低压铸造控制系统的计算机实现方法

袁群松 高晶

摘要：结合低压铸造工艺中对控制模具温度和液面压力等要求，应使用自动化控制技术、PLC技术和传感器技术来实现低压铸造控制系统的自动化功能。该文对设计系统的方案、设备选型和调节压力等方面效能的实现进行了深入探讨，希望能够实现低压铸造控制系统的各方面功能，更好地促进我国社会经济的发展。

关键词：低压铸造；控制系统；计算机实现方法

中图分类号：TP3 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）08-0190-02

当前低压铸造系统被广泛应在汽车、机械制造和航天等各个领域中，特别是在汽车领域中得到了更为普遍的应用，对推动我国社会经济的健康发展做出了不可磨灭的贡献。可以说低压铸造工艺对铸件的整体质量有着很大的影响，有关工作人员越发重视在充型环节与凝固环节中低压铸造工艺所发挥的作用。在这样的实际情况下，本文先分析了低压铸造系统的总体设计，然后分析了硬件系统的选型，最后分析了控制系统的设计，发现低压铸造生产出来的铸件因为不需要进行浇道设计，而具有材料使用率强、成形质量高、容易浇筑等优势，可见低压铸造系统有着很高的应用价值，应挖掘其更多方面的应用潜能。

1 设计低压铸造控制系统的整体

机体、开合型、控制系统三个部分共同构成低压铸造机，其中专职于保存铝合金溶液的机体部分由保温炉和承压密封器两个组件组成，呈现胶合的形式。第二部分是开合型装置，其通过放置过程和取出过程来完成铸件动作，是决定铸造机工作水平的关键。最后，作为实现铸造机自动化的关键和基础的控制系统，运用专项技术和多种不同方式来保证铸造机按照系统动作运行，严格控制施工工程，保证压力与控制保压。机器开始低压铸造时，浇筑环节中扮演着重要的角色，发挥着不可代替的作用，从另一个方面上来讲，在低压铸造工作中浇筑环节是不能缺少的，也是工作人员应高度重视的，这个环节关系着铸造产品的整体质量，也关系着企业的实际效益。浇筑环节共包括六个阶段，即：升液阶段、充型阶段、增压阶段、保压阶段、卸压阶段、冷却阶段，每一个阶段都影响着铸造产品质量，可见无论在哪一个阶段中，其工作人员都应高度注意，避免出现问题，进而影响了铸造产品的整体质量，一旦铸造出来的产品不符合相应的具体产品要求，必然会影响着企业的经济效益，也影响着企业的可持续发展，所以，在实际工作中，铸造产品的每项工作都需要工作人员认真和仔细，切实做好铸造产品的各项工作，从最大程度上保证铸造产品的质量。可见，低压铸造机实现自动控制的重中之重就是保证温度与压力，使两者达到均衡状态。因为控制压力和保证精度需要一定的层次要求，而在其中冷却与加压部分相辅相成共同构成了完整的控制系统，要求仪器达到100 Pa 级后更好的控制系统的精度，在此系统中使用了性能高、质量高的控制板卡，与此相对，液面压力所需要的精度要求较低，呈现低精度要求状态，其工作原理是使用PLC技术来保证温度，并以此来实现稳定、均衡的控制状态。工控机，是低压铸造机正常使用的关键，通过控制系统来控制整个液面的实际温度和实际压力，使用数据采集卡来检测液面中的压力，应以数字组合阀为主，来调节液面中的压力。温度检测在温度传感器检测下使PLC深入处理数据信息，并在冷却电磁阀操作下完成调节温度的工作。

