CN106041064B - 一种磁性材料产品成型智能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁性材料产品成型智能控制系统及控制方法，属于磁性材料液压机控制领域。它包括中心处理器、人机交互系统和液压系统，还包括产品成型系统、数据采集和输出系统、数据检测系统和控制系统，其中，数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号依次经过数据采集和输出系统、中心处理器传输到人机交互系统，中心处理器对数据进行处理后发出指令，经过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统向液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作。它的信息处理过程实现自动化智能控制，无需人工参与，通过实时检测、监测和控制，即可调节液压系统和产品成型系统的参数，节省人力劳动和成本。

Description

一种磁性材料产品成型智能控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及磁性材料液压机控制领域，尤其涉及一种磁性材料产品成型智能控制系统及控制方法。

背景技术

磁性产品生产成型过程，因在腔内流体成型，无法监控，均由生产师傅凭经验估计和推断，对各项成型参数无标准指标，从而造成隐性质量问题，废次品率超过30％，有些甚至会在产品使用一段时间后才能出现缺陷情况，造成各种损失。

目前国内传统机械行业，比如机床、纺织机械、电子机械设备等行业，已经发展有几十年的历史了，相对来说发展的比较成熟，但从长远来看，这些行业还需要更新换代的需求。目前传统的机械行业还是普遍存在大量的人工操作及自动化程度不高等缺点，更缺少与机器沟通的功能。

机械设备生产产品时，产品的性能和尺寸参数等需要通过人工和机械来调整，同时当机械设备出现问题时，也需要通过人工和机械来调整维修，这样存在大量的信息处理，数据处理，排查处理等繁杂工作，影响正常的生产，产品生产效率低。

国内磁铁生产设备，普遍使用的压制工艺为上压浮动式，料浆压制成型过程中的状态，制约了产品磁性能最高只能达到9等级。影响磁性材料产品性能的因素包括产品的尺寸、产品内部密度分布的均匀性以及产品内部分子的磁性取向。现有技术中对磁性产品成型一般采用液压机压制而成，浮动式湿压成型液压机，上油缸压迫模具型腔向下浮动，下模头固定不动，迫使型腔容积减少，使永磁料浆中的水分被挤出而成型。然而这种浮动式湿压成型液压机，当型腔浮动下压时，含水料浆及物料颗粒向下运动，而水分则向上走被挤压出来，水分的走向和物料颗粒的运动方向正好相反，加之磁瓦形生坯成型时外弧表面先达到密度，水分被穿越其外弧高密度层，产品内部密度一致性差，除成型时间长外，更为重要的是水分强行穿越外弧时容易造成坯件裂纹等缺陷，使生坯质量差。同时，由于型腔浮动，很难准确控制型腔内料浆的装料高度，成型的生坯厚度偏差较大，尺寸一致性差。

中国实用新型专利，授权公告号：CN 203680872 U，授权公告日：2014.07.02，公开了一种四柱液压机床智能控制系统，包括工控机、人机交互系统、PLC控制系统、液压系统和数据采集检测系统；所述数据采集检测系统的输入端接收液压系统的输出信号，数据采集检测系统的输出端口与PLC控制系统的输入端口连接，PLC控制系统的输出端口通过485总线与工控机和人机交互系统双向通信。该实用新型可将液压机工作压力及各种数据、液压机动作时电磁阀的通断状态以及液压机各运动部件所处的位置在相应界面里监测得到，并通过人机界面进行设置，实现四柱液压机床的智能控制和实时监测。其不足之处在于：1)该专利是单纯对四柱型液压机动作过程的智能控制和监控，实际应用中液压机应用到很多产品上，但是根据每种产品的特性，液压机的控制过程是不相同，这一点产品所在领域的普通技术人员，不经过创造性的劳动，无法获得液压机和产品的智能控制方法和监控方法，不能对产品的成型过程进行监控，同时对监控后的数据进行采集并做出分析判断，自动对设定的成型参数进行合理调整；2)该专利中的人机交互界面不能对产品成型中液压，料室，油缸动作进行实时曲线显示，并进行打印后留存和分析；不能对各种故障及调试参数不合理部分进行报警及调整提醒和自动停机等待修正。

中国发明专利，公开号：104985179A，公开日：2015-10-21，公开了一种下顶式磁性材料湿式成型液压机及其使用方法，属于磁性材料湿式成型领域。它包括下顶式压制结构，还包括机械限位结构、填料结构、取坯系统、双油缸平衡系统和模面清洗系统；其中，下顶式压制结构包括上模座、顶杆、大缸径油缸、固定模架和下模液压缸，上模座由大缸径油缸驱动，顶杆位于固定模架内，固定模架与下模液压缸连接，大缸径油缸和下模液压缸均与液压站连通；机械限位结构包括横向机械限位结构和纵向机械限位结构，横向机械限位结构包括顶杆和固定模架，固定模架内设有固定模腔，顶杆位于固定模架内的固定模腔里；纵向机械限位结构包括伺服电机A和传动机构；它成型产品误差小，消除了料浆对液压油的污染源。其不足之处在于：1)该专利中的监控方法仍然是采用人工的方式，工作人员检验坯料出现误差后，工作人员通过经验判断，在触摸屏上修改数据，以使产品符合要求的尺寸，这种方式并没有实现智能控制的过程，只是减轻了人工参与的程度；2)该专利中液压机的上模先下移与固定模架进行定位合模，细料搅拌桶给固定模架注浆，在油压的作用下液压机的顶杆将固定模架内的原料自下而上挤压成型，形成坯料，真空机位于上模内，水分在大气压的作用下从固定模架到上模内腔，再经过管道被真空机抽取出去，在压制过程中，固定模架从下而上动作，还有上模中的真空机的抽取水分，会导致产品中的分子排布不合理，产品内部分层，密度分布不均匀，产品内部密度高的部分在下面，密度低的部分在上面，在产品烧结时，收缩率不同，导致烧结过程中产品开裂，产生残次品；3)挤压过程中，上模承压油缸不动，会导致挤压时时，无法精确定位和导向。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术的磁铁生产成型过程，因在腔内流体成型，无法监控的问题，本发明提供了一种磁性材料产品成型智能控制系统及控制方法。它降低了废次品率，提供全程自动化监控，减少了损失。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种磁性材料产品成型智能控制系统，包括中心处理器、人机交互系统和液压系统，还包括产品成型系统、数据采集和输出系统、数据检测系统和控制系统执行单元，其中，数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号依次经过数据采集和输出系统、中心处理器传输到人机交互系统，中心处理器对数据进行处理后发出指令，经过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统向液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作。

