專利名稱：一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
砂型鑄造在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛，鑄造工藝包括了砂處理系統(tǒng)和砂的造型系統(tǒng)，處理系統(tǒng)又包括了回收、冷卻、去除雜質(zhì)、按配方混砂和輸送分配等步驟，造型系統(tǒng)通過造型機造型，小車通過軌道源源不斷地將砂型送到澆注工作面、冷卻和清砂。傳統(tǒng)的砂型鑄造采用人工操作，工作量大，工作環(huán)境惡劣，鑄造效率低且不能很好控制砂型質(zhì)量?，F(xiàn)有的一些砂型鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)存在以下問題(1)載砂型小車幾十輛斷續(xù)前進，等待橫向推車軌道接應(yīng)，如果不進行載砂型小車的定位，載砂型小車在傳輸停止時，極易產(chǎn)生位移，很容易與推車軌道發(fā)生碰撞，導(dǎo)致自動控制失效，影響工作效率。(2)載砂型小車與橫向推車軌道接應(yīng)，轉(zhuǎn)移軌道，要求推車軌道能快速啟動，將到達目的軌道時， 減速，以免沖出，當(dāng)?shù)竭_目的軌道時，準確定位，然而現(xiàn)有的控制系統(tǒng)定位行走精度差，可靠性不高。(3)砂型被小車陸續(xù)運到振動落砂機前，如果小車上有型砂，就控制氣缸前進推動， 推板將型砂推入振動落砂機中，判斷有沒有型砂，操作推車，都是由人來執(zhí)行的，人工判斷操作浪費人力且準確度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有砂型鑄造生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的不足，提供一種新型的采用可編程控制器控制的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)及其方法，克服傳統(tǒng)人工操作工作量大， 工作環(huán)境惡劣，鑄造效率低且不能很好控制砂型質(zhì)量等缺點；克服現(xiàn)有鑄造控制系統(tǒng)載砂型小車定位不夠精確易導(dǎo)致載砂型小車與推車軌道的碰撞，推車在軌道上行走定位和控制精度差易使推車沖出軌道或行走速度不合理等，人工觀察載砂型小車上有沒有砂型再手動開啟推動氣缸控制浪費人力且準確度低等缺點。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，將砂型通過載砂型小車和推車運送到振動落砂機上，它包括PLC控制裝置、氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)，PLC控制裝置包括主站PLC和至少一個遠程站PLC，遠程站PLC分別與主站PLC連接，氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)分別與PLC控制裝置連接；氣動定位系統(tǒng)設(shè)于載砂型小車軌道上、載砂型小車的兩端，推車變頻電機行走系統(tǒng)設(shè)于推車和推車軌道上，推車油缸比例速度控制系統(tǒng)設(shè)于推車上，光電控制自動推料系統(tǒng)固定連接在振動落砂機上；
所述的氣動定位系統(tǒng)包括繼電器、電磁換向閥、磁性傳感器和氣缸，繼電器和磁性傳感器分別與PLC控制裝置連接，電磁換向閥與繼電器連接，電磁換向閥與氣缸連接；
所述的推車變頻電機行走系統(tǒng)包括變頻器、繼電器、變頻電機、齒輪和齒條，繼電器的輸入端與PLC控制裝置連接，輸出端與變頻器連接，變頻電機通過變頻器與PLC控制裝置連接，齒輪固定連接在變頻電機上，齒條固定安裝在推車軌道上；
所述的推車油缸比例速度控制系統(tǒng)包括接觸器、電液比例放大板、電液比例換向閥、比例電磁鐵和推車油缸，推車油缸依次通過比例電磁鐵、電液比例換向閥、電液比例放大板和接觸器與PLC控制裝置連接；
