膠囊是輪胎加工時必備的配件，在輪胎硫化過程中，膠囊需要經受反復的膨脹和收縮、拉伸等變形，還要經受急劇的升溫和冷卻，因此對膠囊有很高的性能要求。

    膠囊硫化是膠囊生產中最重要的一道工序。膠囊硫化是將膠囊的膠料經過適當加工后制成的半成品在一定的壓力和溫度條件下，通過化學因素的作用，將半成品制成膠囊外型，并獲取符合輪胎加工的使用性能的工藝過程，因此膠囊硫化是膠囊獲得優質的使用性能的關鍵工序。

    膠囊硫化機是完成膠囊硫化過程的設備。膠料在硫化機中，利用硫化機模腔形成的壓力和蒸汽形成的高溫環境，實現膠料的硫化和成型。現代化的生產，要求膠囊硫化機具有高質、高效、智能等特點，這就要求硫化機能實現精確的溫度、壓力和時間控制，同時要求硫化機能具有遠程監控等的功能。

    結構原理

    膠囊硫化機按成型方式分，可以分為模壓式膠囊硫化機和注射式膠囊硫化機。右圖為最常用的模壓式膠囊硫化機的結構圖。

        

    1.液壓系統  無論是注射式還是模壓式的硫化機，都采用液壓系統作為動力。模壓式硫化機有上下兩個油缸。油泵通過多個電磁閥，控制兩個油缸的動作。主油缸主要控制主油桿和下芯桿的升降。上油缸控制上芯桿的升降。

    2.模具系統  硫化過程中，主要依靠模具形成一定的模腔壓力，使得膠料在高溫高壓環境下形成膠囊。模具包括上模腔、芯模和下模腔。其中上模腔固定不動，芯模與上芯桿相連，隨著上芯桿完成升降動作；下模腔與下芯桿連接，隨著下芯桿完成升降動作。

    3.蒸汽系統  硫化過程需要高溫環境。當合模完成后，水蒸氣通過電磁閥，直接進入上模腔， 從而在硫化過程中形成高溫條件。

    工藝原理

    模壓式膠囊硫化機的工作主要包括以下幾個過程：

    1.合模  將膠料放入下模腔后，根據芯模的形狀和所要加工的膠囊類型，主油桿、下芯桿和上芯桿完成升降工作，最終實現下模腔和上模腔的合模過程。

    2.高壓緊模  在完成合模后，需要在模腔內形成硫化所需要的壓力。這時主油桿繼續上升，直到模腔壓力上升到所設定的壓力后才停止高壓緊模過程。在高壓緊模過程中，打開蒸汽閥，蒸汽開始進入模腔，溫度升高。

    3.保壓硫化  當壓力到達設定值后，開始進入硫化過程。當溫度到達設定值后，開始計時。根據設定的時間控制硫化過程。保壓硫化是完成硫化工作的主要過程。在硫化階段，為了保證硫化的壓力、溫度和時間等要素，提高硫化質量，還需完成硫化補壓、溫度報警、時間控制工作。由于密封或設備老化等原因，在硫化過程中可能會出現壓力下降的現象。此時為了保證硫化質量，需要重新啟動高壓泵，提高模腔壓力。

    4.啟模  當到達設定時間后，硫化結束，上模腔和下模腔脫離，完成脫模、散熱過程，準備下一次生產。啟模包括自動啟模和手動啟模兩個階段。當硫化結束后，先完成自動啟模，等工人到位后再完成手動啟模和脫模工作。

    控制功能

    早期的很多硫化機，采用傳統繼電器控制電路，無法精確控制壓力、溫度和時間，膠囊質量得不到保障，并且故障率高、效率低，無法滿足現代化生產的要求。本設備采用PLC控制，不但可以實現對工藝過程和工藝參數的精確控制，滿足高質、高效等要求，同時，還可以實現網絡群控，監控每個膠囊的生產過程，實現精益生產。該系統主要完成以下功能：

                                    

    1.模腔動作控制  通過對油泵、電機、換向閥、電磁閥等控制，實現上芯桿、下芯桿和主油桿的升降，完成合模、緊模、啟模等工作；

    2.工藝參數控制  硫化過程中，壓力、溫度和時間是最重要的三要素，要生產出高質量的膠囊，就必須完成對這三者的精確控制，保證在硫化過程中壓力、溫度和時間的要求。這其中，壓力控制是最重要的一個環節。硫化初期階段，材料微觀流動尚存，此時不能進行補壓，而到后期基本成型后，可以允許補壓。禁止補壓的時間等參數可以由觸摸屏根據實際設備和配方來設定；

    3.報警功能  膠囊硫化機控制系統可以實現多種報警，包括壓力過低報警、升溫超時報警、溫度過低報警等，為系統自我診斷提供方便；

    4.本地和遠程監控功能  在設備上帶有人機界面HMI，可以方便實現參數的輸入、過程狀態顯示和參數顯示功能。同時，設備通過485總線，與監控中心進行通訊，監控中心實時監控每臺硫化機的當前狀態和工藝參數，可以實現硫化機的優化控制。

    典型配置

    采用HOLLiAS LM PLC的CPU模塊LM3109和模擬量輸入擴展模塊LM3310B實現膠囊硫化機的PLC控制。LM3109控制各電磁閥和指示燈，壓力和溫度信號通過LM3310B模塊采集進入PLC。LM3109通過串口與觸摸屏進行通訊，觸摸屏完成各參數的設置以及狀態的顯示功能。

        

    系統特點

    采用HOLLiAS LM PLC作為控制系統的主要特點有：

    溫度和壓力控制精度高  硫化機工藝對溫度和壓力的控制精度要求很高。LM PLC模擬量采集模塊LM3310B采集精度高達0.2%，壓力和溫度的采集精度高。高精度的模擬量采集性能，為生產高質量的膠囊提供了保障。

    可實現本地保存工藝參數  LM PLC的CPU模塊LM3109自身帶有6K的掉電數據保持區，可實現工藝參數的本地保存。同時，還具有實時時鐘功能，能記錄和顯示當前時間。

    快速的輸出性能  硫化過程有大量的機械動作需要控制， PLC從信號發生到響應是有一定延時的。在某些時候，諸如當高壓緊模結束轉為保壓硫化的時候，需要高壓泵立即停止。瞬間的延時都可能導致壓力繼續快速上升。壓力過高，膠囊硫化時可能產生老化，脫硫等不利影響。LM PLC擁有高性能的輸出特性。首先，LM3109具有立即輸出功能，即可以不受掃描周期的影響而立即輸出信號，縮短了信號響應的時間。其次，CPU獨特的通訊處理，使得在與觸摸屏或者計算機通訊時不會占用PLC程序運行時間，提高了設備的實時性。