数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将信号传输给中心处理器，中心处理器对数据处理后，一方面将数据传输给人机交互系统，人机交互系统进行显示和呈现，达到监测目的；另一方面发出信号指令，通过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统执行信号指令，液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作，将信息处理过程实现自动化智能控制，无需人工参与，通过实时检测、监测和控制，即可调节液压系统和产品成型系统的参数，节省人力劳动和成本。

产品参数检测系统检测到产品成型过程中的参数，并传输给数据采集系统，数据采集系统将数据传输给中心处理器，中心处理器处理后将数据传输给人机交互系统。

本发明采用人机系统和自动控制系统(监控系统)相结合，有效的降低了信息处理，数据处理，排查处理等繁杂工作量，从而提高了生产工作效率，自动化程度，设备寿命等等。

实现了人与机器之间的沟通的能力，解决排查机器故障的功能，解决产品尺寸误差和性能误差等问题。

优选地，数据检测系统包括液压参数检测系统和产品参数检测系统，液压参数检测系统检测到液压系统的参数，并传输给数据采集和输出系统，产品参数检测系统检测到产品成型系统的参数，并传输给数据采集和输出系统。

将液压参数检测系统和产品参数检测系统分开来单独检测，实现精细检测控制，更能够精确控制产品的参数在理想范围内，与人工经验判断的情况相比，减少产品成型过程中产生的参数误差，提高产品质量。

优选地，液压参数检测系统包括位移传感器、液压传感器和液位传感器，位移传感器、液压传感器和液位传感器的输出信号传输给数据采集和输出系统。

位移传感器检测到液压缸内的上活塞的位移，液压传感器检测油压，液位传感器检测液压系统的油位，并将数据传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将液压系统的实时液压传感器检测油压，上活塞的位移和油位值送给中心处理器，中心处理器进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来液压系统的液压缸内的活塞的位移、油压和油位随时间变化的曲线。

本发明采用了料浆传感器，液压传感器，位移传感器，对产品成型过程进行了全面的监控和数据采集分析，并进行自动调整。

优选地，液压系统包括上油缸和下油缸，上油缸下方连接上活塞杆，下油缸的上方连接下活塞杆，液压机的中部设有产品成型系统，包括上模和下模和模腔，模腔位于下模内，上活塞杆下方连接上模，下活塞杆上方连接下模，产品位于模腔内。

上模内设有位移传感器，检测上活塞杆的位移，上油缸上设有一个液压传感器，下油缸也设有一个液压传感器，分别检测上下油缸的油压，下模内设置位置旋转编码，检测下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移传输给中心处理器后，计算出产品成型过程中的实时尺寸和位置，以便中心处理器调控阀，控制产品最终成型时的尺寸和位置符合要求。

优选地，产品参数检测系统包括液压传感器、料浆传感器、真空压力传感器和位置旋转编码器，上模和下模内分别设有一个液压传感器，液压传感器将检测的上模和下模的压力信号传输给数据采集和输出系统，

料浆传感器位于下模内的模具进料管上，伸出到模腔内，与产品接触，产品受到上模和下模的压力，产品内部产生反作用力，料浆传感器检测产品的实时反作用力信号传输给数据采集和输出系统，

真空压力传感器位于上模内的真空抽水管道的出口处，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，这个实时压力值与上模的水压成正相关，压力值的变化反应出模腔内的真空度和产品的含水率状态，实现对产品的实时监控。

下油缸内设有位置旋转编码器，位置旋转编码器检测下活塞杆运动的位移行程，与位移传感器检测到液压缸内的上活塞的位移相结合，从而得到产品在成型过程中所处的位置和尺寸信号，并传输给数据采集和输出系统。

产品在成型过程中所处的尺寸信号与上模和下模的合模速度有关系，对于磁性产品而言，产品的尺寸范围对应上模和下模的合模速度，以确保产品的尺寸符合要求的数值。

当上模的速度大于下模的速度时，上模内的真空抽水管道上的真空机强行将模腔内的水分抽走，产品的分子排布不合理，密度高的部分位于产品的上部，密度低的部分位于产品的下部，导致产品的密度一致性差，引起产品缺陷，反之亦然，在烧结过程中收缩率不一致容易出现裂纹等现象，有些还会在使用过程中断裂，带来严重损失。

数据采集和输出系统将产品参数检测系统的检测的上模和下模的压力信号、产品的实时反作用力信号、上活塞和下活塞运动的位移行程送给中心处理器，中心处理器进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来产品参数检测系统的检测的上模和下模受到的压力信号、产品的实时反作用力信号、产品在成型过程中所处的位置或尺寸信号随时间变化的曲线。