所述的光電控制自動推料系統(tǒng)包括光電傳感器、繼電器、電磁換向閥、氣缸和推板，光電傳感器和繼電器分別與PLC控制裝置連接，電磁換向閥與繼電器連接，電磁換向閥與氣缸連接，推板設(shè)于氣缸頂端。本發(fā)明還包括一個用戶界面，用戶界面與主站PLC連接。本發(fā)明所述的用戶界面為觸摸屏。一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制方法，它包括以下步驟
(1)載砂型小車在載砂型小車軌道上的氣動定位磁性傳感器檢測到氣缸活塞的位置后向PLC發(fā)出位置信號，由PLC控制裝置發(fā)出控制指令控制繼電器的動作來驅(qū)動電磁換向閥的動作，從而控制氣缸的前進和后退，達到定位和固定載砂型小車的目的；
(2)推車在推車軌道上的行走PLC控制裝置通過內(nèi)部程序?qū)⒁唤M控制信號傳送至變頻器，另一組控制信號傳送至繼電器，變頻器控制變頻電機的轉(zhuǎn)動速度，變頻電機的轉(zhuǎn)動帶動齒輪齒條的傳動，繼電器控制變頻器的通斷實現(xiàn)變頻器對變頻電機的正傳和反轉(zhuǎn)控制， 進而控制推車在推車軌道上的前進和后退；
(3)推車油缸進退速度控制PLC控制裝置通過內(nèi)部程序?qū)⒖刂菩盘栟D(zhuǎn)換為可變電壓信號并傳送至接觸器，控制信號經(jīng)電液比例放大板放大后輸出至電液比例換向閥，通過電液比例換向閥來控制比例電磁鐵的導(dǎo)通角度大小，進而控制進入油缸的液壓油量、控制推車油缸的進退速度；
(4)光電控制載砂型小車上的砂型自動推送到振動落砂機上光電傳感器檢測到載砂型小車上有砂型時發(fā)送信號至PLC控制裝置，PLC控制裝置接收到信號后通過內(nèi)部程序指令控制繼電器的動作，繼電器的動作控制電磁換向閥的動作進而驅(qū)動氣缸的前進和后退， 氣缸推動推板將砂型推送到振動落砂機上進行下一步工序。本發(fā)明的有益效果是
(1)采用可編程控制器自動控制鑄造生產(chǎn)線，代替了傳統(tǒng)人工操作，鑄造生產(chǎn)效率高、 能很好控制砂型質(zhì)量且可靠性高；
(2)電磁換向閥控制氣缸精確定位載砂型小車，有效避免小車行走時產(chǎn)生位移，甚至與推車軌道發(fā)生碰撞，提高了生產(chǎn)安全性；
(3)變頻電機與齒輪連接，通過齒輪與齒條的傳動精確控制推車在軌道上的行走速度和方向，實現(xiàn)了推車行走的合理和有效控制；
(4)采用光電傳感器檢測小車內(nèi)有無砂型，代替了傳統(tǒng)的人工觀察，大大提高了工作效率且具有準確度高的特點。


圖1為本發(fā)明氣動定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2為本發(fā)明氣動定位系統(tǒng)工作流程圖；圖3為本發(fā)明推車變頻電機行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖； 圖4為本發(fā)明推車變頻電機行走系統(tǒng)工作流程圖； 圖5為本發(fā)明推車油缸比例速度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖； 圖6為本發(fā)明推車油缸比例速度控制系統(tǒng)工作流程圖； 圖7為本發(fā)明光電控制自動推料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖； 圖8為本發(fā)明光電控制自動推料系統(tǒng)工作流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案
