磁加热电源及环绕模具的感应线圈、提供合模与内压
统复杂等固有缺陷。电磁感应加热技术通过磁场直接 的液压执行机构（液压站、比例阀、油缸）、完成合模
在金属模具内部感应涡流产生热量，具有热效率高、 动作的机械结构，以及遍布模具关键位置的高精度温
加热均匀、响应迅速及清洁环保等突出优点，是替代 度传感器和压力传感器。
传统蒸汽加热的理想方案 [1] 。然而，将电磁加热技术 1.1.2 智能控制层
应用于轮胎硫化机，并实现稳定、精确的工艺控制， 以高性能西门子 S7-1500 系列 PLC 为核心，是
面临诸多挑战 ：电磁加热系统本身具有非线性和时变 系统的 “ 大脑 ”。它负责采集所有传感器信号，运行
性 ；硫化工艺要求对温度、压力进行多阶段、高精度 温度控制、压力控制、工艺逻辑等核心算法，并向电
的协同控制 ；生产现场对系统的可靠性与智能化水平 磁加热电源、比例阀等执行器发出精确指令，实现闭
要求日益提高。因此，开发一套与之匹配的智能控制 环控制 [2] 。
系统至关重要。 1.1.3 监控管理层
本文旨在研究并设计一套完整的电磁加热轮胎 由工业触摸屏（HMI）和上位机监控系统构成，
硫化机智能控制系统。该系统融合先进的传感技术、 提供人机交互界面。负责工艺配方的输入与管理、生
PLC 控制技术及智能算法，构建了一个集精准控温、 产过程数据与曲线的实时显示与记录、历史数据追溯、
工艺管理、状态监控与故障诊断于一体的智能化平台， 报警信息处理及系统状态监控 [3] 。
旨在全面提升轮胎硫化的质量、效率与能效水平。 1.2 电磁加热单元设计
电磁加热单元是系统的热源核心。其工作原理是
1 系统总体设计
1.1 系统架构 作者简介 ：李长泰（1976-），男，高级工程师，主要从事
本智能控制系统采用 “ 集中管理、分散控制 ” 的 橡塑智能装备控制系统的研发、制造和技术管理工作。

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