CN101229573A - 一种射蜡机自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射蜡机自动控制方法，采用可编程控制器作为主控制器，与参数输入和参数显示装置、各种接近开关、A/D转换装置相连，将数字量转换为模拟量，控制温度和压力等模拟量的输出，与液压阀相连，控制系统的各种机械动作，本发明具有高度智能化、射蜡压力和温度随时可调、各种参数通过人机界面进行设定和显示、并具有自诊断、报警、统计功能、控制开关量的输入/输出、控制模拟量的输入输出、高效制作出合格蜡模的特点。

Description

一种射蜡机自动控制方法

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，尤其是涉及一种射蜡机自动控制方法。

背景技术

随着精密铸造业的发展，蜡模制造技术得到较快的发展，因此出现使用机械制作蜡模的射蜡机，但传统的射蜡机控制是采用继电器线路控制，射蜡压力不能多段控制，温度也是二位控制，误差大，精度低，不能进行射蜡的自动控制，因而，制作的蜡模质量低，蜡模制作效率也低，传统射蜡机液压系统，是采取溢流方式控制系统压力，这种控制方式耗能高，油温高，系统可靠性差，故障停机时间多，维修费用大。

发明内容

本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种用于射蜡机的自动控制装置、具有高度智能化、射蜡压力和温度随时可调、各种参数通过人机界面进行设定和显示、并具有自诊断、报警、统计功能、控制开关量的输入/输出、控制模拟量的输入输出、高效制作出合格蜡模的射蜡机自动控制方法。

本发明的目的是这样实现的，一种射蜡机自动控制方法，其特点是将原始控制程序储存在PLC中，该方法包括以下步骤：

a、通电，PLC自检；

b、初始化，步进存储器清零，参数送入人机界面的显示区；

c、检测射蜡机射嘴温度、射蜡机蜡缸温度、系统压力、射蜡压力，并将检测值存于相应的存储单元；

d、检测开关量情况；

e、比较温度、压力设定值及开关量状态，有异常，报警；

f、读开关量输入情况，有开关量，转入开关量控制子程序；

g、读人机界面输入情况，有输入，转入人机界面控制子程序；

h、送开关量、模拟量相关信息，至人机界面显示，并作相应的状态显示；

i、返回第c步。

所述的开关量控制子程序是进行手动/自动控制选择，选择手动控制，则进行手动控制开关量，否则进入自动控制子程序，手动控制开关量包括以下步骤：

a、检测射咀进按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀前进液压电磁阀动作，驱动射咀前进液压缸带动射咀前进；如果不是，则进行下一步；

b、检测射咀退按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀后退液压电磁换向阀动作，驱动射咀后退液压缸带动射咀后退，直到碰到射咀退位开关，停；如果不是，则进行下一步；

c、检测压模下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使压模下液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向下，直到压住模具，到达设定压力后，停止；如果不是，则进行下一步；

d、检测压模上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使压模上液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向上，直到压模上限位开关后，停；如果不是，则进行下一步；

e、检测射咀上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀上下液压换向阀动作，驱动射咀上下油缸带动射咀，向下，直到碰到射咀下限位后，停；如果不是，则进行下一步；

f、检测射咀下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀上下液压换向阀动作，驱动射咀上下油缸带动射咀，向上，直到射咀上限位后，停；如果不是，则进行下一步；

g、检测插销上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向上，直到碰到插销上限位后，停；如果不是，则进行下一步；

h、检测插销下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向下，直到碰到插销下限位后，停；如果不是，则进行下一步；

i、检测1#模具转动按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使圆盘转动液压换向阀动作，驱动液压马达带动安装在圆盘上的模具转动，直到1#模具定位块碰到1#模具定位开关后，停；如果不是，则进行下一步；

j、检测2#模具转动按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使圆盘转动液压换向阀动作，驱动液压马达带动安装在圆盘上的模具转动，直到2#模具定位块碰到2#模具定位开关后，停；如果不是，则进行下一步；

k、检测原点按钮是否按下，如果是按下状态，输出三路控制信号，使三路液压换向阀动作，驱动压模缸带动压模向上，直到碰到压模上限位后停；驱动射咀前进后退缸，带动射咀后退，直到碰到射咀后限位后停；圆盘驱动液压马达带动圆盘转动，直到1#或2#模具定位块碰到模具定位开关后，停止，并控制原点指示灯为亮的状态；如果不是，则进行下一步；

