材料成形工艺与控制 教学课件 ppt 作者 李云涛 王志华 李海鹏 等编第三章.ppt

3.1.1 冲天炉配料的定量控制 2. 电气及光电控制系统 一、炉气温度控制 二、炉气成分控制 三、底焦高度控制 四、铁水温度控制 五、铁水成分控制 3.2 连铸机自动控制 3.2.1 连铸机工艺原理 一、过程优化系统——2级（L2）功能 （1）生产控制 ①生产计划: 生产控制是L2的核心功能，它以详细的跟踪信息支持二级工艺模型的运行。 ②炉次节奏控制:为保证连浇和板坯热送，连铸机必须与炼钢和轧钢的生产匹配，系统提供剩余浇铸时间，要求下一个钢包到达时间以支持生产同步。 ③跟踪系统: a.炉次跟踪： b.铸流跟踪 c.产品跟踪 （2）工艺模型 ③液芯模型 根据二冷模型的计算结果，进行坯壳厚度的实时计算。计算沿着铸流方向及与之垂直的方向同时进行，进而得到铸流方向液芯的形状和固液交界区，用于确定动态轻压下的位置。 ④优化切割模型 剪切优化的目的是通过优化运算，提高铸机的金属收得率。优化运算设计成剪切尽可能多地具有合适长度的铸坯，以减少废坯量和库存坯的生产。 ⑤质量控制模型 连铸机生产过程中，每个过程参数（如钢水温度、结晶器液面、二冷水量等）都以不同的方式影响板坯质量。 （3）报表 报表系统用于报告自动收集、人工输入或计算出的生产信息，报表可以按要求显示、查询和打印，保镖的种类一般有炉次报表、板坯报表、班/日/月生产报表和质量报表。 二、人机接口系统——1.5级(L1.5)功能 （2）结晶器控制 （4）连铸机二次冷却水的自动控制 铸坯从结晶器出来后，内部还是液心，需在二次冷却区继续冷却，铸坯在二次冷却区要求冷却均匀并保持尽可能高的拉速。当冷却水量不足时，易引起滋钢和鼓肚等问题，而冷却过量，又会产生裂纹等质量问题。因此控制好二次冷却水的流量是获得良好的铸坯质量和高生产率的关键所在。 （5）拉矫机控制 （6）切割机和打号机控制 切割机和打号机一般为成套设备，带有完整的控制系统，通过串行口、现场总线或以太网接人主系统。在生产中，切割机除根据跟踪结果按定尺自动完成切割，还按照切割优化模型的指令自动切割。 （7）漏钢预报 在结晶器的每一侧安装一个温度传感器网，热电偶与安装在靠近结晶器的远程I/O单元设有接口，它由温度信号传送给PLC，PLC根据这些信号生成结晶器铜板的温度分布图。 3.4.2 低压铸造控制系统 1. 控制规律的选择 2. 控制系统的硬件组成 由于系统可靠性要求很高，因此控制器硬件采用西门子PLC S7-300，人机界面为WINCC，传感器、调节阀以及各种电磁阀均采用SMC 的相关产品。 传感器经过实际的标定之后，当实际的压力为1000mbar时,送入到PLC中的数据为20000，中间各点数据标定后线性度良好。 SMC调节阀为等百分比流量特性，响应时间20ms，驱动方式为PWM，脉冲宽度为[0 ,400 ] 。 3. 控制系统的设计 （1）根据型温、液态金属温度及外界环境温度，能自动地选择合适的加压速度； （2）根据液态金属温度和环境温度，能自动地调节铸型各处的温度分布，使之生产出合格的铸件； （3）给出合适的结壳延时、保压延时及开模时间。 热室压铸机的工作流程 1、锁模 2、扣嘴 3、压射 4、回锤 5、离嘴 6、开模 7、预针动作 8、气动冲头及喷雾 9、调模 3.5.2 热室压铸控制系统 1. PLC控制系统 把整个系统的全部时序控制和安全联锁功能放在PLC中实现。采用 PLC的定时器来实现准确的定时，通过PLC自带的永久存储器实现每个模具的参数的永久存储，以便于在重复使用该模具时，随时调用有关工艺参数。 2. 通信程序 PLC与上位机应用程序的通信采用S7-200自带的的PPI自由通信方式，PLC可以通过ADAM 2520通信模块直接与电脑的RS 232端口进行通信，通信协议是标准RS 232，握手协议由用户自由制定。 3. 上位机控制系统 上位机程序是采用delphi 6 + SqlServer 2000开发的组态软件。该组态软件体系结构用MVC（模型、视图、控制器分离的软件设计原则）设计模式，把核心功能从人机交互中分离出来，以便提供可调整的用户接口，方便程序的维护和升级。 3.6.2 系统组成 1、系统硬件 （1）工业控制计算机选型 （2）输入通道 （3）输出通道 2. 系统软件 失重法定量浇铸控制软件