基于压铸机的PLC 控制系统(一)-自动化毕业论文(2)

2013-07-29 01:07

导读：概述 1.1压铸机的定义、发展及特点 1.1．1压铸机的定义压铸机是用锌、铝合金、铜等金属为原料，在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开

概述

1.1压铸机的定义、发展及特点
1.1．1压铸机的定义
压铸机是用锌、铝合金、铜等金属为原料，在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后得到固体金属铸件的一种工业机械。
1.1.2 压铸机的发展
压铸机是压铸生产中重要的基础技术装备，与压铸工艺的互存、互动关系非常突出，压铸工艺的改进或采用新的技术，都要有与之相应的或新型的压铸机作为技术支撑。
压铸技术起源于印刷工业的铅字铸造技术。19世纪初，世界印刷工业蓬勃发展，活字（单字母的铅字）的需求量日益增多，于是铸字机应运而生，1849年，Sturgiss制造了第一台用压铸法把铅铸成活字的压铸机（如图1），图中可见带有将喷口封住、打开和切断等动作的机构，以及用压射活塞压送熔融金属进入活字模型，可以说这就是压铸机的原始结构，而且机器还具有速度快、效率高，既经济，又可重复生产等特点。这台压铸机标志着压铸的“黄金时代”的开始。

图1-1 压铸铅活字的压铸机示意图图1-2 压铸机示意图
1.操作杆 2.冲头 3.上压室 4.喷嘴切断阀 5. 喷口拉杆
6. 金属熔埚 7. 喷嘴 8. 内通道 9. 施压压室
1868年，英国人Charles Babbage 用一台手动压铸机生产了机械式计算机零件，开创了在压铸机上配用带刃边浇口的模具进行压铸生产的压铸技术1877年，Dusenbury发明了一种既有原始的热室压铸机压射机构，又有模具可以水平移动的压铸机，如图1-2所示，开辟了模具水平开合的新途径。于是，典型的热室压铸机便从此诞生。

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20世纪50年代，我国自行设计制造出全液压的50型卧式冷室压铸机，锁模力有500 kN和1000 kN两种规格。及至20世纪80年代，有关单位继续完成了锁模力16000 kN以下的卧式冷室压铸机系列产品的开发；立式冷室压铸机也形成了锁模力2500 kN以下的系列产品；1986年试制出国内第一台J 1163 A型自动压铸机组；1990年开发出国内第一台柔性压铸单元，锁模力为4000 kN；其后的几年里，又将辅助装置和参数检测装置加以定型并形成产品。在压铸机的设计工作方面，20世纪80年代，设计的压铸机压射性能已接近当时的国外水平；合模机构全部采用液压驱动、曲肘机械扩力结构取代了全液压。
1.1.3 压铸机的分类
压铸机的分类方法很多，通常，主要按机器结构和压射室（以下简称压室）的位置及其工作条件加以分类，各种类型的压铸机的名称如图1-3所示。

图1-3 压铸机的分类
热室压铸机一般主电箱与主机分离，独立落地；头板、二板采用箱体或筋板式结构，刚度高而重量轻；油压式齿轮调模，传动平稳，确保四支哥林柱同步伸缩，准确保持头板、二板的平行度；机门采用挂入式安装，清理及维修时拆装方便。如图1.4所示为CM-168H型热压铸机。

          图 1.4 CM-168H 型热室压铸机
冷室压铸机是采用数控电脑及电子尺操作，锁模，调模，顶针的压力、速度均可数控调整，带动态显示，操作简单容易；头板，二板采用箱体式结构，强度高而重量轻。尾板，C型架采用加强筋、框架设计，强壮有力。如图1.5所示为CCM-380型冷室压铸机。