l、读加热开关、模具数量状态开关、模具高度开关状态，将状态存入相对应的存储单元。

开关量自动控制子程序包括以下步骤：

a、启动程序，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向下，直到碰到插销下限位后，停；

b、下限位开关提供信号后，输出控制信号，驱动液压马达，圆盘开始转动，检测1#或2#是否到快速/慢速转换，不是，继续转动，如果是，下一步；

c、输出控制信号，驱动液压马达，慢速转动，检测是否到1#或2#定位开关，是，停止转动，不是，下一步；

d、输出控制信号，驱动液压缸，插销向上，检测是否到上限位，是，停止，不是，下一步；

e、输出控制信号，使压模下液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向下，直到压住模具，到达设定压力后，停止；

f、输出控制信号，使射咀前进液压电磁阀动作，驱动射咀前进液压缸带动射咀前进，同时，射蜡计时器开始计时，检测是否分段压力控制，是，分段输出射蜡压力，分段控制射蜡计时，射蜡时间到，下一步：

g、输出控制信号，压模液压缸向上，射咀液压缸后退，到上限和退限后，停止；

h、检测是否两模，是，转1步，不是，下一步；

i、插销向下，检测是否到下限位，不是，等待，是，下一步；

j、圆盘转动，检测是否到2#或1#快速/慢速开关，不是，等待，是，下一步；

k、圆盘慢速转动，检测是否到2#或1#圆盘定位，不是，等待，是，下一步；

l、返回。

所述的人机界面控制子程序包括以下步骤：

a、显示主画面；

b、有无报警信号，有，转报警画面，显示相关报警信息；

c、是否有输入，输入，转输入子程序；

d、送参数值，显示。

e、返回。

所述的输入子程序包括以下步骤：

a、是否进行参数设定，是，进行相关的温度、压力、时间及PID参数设定，并在存储单元存储设定值；

b、是否参数显示，是，调参数显示画面，显示温度、压力、及开关量状态，包括以数字显示和指针显示和曲线显示；

c、是否进行自诊断，是，送模拟量和开关量的状态值，并显示；

d、是否进行作业统计，是，送各班蜡模生产数量，质量相关数据，并显示；

e、返回。

本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明采用PLC(可编程控制器)作为主控制器，通过电缆，与参数输入和参数显示装置——人机界面相连；通过电缆，和开关量——各种接近开关，各种按钮，拨动开关相连；通过电缆，和A/D转换装置(模拟量/数字量转换装置，将温度、压力等模拟量，转变为数字量)相连，通过电缆，和D/A(数字量/模拟量转换装置)相连，将数字量转换为模拟量，控制温度和压力等模拟量的输出；通过电缆，与液压阀相连，控制系统的各种机械动作。

通过上述硬件的设计和程序驱动，可完成射蜡机的一系列机械动作，即，圆盘转动，压模，射嘴前进，射蜡，射嘴退，开模，压模退，原点复归等一系列动作。其动力是电机带动变量叶片泵，输出0-7MPa的系统压力，通过比例溢流阀，调节系统工作压力，通过比例流量阀调节系统流量，通过电磁换向阀、液压马达和液压缸完成射蜡机的各个动作。

上述所述的程序，是用PLC语言编写的程序。属模块化结构。有主控程序，温度测控程序，压力调节程序，位置检测程序，与人机界面的通讯程序等。

上述的人机界面，是一种触摸屏，是具有参数输入，参数显示，工艺曲线显示，报警输出等功能的人机交互装置。在触摸屏中，编有主画面，参数设定画面，参数显示画面，自诊断画面，温度实时曲线显示画面，压力实时曲线显示画面，报警画面，温控PID参数设定画面，多段压力设定画面，工件工艺参数设定与保存画面，手动操作画面，统计画面等。

在参数设定画面，可设定蜡缸温度，射嘴温度，工作状态(一模或两模)，一段射蜡或多段射蜡设定，射蜡压力设定，射蜡时间设定，保护温度设定，自动开机自动关机时间设定，温度控制PID参数设定及特种原因的停机时间设定。