优选地，控制系统包括液压控制系统和产品成型控制系统，液压控制系统包括压力控制器和液位控制器，产品成型控制系统包括阀；阀、压力控制器和液位控制器均位于液压系统的液压站上，阀、压力控制器和液位控制器的输入信号端均与数据采集和输出系统连接，一个阀的输出信号端设置在液压站与上油缸连通的油路上，另一个阀的输出信号端设置在液压站与下油缸连通的油路上，阀为闭环比例调节阀、电磁阀、开关阀、换向阀。

当产品的尺寸出现异常情况时，旋转编码器测得产品的位置和尺寸，根据产品的位置和尺寸中心处理器作出相应的调节，最终，液压站上的阀调节上模和下模的速度，以实现对产品的尺寸调节。

控制系统实现对液压系统和产品成型系统的精确控制，实现对产品的尺寸和密度均匀性的控制，实现智能化控制。

优选地，所述的数据采集和输出系统为PLC系统。

优选地，中心处理器通过多通道通讯模块与人机交互系统之间传输信号，人机交互系统包括仪表系统、打印机和人机界面，在仪表系统显示参数实时数据，人机界面显示参数曲线，打印机将参数实时数据和曲线打印出来。

本发明对产品成型过程中的料浆实时压力，实时产品尺寸，产品上实时承受的压力进行实时显示，并自动分析处理及参数调整。

一种磁性材料产品成型智能控制系统的控制方法，步骤为：

A、参数设置：在人机交互系统上输入所要加工的产品的尺寸和密度，中心处理器调出与这个产品的尺寸和密度相对应的程序，以便对产品的尺寸和密度进行调节；

B、供料：料浆经过模具进料管进入到下模的模腔内，根据料浆的含水率以及产品的尺寸和密度，计算处所需的料浆量，当料浆量输送达到预定值后，即当产品成型开始时，切断模具进料管；

C、压制产品：启动压机，中心处理器根据预定的程序自动向数据采集和输出系统发出信号指令，数据采集和输出系统将信号指令传输给控制系统，即液压站上的阀，一个阀调节与上油缸连通的油路，另一个阀调节与下油缸连通的油路，进而通过液压机的上活塞杆和下活塞杆调节上模和下模的合模速度和压力，实现对料浆的压制形成产品；

D、参数检测：包括产品成型系统检测和液压系统检测，其中，

产品参数检测：液压传感器将检测的上模和下模受到的压力信号传输给数据采集和输出系统，料浆传感器检测产品的实时反作用力信号传输给数据采集和输出系统，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，位移传感器和位置旋转编码器检测上活塞杆和下活塞杆运动的位移行程，从而得到产品在成型过程中所处的位置或尺寸信号，并传输给数据采集和输出系统；

液压参数检测：位移传感器检测到液压缸内的上活塞杆的位移，液压检测液压系统的油压，液位传感器检测液压系统的油位，并将数据传输给数据采集和输出系统；

E、检测数据传输：数据采集和输出系统将产品参数检测系统的检测的上模和下模受到的压力信号、产品的实时反作用力信号、上活塞和下活塞运动的位移行程和液位传感器检测液压系统的油位送给中心处理器，中心处理器进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来产品参数检测系统的检测的上模和下模受到的压力信号、产品的实时反作用力信号、产品在成型过程中所处的位置或尺寸信号、液位传感器检测液压系统的油位随时间变化的曲线；

数据采集和输出系统将液压系统的实时油压和油位值送给中心处理器，中心处理器进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来液压系统的液压缸内的活塞的位移、油压和油位随时间变化的曲线；

F、监控：从人机交互系统的仪表系统上查看产品的参数和液压系统的参数，当异常情况出现时，中心处理器进行控制调节，

磁性产品的尺寸和密度和很多参数有关，现有技术中没有确定的判断方法，一般靠人工经验判断，误差较大，废品率较高，为解决这个问题，本领域的普通技术人员能够想到的是采用液压机控制产品成型过程，产品成型后，人工检测产品性能，然后通过手动调节的方式调整液压机的参数，进而改进产品的尺寸，本技术方案打破了常规的思维习惯，采用智能控制的方法，由机器代替人工检测产品的性能参数，进而反馈给中心处理器，通过处理器对照预先设置的处理方案，切换到对应模式，进行自动处理，自动发出信号指令，对液压机的参数进行调控，进而实现了智能控制调节的过程。

磁性产品的尺寸和密度和很多参数有关，包括液压系统的油压和油位，产品各位置所受到的压力，产品从半流体到固体过程中，含水率及产品型腔中的实时压力，产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，这些数据均发送到中心处理器，中心处理器根据产品所处的不同阶段，对照预先设置的处理方案，判定参数是否在正常范围内，如果发生异常状况，就进行相应的调节。

液压系统油位调节：当启动压机工作时，异常情况出现，人机交互系统报警，即压机油缸不工作或者压机不合模时，此时观察人机界面上的仪表系统，若油位低于工作油位时，会出现压机油缸不工作或者压机不合模等现象。

此反馈过程如下，当油位低于工作油位时，液位传感器将油位过低的信号自动反馈给PLC系统，PLC系统将信号通过I/O模块进行数据转换和处理再传给中心处理器，中心处理器一方面将数据传输给人机界面，然后通过仪表系统反映出油位过低的现象；另一方面，中心处理器按照预先设定油位值调节油位，发出调节油位的信号指令给PLC系统，PLC系统将调节油位的信号指令通过液位控制器进行放大传给液压站进行执行液位控制，液位控制即开闸放油，超出工作液位时，自动关闸；