一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，將砂型通過載砂型小車和推車運送到振動落砂機上，它包括PLC控制裝置、氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)，PLC控制裝置包括主站PLC和至少一個遠程站PLC，遠程站PLC分別與主站PLC連接，氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)分別與PLC控制裝置連接，它還包括一個用戶界面觸摸屏，觸摸屏與主站PLC連接；氣動定位系統(tǒng)設(shè)于載砂型小車軌道上、載砂型小車的兩端，推車變頻電機行走系統(tǒng)設(shè)于推車和推車軌道上，推車油缸比例速度控制系統(tǒng)設(shè)于推車上，光電控制自動推料系統(tǒng)固定連接在振動落砂機上。如圖1所示，氣動定位系統(tǒng)包括繼電器、電磁換向閥、磁性傳感器和氣缸，繼電器和磁性傳感器分別與PLC控制裝置連接，電磁換向閥與繼電器連接，電磁換向閥與氣缸連接。如圖3所示，推車變頻電機行走系統(tǒng)包括變頻器、繼電器、變頻電機、齒輪和齒條， 繼電器的輸入端與PLC控制裝置連接，輸出端與變頻器連接，變頻電機通過變頻器與PLC控制裝置連接，齒輪固定連接在變頻電機上，齒條固定安裝在推車軌道上。如圖5所示，推車油缸比例速度控制系統(tǒng)包括接觸器、電液比例放大板、電液比例換向閥、比例電磁鐵和推車油缸，推車油缸依次通過比例電磁鐵、電液比例換向閥、電液比例放大板和接觸器與PLC控制裝置連接。如圖7所示，光電控制自動推料系統(tǒng)包括光電傳感器、繼電器、電磁換向閥、氣缸和推板，光電傳感器和繼電器分別與PLC控制裝置連接，電磁換向閥與繼電器連接，電磁換向閥與氣缸連接，推板設(shè)于氣缸頂端。一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制方法，它包括以下步驟
(1)載砂型小車在載砂型小車軌道上的氣動定位如圖2所示，磁性傳感器檢測到氣缸活塞的位置后向PLC發(fā)出位置信號，由PLC控制裝置發(fā)出控制指令控制繼電器的動作來驅(qū)動電磁換向閥的動作，從而控制氣缸的前進和后退，達到定位和固定載砂型小車的目的；
(2)推車在推車軌道上的行走如圖4所示，PLC控制裝置通過內(nèi)部程序?qū)⒁唤M控制信號傳送至變頻器，另一組控制信號傳送至繼電器，變頻器控制變頻電機的轉(zhuǎn)動速度，變頻電機的轉(zhuǎn)動帶動齒輪齒條的傳動，繼電器控制變頻器的通斷實現(xiàn)變頻器對變頻電機的正傳和反轉(zhuǎn)控制，進而控制推車在推車軌道上的前進和后退；
(3)推車油缸進退速度控制如圖6所示，PLC控制裝置通過內(nèi)部程序?qū)⒖刂菩盘栟D(zhuǎn)換為可變電壓信號并傳送至接觸器，控制信號經(jīng)電液比例放大板放大后輸出至電液比例換向閥，通過電液比例換向閥來控制比例電磁鐵的導(dǎo)通角度大小，進而控制進入油缸的液壓油量、控制推車油缸的進退速度；
(4)光電控制載砂型小車上的砂型自動推送到振動落砂機上如圖8所示，光電傳感器檢測到載砂型小車上有砂型時發(fā)送信號至PLC控制裝置，PLC控制裝置接收到信號后通過內(nèi)部程序指令控制繼電器的動作，繼電器的動作控制電磁換向閥的動作進而驅(qū)動氣缸的前進和后退，氣缸推動推板將砂型推送到振動落砂機上進行下一步工序。
權(quán)利要求
1.一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，將砂型通過載砂型小車和推車運送到振動落砂機上，其特征在于它包括PLC控制裝置、氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)，PLC控制裝置包括主站PLC 