在参数显示画面，显示系统时间，系统压力，环境温度，蜡缸温度设定值和实时值，射嘴温度设定值和实时值，显示1#模具的射蜡压力和射蜡时间，2#模具的射蜡压力和射蜡时间。

在自诊断画面，显示各开关量的状态，温度，压力数值，热电偶的连接状态，电机的工作状态，电磁阀的工作状态。

在报警画面，当系统出现异常时，显示相关报警信息，如温度异常，压力异常，电机过载，热电偶故障等。点击报警信息，可进入其子画面，分析故障原因，指出查找方向。

在统计画面，显示每班、每天、每月生产蜡模的品种，产量，质量等相关信息。

在工件工艺参数设定与保存画面，可存储许多蜡件的工艺参数，生产过程中，只需用配方传送，就可以将蜡件的相关工艺参数传至PLC。

在温度实时曲线显示画面，显示温度随时间变化的相关曲线。

在压力实时曲线显示画面，显示压力随时间变化的相关曲线。

在手动操作画面，可通过按触摸屏相应的按键，控制射蜡机的运行。

在密码输入画面，输入相应的密码，才能进入一些操作，对一些特定的操作起保护作用。

具体实施方式

实施例，一种射蜡机自动控制方法，是将原始控制程序储存在PLC中，是通电进行PLC自检，初始化，步进存储器清零，参数送入人机界面的显示区，检测射蜡机射嘴温度、射蜡机蜡缸温度、系统压力、射蜡压力，并将检测值存于相应的存储单元，检测开关量情况，比较温度、压力设定值及开关量状态，有异常，即电机过负载，热电偶断线，非法操作等，报警，读开关量输入情况，有开关量，转入开关量控制子程序，读人机界面输入情况，有输入，转入人机界面控制子程序，送开关量、模拟量相关信息，至人机界面显示，并作相应的状态显示，返回第c步；开关量控制子程序是进行手动/自动控制选择，选择手动控制，则进行手动控制开关量，否则进入自动控制子程序，手动控制开关量是检测射咀进按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀前进液压电磁阀动作，驱动射咀前进液压缸带动射咀前进；如果不是按下状态，则检测射咀退按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀后退液压电磁换向阀动作，驱动射咀后退液压缸带动射咀后退，直到碰到射咀退位开关，停；如果不是按下状态，则检测压模下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使压模下液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向下，直到压住模具，到达设定压力后，停止；如果不是按下状态，则检测压模上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使压模上液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向上，直到压模上限位开关后，停；如果不是按下状态，则检测射咀上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀上下液压换向阀动作，驱动射咀上下油缸带动射咀，向下，直到碰到射咀下限位后，停；如果不是按下状态，则检测射咀下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀上下液压换向阀动作，驱动射咀上下油缸带动射咀，向上，直到射咀上限位后，停；如果不是按下状态，则检测插销上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向上，直到碰到插销上限位后，停；如果不是按下状态，则检测插销下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向下，直到碰到插销下限位后，停；如果不是按下状态，则检测1#模具转动按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使圆盘转动液压换向阀动作，驱动液压马达带动安装在圆盘上的模具转动，直到1#模具定位块碰到1#模具定位开关后，停；如果不是按下状态，则检测2#模具转动按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使圆盘转动液压换向阀动作，驱动液压马达带动安装在圆盘上的模具转动，直到2#模具定位块碰到2#模具定位开关后，停；如果不是按下状态，则检测原点按钮是否按下，如果是按下状态，输出三路控制信号，使三路液压换向阀动作，驱动压模缸带动压模向上，直到碰到压模上限位后停；驱动射咀前进后退缸，带动射咀后退，直到碰到射咀后限位后停；圆盘驱动液压马达带动圆盘转动，直到1#(或2#)模具定位块碰到模具定位开关后，停止，并控制原点指示灯为亮的状态；如果原点按钮没有按下，则读加热开关、模具数量状态开关、模具高度开关状态，将状态存入相对应的存储单元，返回主程序；开关量自动控制子程序是启动程序，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向下，直到碰到插销下限位后，停，下限位开关提供信号后，输出控制信号，驱动液压马达，圆盘开始转动，检测1#或2#是否到快速/慢速转换，不是，继续转动，如果是，输出控制信号，驱动液压马达，慢速转动，检测是否到1#或2#定位开关，是，停止转动，不是，继续转动到位，然后，输出控制信号，驱动液压缸，插销向上，并检测是否到上限位，不是？继续，是，停止。输出控制信号，使压模下液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向下，直到压住模具，到达设定压力后，停止；输出控制信号，使射咀前进液压电磁阀动作，驱动射咀前进液压缸带动射咀前进，同时，射蜡计时器开始计时，检测是否分段压力控制，是，分段输出射蜡压力，分段控制射蜡计时，射蜡时间到，输出控制信号，压模液压缸向上，射咀液压缸后退，到上限和退限后，停止，检测是否两模，是，返回主程序，不是，插销向下，检测是否到下限位，不到，继续，到下限位，圆盘转动，检测是否到2#或1#快速/慢速开关，不到位，继续，是，圆盘慢速转动，检测是否到2#或1#圆盘定位，不是，继续，是，返回；人机界面控制子程序是显示主画面，有无报警信号，有，转报警画面，显示相关报警信息，是否有输入，输入，转输入子程序，送参数值，显示，返回；输入子程序是是否进行参数设定，是，进行相关的温度、压力、时间及PID参数设定，并在存储单元存储设定值，是否参数显示，是，调参数显示画面，显示温度、压力、及开关量状态，包括以数字显示和指针显示和曲线显示，是否进行自诊断，是，送模拟量和开关量的状态值，并显示，是否进行作业统计，是，送各班蜡模生产数量，质量相关数据，并显示，返回。

