工控机和PLC在铸造中的应用

　铸造是人类掌握***早的一种金属热加工成形工艺，已有约6000年的历史，是现代机械制造工业的基础工艺。铸造过程是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性;同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。

　铸造是使液体金属在作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的较低，所以叫做铸造。其工艺过程是：在密封的坩埚(或电炉)中，通入干燥的压缩空气，金属液在的作用下，沿升液管上升，通过浇口平稳地进入型腔(金属型)，并保持坩埚(或电炉)内液面上的，经过一段时间的保压，直到铸件完全凝固为止变压器厂家。然后解除液面上的，使升液管中未凝固的金属液流坩埚(电炉)，再由气缸开型并推出铸件。铸造独特的优点表现在以下几个方面：液体金属充型比较平稳;铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利;铸件组织致密，机械性能高。铸造是一种强与低速度的充型铸造方法，利用压缩空气作为充型动力，液体金属充型要求平稳;保压性好，铸件成形性好，轮廓清晰、铸件表面光洁;要求模具冷却性好，铸件组织致密，机械性能高。
　2、铸造自动化系统
　2.1系统结构
　工控机和PLC在铸造中的系统构成为了满足铸造的要求，把工控机和plc组成一个有机系统，如图1所示。本系统采用分级控制方式。由工控机完成液面控制和铸型温度(冷却)控压铸造的要求。
　2.2系统原理铸造机/温度控制系统的计算机控制系统原理如图2所示。
　(1)控制：铸造机控制系统的气动原理如图3所示，工控机和由其控制的液面i/o模板对数字组合阀岛进行控制，实现了铸造控制。工控机系统采用灵敏的传感器和软件式pid娄底变压器，在计算机屏幕上同时显示铸造过程的设定曲线和实际控制曲线，并进行叠加比较。在计算机屏幕上以四种颜色显示四个测温点的实时温度曲线。另外用图形来指示保温炉内铝液液面情况，以提醒操作人员注意：当炉内金属液少于******限时，系统自动停止加压。
　y1～y9：调节阀(常闭);
　y11：进气主阀(常闭);
　y13：炉子慢泄压(常开);
　y14：炉子全部泄压(常开);
　yk1：娄底变压器，监测“0”mbar时的炉内。出厂时调节为约50mbar;
　yk2：娄底变压器，监测******炉内，出厂时调节为约950mbar;
　b1：传感器，0～1600mbar，4～20ma。检测炉膛;
　b2：传感器，0～7000mbar，4～20ma。检测进气管气源。
　(2)冷却控制：工控机和由其控制的冷却控制i/o模板控制了12个(5路风冷、7路风冷+水冷)冷却通道，可任意选择若干个通道工作。对每路冷却通道均提供了“on”、“off”、“auto”三种工作方式和按时间控制、按温度控制两种控制模式。人机界面有lcjyg.com冷却画面，可任意娄底变压器调整电磁阀的通断。
　2.3硬件配置
　控制系统配置如下：
　(1)panel870面板式工控机：piii700以上cpu、40g硬盘、128m内存、12〞液晶显示屏、触摸键盘、带软驱和dvd光驱、usb接口和rj45接口;
　(2)板卡：813ba/d板一套、1751di/o板一套、7216继电器板一套(包括odc5或idc5b固态继电器)、785继电器板一套;
　(3)s7-300系列PLC：cpu模块：cpu314一套，flasheprom内存卡(64k)一个，ps307电源5a一个，sm321输入模块(32点24vdc)3套，sm322输出模块(16点24vdc)4套，40针端子3个，20针端子4个，480mm导轨1个。
　3、项目评价
　(1)控制系统实现对机器运行、液压机械动作、铸造工艺过程、保温炉加热、铸型冷却过程中包括、温度、时间、位置在内的工艺参数进行有效控制。系统具有数据保存功能，能够存取、调整和管理铸造参数。
　(2)控制精度高，充型、保压阶段偏差值≤3mbar，升液阶段偏差值≤5mbar，升压阶段偏差值≤10mbar。
　(3)具有自动补偿能力，保温炉内的可以根据设定的曲线精确、重复再现，而不受保温炉泄漏、供气管路气压波动和金属液位变动的影响(保温炉严重泄漏除外)。
　(4)可根据工艺需要自由设定***多达八段的升压曲线和一段保压曲线。对于炉膛容积≤800l的炉型，******升压速度可达100mbar/s。
　(5)具有友好的人机界面，可以方便的输入各类工艺参数。
　(6)具有数据保存及调用功能。每个轮型的铸造工艺参数可以输入并确认后自动保存，以后可以直接从系统中调用。
　(7)铸造控制系统具有故障自检功能，维修方便。
来源：中国仪表网
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