液压系统油压调节：当压机工作时，异常情况出现，人机交互系统报警，即压出的产品出现厚度误差或者损坏，磁性能偏差，裂纹，掉边，软角等问题，此时观察人机界面上的仪表系统，若有压力值超出范围，此时就可以判断出压力过大导致厚度误差或者损坏等问题；此反馈过程如下，当油压过大，液压传感器将油压过大的信号自动反馈给PLC系统，PLC系统将信号通过I/O模块进行数据转换和处理再传给中心处理器，中心处理器一方面将数据传输给人机界面，然后通过仪表系统反映出压力超出范围的现象；另一方面，中心处理器按照预先设定油压值调节油压，发出调节油压的信号指令给PLC系统，PLC系统将调节油压的信号指令通过压力控制器进行放大传给阀进行执行，调节油压；

产品的尺寸和密度均匀性调节：产品从半流体到固体过程中，对应各阶段产品的尺寸和位置，产品含水率，这个参数中有多个参数决定的，真空压力传感器测得的模腔内的水压对应的真空度、产品模腔中的实时反作用力，上模和下模的合模速度和压力、产品的各位置上的尺寸均是确定的范围值，即预先设置的处理方案，该范围值预先存储在中心处理器中，数据检测系统检测到的参数数据发送给数据采集与输出系统后传送到中心处理器，中心处理器进行比较分析，并进行PID调节，通过阀控制上活塞杆和下活塞杆的速度，进而调节产品的尺寸和密度均匀性；

G、人机交互：

在人机交互系统是监控仪表系统和人机界面，通过打印机将参数曲线打印出来，以便分析。

优选地，步骤A中对人机界面进行参数设置，模式选择处于“自动”时，在步骤F中，当液压系统的参数，即油压和油位，以及产品成型系统的参数出现异常时，即不在中心处理器预设的范围内时，人机交互系统的人机界面进行报警，中心处理器将会根据所出现的异常情况，对照预先设置的处理方案，自动切换到对应模式，进行自动处理，而当自动处理模式超过预设的次数时，参数仍然需要进行调整或显示异常时，系统将自动转入人工模式，并自动进行停机，报警，等待人工处理。

与现有技术相比，由自动模式向手动模式的切换有个适应期，对整套系统的各种故障及参数异常进行报警及预处理，不会造成设备突然停机，为自动智能控制设置了一道冗余控制的程序，确保机器的正常运转，产品性能得到最大限度的控制，残次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据。

本发明可广泛应用于所有铁氧体磁性材料湿式成型的工艺中，同时也可以应用于陶瓷，粉末等办湿式成型工艺，实现由原来的人工监控和仅根据产品外观进行手动调整，转换到系统的产品成型过程中，内部实时参数及外部监控反馈参数，由中心处理器进行分析，并通过计算机人机对话设置，进行最佳设置匹配，最终确保产品磁性能和各段尺寸的精确性。

中心处理器与人机交互系统采用多通道通讯模块，用于监控与中心处理器及人机对话显示屏的实时连接，实现数据的实时传递，提高了数据的更新速度；

本发明的中心处理器和人机交互系统集成在一起，采用大容量计算机对话界面，不仅可以用于实时设置，调整，修正，还能够进行数据分析与储存，同时进行整套数据压缩分类，用于整体调用，做到信息微观的收集与传输，同时进行自动处理，达到预先设定的要求和信息显示与反馈；

本发明在上油缸和下油缸上均设置液压传感器，实时监控作用于产品各位置的承载力，得到各种压力下，产品密度的实时数据，并进行分析和实时调整；

本发明采用料浆传感器，实时采集产品从半流体到固体过程中，含水率及产品型腔中的实时压力，给处理中心提供实时产品内部数据，并通过中心处理器的计算，对产品成型工艺曲线予以调整；

本发明采用位置旋转编码器，及时反馈产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，以便结合料浆压力，液压压力等，在产品成型过程中的各个位置段，给予不同的承载力及含水率分析和实施工艺；

本发明根据产品型号，直接输入代码，自动进行指令程序启动，工艺路线执行，偏差自动调整，自动打印及信息收集整理，废次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将信号传输给中心处理器，中心处理器对数据处理后，一方面将数据传输给人机交互系统，人机交互系统进行显示和呈现，达到监测目的；另一方面发出信号指令，通过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统执行信号指令，液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作，将信息处理过程实现自动化智能控制，无需人工参与，通过实时检测、监测和控制，即可调节液压系统和产品成型系统的参数，节省人力劳动和成本；

(2)本发明采用人机系统和自动控制系统(监控系统)相结合，有效的降低了信息处理，数据处理，排查处理等繁杂工作量，从而提高了生产工作效率，自动化程度，设备寿命等等；实现了人与机器之间的沟通的能力，解决排查机器故障的功能，解决产品尺寸误差和性能误差等问题；

(3)本发明将液压参数检测系统和产品参数检测系统分开来单独检测，实现精细检测控制，更能够精确控制产品的参数在理想范围内，与人工经验判断的情况相比，减少产品成型过程中产生的参数误差，提高产品质量；

(4)本发明采用了料浆传感器，液压传感器，位移传感器，对产品成型过程进行了全面的监控和数据采集分析，并进行自动调整；

(5)本发明上模内设有位移传感器，检测上活塞杆的位移，上油缸上设有一个液压传感器，下油缸也设有一个液压传感器，分别检测上下油缸的油压，下模内设置位置旋转编码，检测下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移传输给中心处理器后，计算出产品成型过程中的实时尺寸和位置，以便中心处理器调控阀，控制产品最终成型时的尺寸和位置符合要求；