和至少一個遠程站PLC，遠程站PLC分別與主站PLC連接，氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)分別與PLC控制裝置連接；氣動定位系統(tǒng)設(shè)于載砂型小車軌道上、載砂型小車的兩端，推車變頻電機行走系統(tǒng)設(shè)于推車和推車軌道上，推車油缸比例速度控制系統(tǒng)設(shè)于推車上，光電控制自動推料系統(tǒng)固定連接在振動落砂機上；所述的氣動定位系統(tǒng)包括繼電器、電磁換向閥、磁性傳感器和氣缸，繼電器和磁性傳感器分別與PLC控制裝置連接，電磁換向閥與繼電器連接，電磁換向閥與氣缸連接；所述的推車變頻電機行走系統(tǒng)包括變頻器、繼電器、變頻電機、齒輪和齒條，繼電器的輸入端與PLC控制裝置連接，輸出端與變頻器連接，變頻電機通過變頻器與PLC控制裝置連接，齒輪固定連接在變頻電機上，齒條固定安裝在推車軌道上；所述的推車油缸比例速度控制系統(tǒng)包括接觸器、電液比例放大板、電液比例換向閥、比例電磁鐵和推車油缸，推車油缸依次通過比例電磁鐵、電液比例換向閥、電液比例放大板和接觸器與PLC控制裝置連接；所述的光電控制自動推料系統(tǒng)包括光電傳感器、繼電器、電磁換向閥、氣缸和推板，光電傳感器和繼電器分別與PLC控制裝置連接，電磁換向閥與繼電器連接，電磁換向閥與氣缸連接，推板設(shè)于氣缸頂端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個用戶界面，用戶界面與主站PLC連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的用戶界面為觸摸屏。
4.一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制方法，其特征在于它包括以下步驟(1)載砂型小車在載砂型小車軌道上的氣動定位磁性傳感器檢測到氣缸活塞的位置后向PLC發(fā)出位置信號，由PLC控制裝置發(fā)出控制指令控制繼電器的動作來驅(qū)動電磁換向閥的動作，從而控制氣缸的前進和后退，達到定位和固定載砂型小車的目的；(2)推車在推車軌道上的行走PLC控制裝置通過內(nèi)部程序?qū)⒁唤M控制信號傳送至變頻器，另一組控制信號傳送至繼電器，變頻器控制變頻電機的轉(zhuǎn)動速度，變頻電機的轉(zhuǎn)動帶動齒輪齒條的傳動，繼電器控制變頻器的通斷實現(xiàn)變頻器對變頻電機的正傳和反轉(zhuǎn)控制， 進而控制推車在推車軌道上的前進和后退；(3)推車油缸進退速度控制PLC控制裝置通過內(nèi)部程序?qū)⒖刂菩盘栟D(zhuǎn)換為可變電壓信號并傳送至接觸器，控制信號經(jīng)電液比例放大板放大后輸出至電液比例換向閥，通過電液比例換向閥來控制比例電磁鐵的導(dǎo)通角度大小，進而控制進入油缸的液壓油量、控制推車油缸的進退速度；(4)光電控制載砂型小車上的砂型自動推送到振動落砂機上光電傳感器檢測到載砂型小車上有砂型時發(fā)送信號至PLC控制裝置，PLC控制裝置接收到信號后通過內(nèi)部程序指令控制繼電器的動作，繼電器的動作控制電磁換向閥的動作進而驅(qū)動氣缸的前進和后退，氣缸推動推板將砂型推送到振動落砂機上進行下一步工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用可編程控制器的鑄造生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)及其控制方法，它包括PLC控制裝置、氣動定位系統(tǒng)、推車變頻電機行走系統(tǒng)、推車油缸比例速度控制系統(tǒng)和光電控制自動推料系統(tǒng)，控制子系統(tǒng)分別與PLC控制裝置連接；自動控制方法包括以下步驟載砂型小車在載砂型小車軌道上的氣動定位，推車在推車軌道上的行走，推車油缸進退速度控制，光電控制載砂型小車上的砂型自動推送到振動落砂機上。本發(fā)明代替了傳統(tǒng)人工操作，鑄造生產(chǎn)效率高且可靠性高；有效避免小車行走時產(chǎn)生位移或碰撞，提高了生產(chǎn)安全性；精確控制了推車行走的速度；采用光電傳感器檢測小車內(nèi)有無砂型，工作效率且具有準確度高的特點。
文檔編號G05B19/05GK102354145SQ201110326988
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者何迎春, 劉建, 艾奇 申請人:四川德恩鑄造有限責(zé)任公司