1引言

　　鑄造是人類掌握最早的一種金屬熱加工成形工藝，已有約6000年的曆史，是現代機械製造工業(ye) 的基礎工藝。鑄造過程是將金屬熔煉成符合一定要求的液體(ti) 並澆進鑄型裏，經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件（零件或毛坯）的工藝過程。鑄造生產(chan) 的毛坯成本低廉，對於(yu) 形狀複雜、特別是具有複雜內(nei) 腔的零件，更能顯示出它的經濟性；同時它的適應性較廣，且具有較好的綜合機械性能。

　　低壓鑄造是使液體(ti) 金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由於(yu) 所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。其工藝過程是：在密封的坩堝（或電爐）中，通入幹燥的壓縮空氣，金屬液在氣體(ti) 壓力的作用下，沿升液管上升，通過澆口平穩地進入型腔（金屬型），並保持坩堝（或電爐）內(nei) 液麵上的氣體(ti) 壓力，經過一段時間的保壓，直到鑄件完全凝固為(wei) 止。然後解除液麵上的氣體(ti) 壓力，使升液管中未凝固的金屬液流坩堝（電爐），再由氣缸開型並推出鑄件。低壓鑄造獨特的優(you) 點表現在以下幾個(ge) 方麵：液體(ti) 金屬充型比較平穩；鑄件成形性好，有利於(yu) 形成輪廓清晰、表麵光潔的鑄件，對於(yu) 大型薄壁鑄件的成形更為(wei) 有利；鑄件組織致密，機械性能高。低壓鑄造是一種低壓強與(yu) 低速度的充型鑄造方法，利用壓縮空氣作為(wei) 充型動力，液體(ti) 金屬充型要求平穩；保壓性好，鑄件成形性好，輪廓清晰、鑄件表麵光潔；要求模具冷卻性好，鑄件組織致密，機械性能高。

2 低壓鑄造自動化係統

　　2.1係統結構

　　工控機和plc在低壓鑄造中的係統構成為(wei) 了滿足低壓鑄造的要求，把工控機和plc組成一個(ge) 有機係統，如圖1所示。本係統采用分級控製方式。由工控機完成液麵壓力控製和鑄型溫度（冷卻）控壓鑄造的要求。

　　2.2 係統原理低壓鑄造機壓力/溫度控製係統的計算機控製係統原理如圖2所示。

　　（1）壓力控製：低壓鑄造機壓力控製係統的氣動原理如圖3所示，工控機和由其控製的液麵壓力i/o模板對數字組合閥島進行控製，實現了低壓鑄造壓力控製。工控機係統采用靈敏的壓力傳(chuan) 感器和軟件式pid控製器，在計算機屏幕上同時顯示鑄造過程的設定壓力曲線和實際控製壓力曲線，並進行疊加比較。在計算機屏幕上以四種顏色顯示四個(ge) 測溫點的實時溫度曲線。另外用圖形來指示保溫爐內(nei) 鋁液液麵情況，以提醒操作人員注意：當爐內(nei) 金屬液少於(yu) 最低限時，係統自動停止加壓。

　　y1～y9：調節閥（常閉）；

　　y11：進氣主閥（常閉）；

　　y13：爐子慢泄壓（常開）；

　　y14：爐子全部泄壓（常開）；

　　yk1：壓力開關(guan) ，監測“0”mbar時的爐內(nei) 壓力。出廠時調節為(wei) 約50mbar；

　　yk2：壓力開關(guan) ，監測最大爐內(nei) 壓力，出廠時調節為(wei) 約950mbar；

　　b1：壓力傳(chuan) 感器，0～1600mbar，4～20ma。檢測爐膛壓力；

　　b2：壓力傳(chuan) 感器，0～7000mbar，4～20ma。檢測進氣管氣源壓力。

       （2）冷卻控製：工控機和由其控製的冷卻控製i/o模板控製了12個(ge) （5路風冷、7路風冷+水冷）冷卻通道，可任意選擇若幹個(ge) 通道工作。對每路冷卻通道均提供了“on”、“off”、“auto”三種工作方式和按時間控製、按溫度控製兩(liang) 種控製模式。人機界麵有冷卻畫麵，可任意開關(guan) 調整電磁閥的通斷。

　　2.3硬件配置

　　低壓控製係統配置如下：

　　（1）panel870麵板式工控機：piii700以上cpu、40g硬盤、128m內(nei) 存、12〞液晶顯示屏、觸摸鍵盤、帶軟驅和dvd光驅、usb接口和rj45接口；

　　（2）板卡：813b a/d板一套、1751di/o板一套、7216繼電器板一套（包括odc5或idc5b固態繼電器）、785繼電器板一套；

　　（3） s7-300係列plc：cpu模塊：cpu314一套，flash eprom內(nei) 存卡（64k）一個(ge) ，ps307電源5a一個(ge) ，sm321輸入模塊（32點 24v dc）3套，sm322輸出模塊（16點 24vdc）4套，40針端子3個(ge) ，20針端子4個(ge) ，480mm導軌1個(ge) 。

3 項目評價(jia)

　　（1）控製係統實現對機器運行、液壓機械動作、鑄造工藝過程、保溫爐加熱、鑄型冷卻過程中包括壓力、溫度、時間、位置在內(nei) 的工藝參數進行有效控製。係統具有數據保存功能，能夠存取、調整和管理鑄造參數。

　　（2）控製精度高，充型、保壓階段壓力偏差值≤3mbar，升液階段壓力偏差值≤5mbar，升壓階段壓力偏差值≤10mbar。

　　（3）具有壓力自動補償(chang) 能力，保溫爐內(nei) 的壓力可以根據設定的曲線精確、重複再現，而不受保溫爐泄漏、供氣管路氣壓波動和金屬液位變動的影響（保溫爐嚴(yan) 重泄漏除外）。

　　（4）可根據工藝需要自由設定最多達八段的升壓曲線和一段保壓曲線。對於(yu) 爐膛容積≤800l的爐型，最大升壓速度可達100mbar/s。

　　（5）具有友好的人機界麵，可以方便的輸入各類工藝參數。

　　（6）具有數據保存及調用功能。每個(ge) 輪型的鑄造工藝參數可以輸入並確認後自動保存，以後可以直接從(cong) 係統中調用。

　　（7）低壓鑄造控製係統具有故障自檢功能，維修方便。

4結束語

　　我國工業(ye) 控製自動化技術飛速發展，特別是工控機和plc的應用更為(wei) 成熟，經過近三年的努力，我們(men) 成功把工控機和plc同時應用在輪轂低壓鑄造機中。