(6)本发明真空压力传感器位于上模内的真空抽水管道的出口处，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，这个实时压力值与上模的水压成正相关，压力值的变化反应出模腔内的真空度和产品的含水率状态，实现对产品的实时监控；

(7)本发明的控制系统实现对液压系统和产品成型系统的精确控制，实现对产品的尺寸和密度均匀性的控制，实现智能化控制，当产品的尺寸出现异常情况时，旋转编码器测得产品的位置和尺寸，根据产品的位置和尺寸中心处理器作出相应的调节，最终，液压站上的阀调节上模和下模的速度，以实现对产品的尺寸调节；

(8)本发明与现有技术相比，由自动模式向手动模式的切换有个适应期，对整套系统的各种故障及参数异常进行报警及预处理，不会造成设备突然停机，为自动智能控制设置了一道冗余控制的程序，确保机器的正常运转，产品性能得到最大限度的控制，残次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据；

(9)本发明可广泛应用于所有铁氧体磁性材料湿式成型的工艺中，同时也可以应用于陶瓷，粉末等办湿式成型工艺，实现由原来的人工监控和仅根据产品外观进行手动调整，转换到系统的产品成型过程中，内部实时参数及外部监控反馈参数，由中心处理器进行分析，并通过计算机人机对话设置，进行最佳设置匹配，最终确保产品磁性能和各段尺寸的精确性；

(10)本发明采用位置旋转编码器，及时反馈产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，以便结合料浆压力，液压压力等，在产品成型过程中的各个位置段，给予不同的承载力及含水率分析和实施工艺。

附图说明

图1为智能控制原理框图；

图2为人机系统与自动控制系统相结合原理框图；

图3为压机的人机系统与自动控制系统相结合的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、压机；101、上模；102、下模；2、产品；3、液压站；4、阀；5、压力传感器；6、压力控制器；7、液位传感器；8、液位控制器；9、仪表系统；10、I/O模块；11、PLC；12、人机界面；13、中心处理器；14、多通道通讯模块。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

一种磁性材料产品成型智能控制系统，包括中心处理器13、人机交互系统和液压系统，还包括产品成型系统、数据采集和输出系统、数据检测系统和控制系统执行单元，其中，数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号依次经过数据采集和输出系统、中心处理器13传输到人机交互系统，中心处理器13对数据进行处理后发出指令，经过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统向液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作。

数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将信号传输给中心处理器13，中心处理器13对数据处理后，一方面将数据传输给人机交互系统，人机交互系统进行显示和呈现，达到监测目的；另一方面发出信号指令，通过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统执行信号指令，液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作，将信息处理过程实现自动化智能控制，无需人工参与，通过实时检测、监测和控制，即可调节液压系统和产品成型系统的参数，节省人力劳动和成本。

产品参数检测系统检测到产品成型过程中的参数，并传输给数据采集系统，数据采集系统将数据传输给中心处理器13，中心处理器13处理后将数据传输给人机交互系统。

本发明采用人机系统和自动控制系统(监控系统)相结合，有效的降低了信息处理，数据处理，排查处理等繁杂工作量，从而提高了生产工作效率，自动化程度，设备寿命等等。

实现了人与机器之间的沟通的能力，解决排查机器故障的功能，解决产品尺寸误差和性能误差等问题。

数据检测系统包括液压参数检测系统和产品参数检测系统，液压参数检测系统检测到液压系统的参数，并传输给数据采集和输出系统，产品参数检测系统检测到产品成型系统的参数，并传输给数据采集和输出系统。

将液压参数检测系统和产品参数检测系统分开来单独检测，实现精细检测控制，更能够精确控制产品的参数在理想范围内，与人工经验判断的情况相比，减少产品成型过程中产生的参数误差，提高产品质量。

液压参数检测系统包括位移传感器、液压传感器和液位传感器7，位移传感器、液压传感器和液位传感器7的输出信号传输给数据采集和输出系统。

位移传感器检测到液压缸内的上活塞的位移，液压传感器检测油压，液位传感器7检测液压系统的油位，并将数据传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将液压系统的实时液压传感器检测油压，上活塞的位移和油位值送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来液压系统的液压缸内的活塞的位移、油压和油位随时间变化的曲线。

本发明采用了料浆传感器，液压传感器，位移传感器，对产品成型过程进行了全面的监控和数据采集分析，并进行自动调整。

液压系统包括上油缸和下油缸，上油缸下方连接上活塞杆，下油缸的上方连接下活塞杆，液压机的中部设有产品成型系统，包括上模101和下模102和模腔，模腔位于下模102内，上活塞杆下方连接上模101，下活塞杆上方连接下模102，产品2位于模腔内。

上模101内设有位移传感器，检测上活塞杆的位移，上油缸上设有一个液压传感器，下油缸也设有一个液压传感器，分别检测上下油缸的油压，下模102内设置位置旋转编码，检测下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移传输给中心处理器13后，计算出产品成型过程中的实时尺寸和位置，以便中心处理器13调控阀4，控制产品最终成型时的尺寸和位置符合要求。

产品参数检测系统包括液压传感器、料浆传感器、真空压力传感器和位置旋转编码器，上模101和下模102内分别设有一个液压传感器，液压传感器将检测的上模101和下模102的压力信号传输给数据采集和输出系统，

料浆传感器位于下模102内的模具进料管上，伸出到模腔内，与产品2接触，产品2受到上模101和下模102的压力，产品2内部产生反作用力，料浆传感器检测产品2的实时反作用力信号传输给数据采集和输出系统。

真空压力传感器位于上模101内的真空抽水管道的出口处，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，这个实时压力值与上模101的水压成正相关，压力值的变化反应出模腔内的真空度和产品2的含水率状态，实现对产品2的实时监控。