本发明PLC(可编程控制器)是该系统的主控单元，该单元有≥40点的I/O装置，有连接D/A的接口，有RS232通讯接口，有RS485通讯接口，有中央处理器CPU、电可擦写存储器EEPROM，该PLC通过电缆，和人机界面相连，人机界面通过编程，设计出主画面，参数设定画面，参数显示画面，自诊断画面，报警画面，工艺参数设定与保存画面，温度曲线显示画面，压力曲线显示画面，手动操作画面，作业统计画面等；PLC和开关量输入装置通过电缆相连。所述的开关量输入装置，是由10个接近开关，4拨动开关和18按钮组成。用于设备运行到位检测，手工输入，状态设定；PLC通过电缆，与两个A/D(模拟量/数字量转换装置)相连，一个A/D有三个温度检测通道，用于检测蜡缸温度、射蜡嘴温度和环境温度，另一个A/D用于压力检测，检测系统压力、1#射蜡压力、2#射蜡压力。压力传感器和温度传感器分别通过电缆和相应的A/D相连；PLC通过电缆，将开关量输出至液压系统，通过电磁换向阀动作和液压缸作用，使射蜡机压模，开模，圆盘锁紧，松开，射嘴前进，后退和射蜡，补蜡等动作并通过液压马达，产生扭矩，驱动圆盘的转动；PLC通过电缆，和D/A(数字量/模拟量转换装置)相连，输出工艺要求的压力输出的数字量，通过D/A转换成相应的电流(或电压)控制信号，驱动比例溢流阀产生工艺所要求的液压压力和输出温度控制信号，控制加热器的电流和电压，保持温度稳定在设定范围内。

Claims (4)

1.一种射蜡机自动控制方法，其特征是将原始控制程序储存在PLC中，该方法包括以下步骤：

a、通电，PLC自检；

b、初始化，步进存储器清零，参数送入人机界面的显示区；

c、检测射蜡机射嘴温度、射蜡机蜡缸温度、系统压力、射蜡压力，并将检测值存于相应的存储单元；

d、检测开关量情况；

e、比较温度、压力设定值及开关量状态，有异常，报警；

f、读开关量输入情况，有开关量，转入开关量控制子程序；

g、读人机界面输入情况，有输入，转入人机界面控制子程序；

h、送开关量、模拟量相关信息，至人机界面显示，并作相应的状态显示；

i、返回第c步。

2.根据权利要求1所述的一种射蜡机自动控制方法，其特征是所述的开关量控制子程序是进行手动/自动控制选择，选择手动控制，则进行手动控制开关量，否则进入自动控制子程序，手动控制开关量包括以下步骤：

a、检测射咀进按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀前进液压电磁阀动作，驱动射咀前进液压缸带动射咀前进；如果不是，则进行下一步；

b、检测射咀退按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀后退液压电磁换向阀动作，驱动射咀后退液压缸带动射咀后退，直到碰到射咀退位开关，停；如果不是，则进行下一步；