图1.5   CCM-380型冷室压铸机（转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）

1.1.4 压铸机的特点
1、液压元器件、密封件、电器元件全部采用进口件，可靠性更高，不漏油；
2、机械部分的模板、曲臂、采用进口加工中心制造，并用三坐标仪检测，精度更高，无故障工作时间长。曲臂润滑采用集中润滑站加定量分配器的方式，保证每一点的润滑可靠，使运动机件的工作更可靠；
3、液压回路采用高低压双联泵、压力流量双比例阀，根据工作设定准确卸荷、降低能耗，油温低，夏天工作更可靠；
4、采用更先进的增压控制油路，具有高的压射速度、增压反应时间、上升时间更短，工艺重复性更好，可调范围更宽；
5、为了便于不同厚度压铸模的安装，动型模与静型模容模量调节，是采用液压马达驱动。较之电力驱动，液压驱动更加平稳、安全。
6、压射部分连接采用C形架结构，确保压射同心度及稳定性。
1.2 压铸机的组成三板：动型座板、定型座板、尾板哥林柱：曲轴机构：长铰、小铰、钩铰、并连接动型座板、尾板及合开模液压缸顶出机构：顶出液压缸、顶针、固定在动型座板调模机构：调模马达、齿轮组件、固定在尾板上润滑系统：曲肘润滑泵、油排、油管、分流器
1.3 压铸机的工作原理
第一阶段慢速压射运动开始压射时，系统液压油通过油路集成板进入C2腔，再经A3通道进入C1腔，从而推动压射活塞2向左运动，实现慢速压射。    第二阶段快速压射运动，当压射冲头超过料筒浇料口后，储能器3控制阀打开，液压油经A1、A3口迅速进入C1腔，C1腔液压油油量快速增大，压射速度增快。    第三阶段增压运动金属液填充到型腔，当即将终止时，合金液开始凝固，这时冲头前进阻力增大，经电脑程序控制，使用蓄能器4控制阀打开，经A2快速进入C3腔，从而推动增压活塞5及活塞杆6向左快移。当活塞杆6和浮动活塞7内外锥面接合时，A3截断，使C1形成封闭腔，增压活塞、活塞杆、浮动活塞的推动及C1、C2腔的压力共同使活塞2获得一个增压效果。（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理）
1.4 PLC的定义、分类及特点
1.4.1 PLC的定义
可编程序逻辑控制器即PLC（Programmable Logic Controller）。PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
1.4.2 PLC的分类
1.4.2.1 按硬件结构类型分类
可编程序控制发展很快，为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线，起结构与普通计算机有很大的区别。通常从组成结构形式上将这些PLC分为两类：一类是一体化整体式PLC，另一类是结构化模块式PLC。
1.4.2.2 按应用规模及功能分类
为了适应不同工业生产过程的应用要求，可编程序控制器能够处理的输入/输出信号数是不一样的。一般将一路信号叫做一个点，将输入点和输出点的点数的总和称为机器的点。按照点数的多少，可将PLC分为超小（微）、小、中、大、超大等五种类型。
1.4.3 PLC的特点
PLC能如此迅速发展的发展原因，除了工业自动化的客观需要外，还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中的普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。它在编程中简单易学，PLC的功能强，性能价格比高，它的硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；系统设计、安装、调试工作量少；工作人员维修工作量小，维护方便；体积小能耗低。

1.5 PLC的功能及应用
PLC的应用面越来越广，主要是：一、由于微处理机芯片及有关元件的价格大大下降，使得PLC的成本下降；二、PLC的功能增强，能解决复杂的计算机和通信问题。目前，PLC在国内外已广泛用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐等行业。PLC主要应用在⑴、开关逻辑和顺序控制⑵、模拟控制⑶、定时控制⑷、数据处理⑸信号联锁系统⑹、通信联网等。最近一个时期内，PLC 产品的市场需求量一直保持平稳上升趋势。其一，PLC 是集三电一体化的多功能综合自动化装置。所谓的三电指的是电控、电仪和电传，这三种控制装置常常在一个工厂、一个车间，甚至在一个工段或一台设备上并存，却自成系统，互不往来。而只需要一台 PLC 控制设备既有逻辑控制功能，又有过程控制和运动控制功能，大大提高了生产效率、实现优化控制，使得 PLC 在竞争中居于强有力的地位。其二，PLC 能够与其他工业控制产品很好地融合。PLC 与 PC（个人计算机）的融合，PLC 与 DCS 的重叠融合，PLC 与 CNC 的融合等，都说明 PLC 与工业控制系统的一致性很高。（科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布）
总之，PLC 在工业控制中应用极为广泛，可以说是无处不在。

第二章PLC与其他控制的比较

2.1 继电器控制方案
几十年来，继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业领域中被大量应用（如图2.1所示为工业生产控制流程）。继电器控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的，采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等功能，一旦生产工艺过程发生改变，则控制柜必须重新设计、重新装配。

                        图2.1 继电器控制压铸机的示意图
2.2集散控制方案
    集散控制系统又称分散控制系统，它是专门为工业过程控制设计的过程控制装置。它的应用场合是连续量的控制，集散控制系统是按用户的程序指令工作的。在集散控制系统中，根据被检测对象的特性采用不同的采样速度，例如，对流量点的采样周期是1s，对温度点的采样周期是20s等。此外，在集散控制系统中，可有多级优先集中断的设置。
                           图2.2 集散控制压铸机的示意图

2.3 PLC控制方案
PLC由于应用了微电子技术好计算机技术，各种控制功能都是通过软件来实现的，因此只要改变程序并改变少量的接线端子，就可适应工艺的改变。从适应性、可靠性、方便性及设计、安装、维护等各方面进行比较，PLC都有显著的优势（如图2.2所示）。因此在用微电子技术改造传统产业的过程中，传统的继电器控制系统大多数将被PLC取代。（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）

图2.3 压铸机的PLC控制原理图

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