下油缸内设有位置旋转编码器，位置旋转编码器检测下活塞杆运动的位移行程，与位移传感器检测到液压缸内的上活塞的位移相结合，从而得到产品2在成型过程中所处的位置和尺寸信号，并传输给数据采集和输出系统。

产品2在成型过程中所处的尺寸信号与上模101和下模102的合模速度有关系，对于磁性产品而言，产品2的尺寸范围对应上模101和下模102的合模速度，以确保产品的尺寸符合要求的数值。

当上模101的速度大于下模102的速度时，上模101内的真空抽水管道上的真空机强行将模腔内的水分抽走，产品2的分子排布不合理，密度高的部分位于产品2的上部，密度低的部分位于产品2的下部，导致产品2的密度一致性差，引起产品缺陷，反之亦然，在烧结过程中收缩率不一致容易出现裂纹等现象，有些还会在使用过程中断裂，带来严重损失。

数据采集和输出系统将产品参数检测系统的检测的上模101和下模102的压力信号、产品2的实时反作用力信号、上活塞和下活塞运动的位移行程送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来产品参数检测系统的检测的上模101和下模102受到的压力信号、产品2的实时反作用力信号、产品2在成型过程中所处的位置或尺寸信号随时间变化的曲线。

控制系统包括液压控制系统和产品成型控制系统，液压控制系统包括压力控制器6和液位控制器8，产品成型控制系统包括阀4，阀有2个，阀4、压力控制器6和液位控制器8均位于液压系统的液压站3上，阀4、压力控制器6和液位控制器8的输入信号端均与数据采集和输出系统连接，一个阀4的输出信号端设置在液压站3与上油缸连通的油路上，另一个阀4的输出信号端设置在液压站3与下油缸连通的油路上，阀4为闭环比例调节阀、电磁阀、开关阀、换向阀。

当产品的尺寸出现异常情况时，旋转编码器测得产品2的位置和尺寸，根据产品2的位置和尺寸中心处理器13作出相应的调节，最终，液压站3上的阀4调节上模101和下模102的速度，以实现对产品2的尺寸调节。

控制系统实现对液压系统和产品成型系统的精确控制，实现对产品2的尺寸和密度均匀性的控制，实现智能化控制。

数据采集和输出系统为PLC系统11。

中心处理器13通过多通道通讯模块14与人机交互系统之间传输信号，人机交互系统包括仪表系统9、打印机和人机界面12，在仪表系统9显示参数实时数据，人机界面12显示参数曲线，打印机将参数实时数据和曲线打印出来。

本发明对产品成型过程中的料浆实时压力，实时产品尺寸，产品上实时承受的压力进行实时显示，并自动分析处理及参数调整。

根据以上所述的一种磁性材料产品成型智能控制系统的控制方法，其步骤为：

A、参数设置：在人机交互系统上输入所要加工的产品2的尺寸和密度，中心处理器13调出与这个产品2的尺寸和密度相对应的程序，以便对产品2的尺寸和密度进行调节；

B、供料：料浆经过模具进料管进入到下模102的模腔内，根据料浆的含水率以及产品2的尺寸和密度，计算处所需的料浆量，当料浆量输送达到预定值后，即当产品成型开始时，切断模具进料管；

C、压制产品2：启动压机1，中心处理器3根据预定的程序自动向数据采集和输出系统发出信号指令，数据采集和输出系统将信号指令传输给控制系统，即液压站3上的阀4，一个阀4调节与上油缸连通的油路，另一个阀4调节与下油缸连通的油路，进而通过液压机的上活塞杆和下活塞杆调节上模101和下模102的合模速度和压力，实现对料浆的压制形成产品2；

D、参数检测：包括产品成型系统检测和液压系统检测，其中，

产品参数检测：液压传感器将检测的上模101和下模102受到的压力信号传输给数据采集和输出系统，料浆传感器检测产品2的实时反作用力信号传输给数据采集和输出系统，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，位移传感器和位置旋转编码器检测上活塞杆和下活塞杆运动的位移行程，从而得到产品2在成型过程中所处的位置或尺寸信号，并传输给数据采集和输出系统；

液压参数检测：位移传感器检测到液压缸内的上活塞杆的位移，液压检测液压系统的油压，液位传感器7检测液压系统的油位，并将数据传输给数据采集和输出系统；

E、检测数据传输：数据采集和输出系统将产品参数检测系统的检测的上模101和下模102受到的压力信号、产品2的实时反作用力信号、上活塞和下活塞运动的位移行程和液位传感器7检测液压系统的油位送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来产品参数检测系统的检测的上模101和下模102受到的压力信号、产品2的实时反作用力信号、产品2在成型过程中所处的位置或尺寸信号、液位传感器7检测液压系统的油位随时间变化的曲线；

数据采集和输出系统将液压系统的实时油压和油位值送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来液压系统的液压缸内的活塞的位移、油压和油位随时间变化的曲线；

F、监控：从人机交互系统的仪表系统9上查看产品的参数和液压系统的参数，当异常情况出现时，中心处理器13进行控制调节，磁性产品的尺寸和密度和很多参数有关，现有技术中没有确定的判断方法，一般靠人工经验判断，误差较大，废品率较高，为解决这个问题，本领域的普通技术人员能够想到的是采用液压机控制产品成型过程，产品成型后，人工检测产品性能，然后通过手动调节的方式调整液压机的参数，进而改进产品的尺寸，本技术方案打破了常规的思维习惯，采用智能控制的方法，由机器代替人工检测产品的性能参数，进而反馈给中心处理器13，通过处理器13对照预先设置的处理方案，切换到对应模式，进行自动处理，自动发出信号指令，对液压机的参数进行调控，进而实现了智能控制调节的过程。