c、检测压模下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使压模下液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向下，直到压住模具，到达设定压力后，停止；如果不是，则进行下一步；

d、检测压模上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使压模上液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向上，直到压模上限位开关后，停；如果不是，则进行下一步；

e、检测射咀上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀上下液压换向阀动作，驱动射咀上下油缸带动射咀，向下，直到碰到射咀下限位后，停；如果不是，则进行下一步；

f、检测射咀下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使射咀上下液压换向阀动作，驱动射咀上下油缸带动射咀，向上，直到射咀上限位后，停；如果不是，则进行下一步；

g、检测插销上按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向上，直到碰到插销上限位后，停；如果不是，则进行下一步；

h、检测插销下按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向下，直到碰到插销下限位后，停；如果不是，则进行下一步；

i、检测1#模具转动按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使圆盘转动液压换向阀动作，驱动液压马达带动安装在圆盘上的模具转动，直到1#模具定位块碰到1#模具定位开关后，停；如果不是，则进行下一步；

j、检测2#模具转动按钮是否按下，如果是按下状态，输出控制信号，使圆盘转动液压换向阀动作，驱动液压马达带动安装在圆盘上的模具转动，直到2#模具定位块碰到2#模具定位开关后，停；如果不是，则进行下一步；

k、检测原点按钮是否按下，如果是按下状态，输出三路控制信号，使三路液压换向阀动作，驱动压模缸带动压模向上，直到碰到压模上限位后停；驱动射咀前进后退缸，带动射咀后退，直到碰到射咀后限位后停；圆盘驱动液压马达带动圆盘转动，直到1#或2#模具定位块碰到模具定位开关后，停止，并控制原点指示灯为亮的状态；如果不是，则进行下一步；

l、读加热开关、模具数量状态开关、模具高度开关状态，将状态存入相对应的存储单元。

开关量自动控制子程序包括以下步骤：

a、启动程序，输出控制信号，使插销上下液压换向阀动作，驱动插销上下油缸带动插销，向下，直到碰到插销下限位后，停；

b、下限位开关提供信号后，输出控制信号，驱动液压马达，圆盘开始转动，检测1#或2#是否到快速/慢速转换，不是，继续转动，如果是，下一步；

c、输出控制信号，驱动液压马达，慢速转动，检测是否到1#或2#定位开关，是，停止转动，不是，下一步；

d、输出控制信号，驱动液压缸，插销向上，检测是否到上限位，是，停止，不是，下一步；

e、输出控制信号，使压模下液压电磁阀动作，驱动压模液压缸带动压板向下，直到压住模具，到达设定压力后，停止；

f、输出控制信号，使射咀前进液压电磁阀动作，驱动射咀前进液压缸带动射咀前进，同时，射蜡计时器开始计时，检测是否分段压力控制，是，分段输出射蜡压力，分段控制射蜡计时，射蜡时间到，下一步；

g、输出控制信号，压模液压缸向上，射咀液压缸后退，到上限和退限后，停止；

h、检测是否两模，是，转1步，不是，下一步；

i、插销向下，检测是否到下限位，不是，等待，是，下一步；

j、圆盘转动，检测是否到2#或1#快速/慢速开关，不是，等待，是，下一步；

k、圆盘慢速转动，检测是否到2#或1#圆盘定位，不是，等待，是，下一步；

l、返回。

3.根据权利要求1所述的一种射蜡机自动控制方法，其特征是所述的人机界面控制子程序包括以下步骤：

a、显示主画面；

b、有无报警信号，有，转报警画面，显示相关报警信息；

c、是否有输入，输入，转输入子程序；

d、送参数值，显示。

e、返回。

4.根据权利要求3所述的一种射蜡机自动控制方法，其特征是所述的输入子程序包括以下步骤：

a、是否进行参数设定，是，进行相关的温度、压力、时间及PID参数设定，并在存储单元存储设定值；

b、是否参数显示，是，调参数显示画面，显示温度、压力、及开关量状态，包括以数字显示和指针显示和曲线显示；

c、是否进行自诊断，是，送模拟量和开关量的状态值，并显示；

d、是否进行作业统计，是，送各班蜡模生产数量，质量相关数据，并显示；

e、返回。