2 硬件系统选型具体工序

pcld-782b、pcl-724、pcl-726、pcld-880，pcld-885，，pcl-812共同组成本文中所说的系统硬件的结构，许许多多的工控板共同组成了计算机调压系统、铸造系统、控制系统。在此系统中包括压力罐内部的气体压力输入量、上压腔内气体压力输入量、真空罐内气体压力输入量等多个输入量。下面内容阐述所选用的工控板。在指定的PCB区域内安装上无源器件，并构建起相应的调理信号电路，这样就便于将在端子板专门区域内安装上电阻或者电容，建立起相应的低通滤波器。在本调压铸造结构控制系统里，在考虑系统的因素上，再加上一些环境噪声的影响，必须要将超过100Hz的噪声滤除，通过计算在此板块内部中所添加上的低通滤波器，这样可得出滤除噪声的实际效果。在此系统里，铸造系统中的气压通过传感器转化为电压后，通过880由812转化成为输入数字量的计算机。PCLD- 782B24路光隔离数字输入板，在此输入板中各个通道内都有高压电的光隔离板起到保护作用。计算机结合782中所输入的电磁阀的状态来判定此系统是否处于正常工作状况，如果没有在正常工作状态中，那么需要在第一时间内发出报警信号，待发出报警信号后，有关工作人员应及时对铸造控制系统存在的障碍进行排查，及时处理掉障碍，确保此系统的稳定正常运作，保证铸造出产品的质量。作为新型的，有着16个SPST继电器的高功率型继电器板，其系统繁杂但却有序，这里的885连接着13路电磁阀，更有着724电磁阀，纷繁的运行系统真正做到了稳定的724的输出控制与885控制相结合，电磁阀状态更新化、更优化。通过PCL-72424位数字进行的缓冲电路，仿真8255的稳定输入与输出，不仅能提供稳定的缓冲电路，更能进行中断处理，保证系统稳定输出状态。

3 软件控制系统的设计

在开始运行主程序后，首先工控板进行初始化工作，然后进行对串口状态进行读取，接收上位机中所发出的数据，在收到数据后，主程序实施帧处理，提取在帧处理中的信息，但在这里需要明确的是，提取信息并不是将所有信息都提取出来，而应该提取出有用的、有效的信息，这样才能方便后续的工作，如果将所有的信息都提取出来，那么会给帧处理信息带来很多麻烦，从而影响着帧处理工作的顺利进行，也会影响着软件控制系统的运作；结合通讯协议调用命令处理模块要求，实施相应的具体操作。下位机中的主程序需要在接到上位机命令后才能退出。下位机程序一般都会使用bc31编辑器下dos.h头文件中三个库函数，分别是biscom函数、inportb函数、outportb函数。每个函数在传输和接收数据中都发挥着不同的作用，互辅互成、缺一不可。其inportb函数返回指的是从某一接口读入一个字节；outportb从某个接口中输出某个字节；biscom函数负责模块化发送和接受的数据帧。此通信协议中的帧中包括控制字节、帧首标志字节、帧校验字节、有效数据段字节、帧尾标志字节等。其下位机程序共有四个通信系列函数、硬件初始化、控制参数计算、铸造流程等部分所组合而成，这些部分支撑着下位机程序正常工作，每一部分都具有其功能，有关工作人员应对每部分的功能都熟知，这样有利于低压铸造控制系统自动化的实现。一是，通信系列的函数：在此函数中包括很多项操作，如：接收和发送帧操作，处理帧操作等。二是，初始化硬件：这其中包括初始化724、串口、8253等操作，还包括调试812。三是，铸造的具体工作流程：其流程包括开真空泵，升液和报压等，还要获取一些理论数据，并传输一些理论数据，获得与PID有关的参数，画出对应的函数，复位和退出流程有关的函数。四是，控制参数计算和标零：对将气压转化为电压的传感器进行标零，使用反馈控制方法，结合具体误差情况对控制参数进行计算。上位机系统软件中包括多个模块，每一个模块在上位机系统中都不可或缺，其模块包括：人机界面模块、输入曲线模块、工艺流程模块、处理数据模块等。通过有关实验结果表明，在上位机软件编写中应使用LabView方法，完成输入控制曲线和发送指令等功能，同时还需要完成监控工艺操作流程、回显实际曲线、打印数据信息等功能，具备功能完善的人机界面，并且还能便于操作，可见在编写上位机软件程序中，具体操作人员应对LabView方法熟练掌握，唯有做到这样，才能保证软件程序代码的准确性，才能保证软件控制系统设计的合理性。結合调压铸造的工作原理来设计相应的方案，这样才能保证所设计的方案符合调压铸造工作的要求，确保各项工作的正常稳定进行，在保证铸造系统自动化运行下，保证所铸造的产品质量和水平都能达到令人满意的效果，为企业获取更多的利润奠定坚实的基础，进一步解决传统的低压铸造系统工作中的问题，实现此系统的自动有效运作。

4 结语

从上面的分析中可见，在计算机电子技术与自化控制技术的迅猛发展下，使用智能专家系统、传感控制技术、PLC控制技术都能实现完善以前低压铸造系统不足的目的，以达到低压铸造控制系统有效化、自动化生产的预期目的。有关生产实践结果表明：设计出的低压铸造控制系统集可靠性和稳定性于一身，所铸造的产品质量非常好，同时还具有耗能低、成本低等优势，应得到更为广泛的应用，造福于更多的领域。

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