磁性产品的尺寸和密度和很多参数有关，包括液压系统的油压和油位，产品2各位置所受到的压力，产品从半流体到固体过程中，含水率及产品型腔中的实时压力，产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，这些数据均发送到中心处理器13，中心处理器13根据产品所处的不同阶段，对照预先设置的处理方案，判定参数是否在正常范围内，如果发生异常状况，就进行相应的调节。

液压系统油位调节：当启动压机1工作时，异常情况出现，人机交互系统报警，即压机油缸不工作或者压机不合模时，此时观察人机界面12上的仪表系统9，若油位低于工作油位时，会出现压机油缸不工作或者压机不合模等现象。

此反馈过程如下，当油位低于工作油位时，液位传感器(7)将油位过低的信号自动反馈给PLC系统11，PLC系统11将信号通过I/O模块10进行数据转换和处理再传给中心处理器13，中心处理器13一方面将数据传输给人机界面12，然后通过仪表系统9反映出油位过低的现象；另一方面，中心处理器13按照预先设定油位值调节油位，发出调节油位的信号指令给PLC系统11，PLC系统11将调节油位的信号指令通过液位控制器8进行放大传给液压站3进行执行液位控制，液位控制即开闸放油，超出工作液位时，自动关闸；

液压系统油压调节：当压机1工作时，异常情况出现，人机交互系统报警，即压出的产品2出现厚度误差或者损坏，磁性能偏差，裂纹，掉边，软角等问题，此时观察人机界面12上的仪表系统9，若有压力值超出范围，此时就可以判断出压力过大导致厚度误差或者损坏等问题；此反馈过程如下，当油压过大，液压传感器将油压过大的信号自动反馈给PLC系统11，PLC系统11将信号通过I/O模块10进行数据转换和处理再传给中心处理器13，中心处理器13一方面将数据传输给人机界面12，然后通过仪表系统9反映出压力超出范围的现象；另一方面，中心处理器13按照预先设定油压值调节油压，发出调节油压的信号指令给PLC系统11，PLC系统11将调节油压的信号指令通过压力控制器6进行放大传给阀4进行执行，调节油压；

产品的尺寸和密度均匀性调节：产品从半流体到固体过程中，对应各阶段产品的尺寸和位置，产品含水率，这个参数中有多个参数决定的，真空压力传感器测得的模腔内的水压对应的真空度、产品模腔中的实时反作用力，上模101和下模102的合模速度和压力、产品的各位置上的尺寸均是确定的范围值，即预先设置的处理方案，该范围值预先存储在中心处理器13中，数据检测系统检测到的参数数据发送给数据采集与输出系统后传送到中心处理器13，中心处理器13进行比较分析，并进行PID调节，通过阀4控制上活塞杆和下活塞杆的速度，进而调节产品的尺寸和密度均匀性；

G、人机交互：

在人机交互系统是监控仪表系统9和人机界面12，通过打印机将参数曲线打印出来，以便分析。

步骤A中对人机界面12进行参数设置，模式选择处于“自动”时，在步骤F中，当液压系统的参数，即油压和油位，以及产品成型系统的参数出现异常时，即不在中心处理器13预设的范围内时，人机交互系统的人机界面12进行报警，中心处理器13将会根据所出现的异常情况，对照预先设置的处理方案，自动切换到对应模式，进行自动处理，而当自动处理模式超过预设的次数时，参数仍然需要进行调整或显示异常时，系统将自动转入人工模式，并自动进行停机，报警，等待人工处理。

与现有技术相比，由自动模式向手动模式的切换有个适应期，对整套系统的各种故障及参数异常进行报警及预处理，不会造成设备突然停机，为自动智能控制设置了一道冗余控制的程序，确保机器的正常运转，产品性能得到最大限度的控制，残次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据。

本发明可广泛应用于所有铁氧体磁性材料湿式成型的工艺中，同时也可以应用于陶瓷，粉末等办湿式成型工艺，实现由原来的人工监控和仅根据产品外观进行手动调整，转换到系统的产品成型过程中，内部实时参数及外部监控反馈参数，由中心处理器13进行分析，并通过计算机人机对话设置，进行最佳设置匹配，最终确保产品磁性能和各段尺寸的精确性。

中心处理器13与人机交互系统采用多通道通讯模块，用于监控与中心处理器及人机对话显示屏的实时连接，实现数据的实时传递，提高了数据的更新速度；

本发明的中心处理器13和人机交互系统集成在一起，采用大容量计算机对话界面，不仅可以用于实时设置，调整，修正，还能够进行数据分析与储存，同时进行整套数据压缩分类，用于整体调用，做到信息微观的收集与传输，同时进行自动处理，达到预先设定的要求和信息显示与反馈；

本发明在上油缸和下油缸上均设置液压传感器，实时监控作用于产品各位置的承载力，得到各种压力下，产品密度的实时数据，并进行分析和实时调整；

本发明采用料浆传感器，实时采集产品从半流体到固体过程中，含水率及产品型腔中的实时压力，给处理中心提供实时产品内部数据，并通过中心处理器的计算，对产品成型工艺曲线予以调整；

本发明采用位置旋转编码器，及时反馈产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，以便结合料浆压力，液压压力等，在产品成型过程中的各个位置段，给予不同的承载力及含水率分析和实施工艺；

本发明根据产品型号，直接输入代码，自动进行指令程序启动，工艺路线执行，偏差自动调整，自动打印及信息收集整理，废次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据。

实施例1

结合图1-3，一种磁性材料产品成型智能控制系统，包括中心处理器13、人机交互系统和液压系统，还包括产品成型系统、数据采集和输出系统、数据检测系统和控制系统执行单元，其中，数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号依次经过数据采集和输出系统、中心处理器13传输到人机交互系统，中心处理器13对数据进行处理后发出指令，经过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统向液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作。

数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将信号传输给中心处理器13，中心处理器13对数据处理后，一方面将数据传输给人机交互系统，人机交互系统进行显示和呈现，达到监测目的；另一方面发出信号指令，通过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统执行信号指令，液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作，将信息处理过程实现自动化智能控制，无需人工参与，通过实时检测、监测和控制，即可调节液压系统和产品成型系统的参数，节省人力劳动和成本。

产品参数检测系统检测到产品成型过程中的参数，并传输给数据采集系统，数据采集系统将数据传输给中心处理器13，中心处理器13处理后将数据传输给人机交互系统。

本发明采用人机系统和自动控制系统(监控系统)相结合，有效的降低了信息处理，数据处理，排查处理等繁杂工作量，从而提高了生产工作效率，自动化程度，设备寿命等等，实现了人与机器之间的沟通的能力，解决排查机器故障的功能，解决产品尺寸误差和性能误差等问题。

实施例2

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，数据检测系统包括液压参数检测系统和产品参数检测系统，液压参数检测系统检测到液压系统的参数，并传输给数据采集和输出系统，产品参数检测系统检测到产品成型系统的参数，并传输给数据采集和输出系统。

将液压参数检测系统和产品参数检测系统分开来单独检测，实现精细检测控制，更能够精确控制产品的参数在理想范围内，与人工经验判断的情况相比，减少产品成型过程中产生的参数误差，提高产品质量。

实施例3

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，液压参数检测系统包括位移传感器、液压传感器和液位传感器7，位移传感器、液压传感器和液位传感器7的输出信号传输给数据采集和输出系统。

位移传感器检测到液压缸内的上活塞的位移，液压传感器检测油压，液位传感器7检测液压系统的油位，并将数据传输给数据采集和输出系统，数据采集和输出系统将液压系统的实时液压传感器检测油压，上活塞的位移和油位值送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来液压系统的液压缸内的活塞的位移、油压和油位随时间变化的曲线。

本发明采用了料浆传感器，液压传感器，位移传感器，对产品成型过程进行了全面的监控和数据采集分析，并进行自动调整。

实施例4

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，液压系统包括上油缸和下油缸，上油缸下方连接上活塞杆，下油缸的上方连接下活塞杆，液压机的中部设有产品成型系统，包括上模101和下模102和模腔，模腔位于下模102内，上活塞杆下方连接上模101，下活塞杆上方连接下模102，产品2位于模腔内。

上模101内设有位移传感器，检测上活塞杆的位移，上油缸上设有一个液压传感器，下油缸也设有一个液压传感器，分别检测上下油缸的油压，下模102内设置位置旋转编码，检测下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移传输给中心处理器13后，计算出产品成型过程中的实时尺寸和位置，以便中心处理器13调控阀4，控制产品最终成型时的尺寸和位置符合要求。

实施例5

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，产品参数检测系统包括液压传感器、料浆传感器、真空压力传感器和位置旋转编码器，上模101和下模102内分别设有一个液压传感器，液压传感器将检测的上模101和下模102的压力信号传输给数据采集和输出系统。

料浆传感器位于下模102内的模具进料管上，伸出到模腔内，与产品2接触，产品2受到上模101和下模102的压力，产品2内部产生反作用力，料浆传感器检测产品2的实时反作用力信号传输给数据采集和输出系统。

真空压力传感器位于上模101内的真空抽水管道的出口处，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，这个实时压力值与上模101的水压成正相关，压力值的变化反应出模腔内的真空度和产品2的含水率状态，实现对产品2的实时监控。

下油缸内设有位置旋转编码器，位置旋转编码器检测下活塞杆运动的位移行程，与位移传感器检测到液压缸内的上活塞的位移相结合，从而得到产品2在成型过程中所处的位置和尺寸信号，并传输给数据采集和输出系统。

产品2在成型过程中所处的尺寸信号与上模101和下模102的合模速度有关系，对于磁性产品而言，产品2的尺寸范围对应上模101和下模102的合模速度，以确保产品的尺寸符合要求的数值。

当上模101的速度大于下模102的速度时，上模101内的真空抽水管道上的真空机强行将模腔内的水分抽走，产品2的分子排布不合理，密度高的部分位于产品2的上部，密度低的部分位于产品2的下部，导致产品2的密度一致性差，引起产品缺陷，反之亦然，在烧结过程中收缩率不一致容易出现裂纹等现象，有些还会在使用过程中断裂，带来严重损失。

数据采集和输出系统将产品参数检测系统的检测的上模101和下模102的压力信号、产品2的实时反作用力信号、上活塞和下活塞运动的位移行程送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来产品参数检测系统的检测的上模101和下模102受到的压力信号、产品2的实时反作用力信号、产品2在成型过程中所处的位置或尺寸信号随时间变化的曲线。

实施例6

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，控制系统包括液压控制系统和产品成型控制系统，液压控制系统包括压力控制器6和液位控制器8，产品成型控制系统包括阀4，阀4有2个，阀4、压力控制器6和液位控制器8均位于液压系统的液压站3上，阀4、压力控制器6和液位控制器8的输入信号端均与数据采集和输出系统连接，一个阀4的输出信号端设置在液压站3与上油缸连通的油路上，另一个阀4的输出信号端设置在液压站3与下油缸连通的油路上，阀4为闭环比例调节阀、电磁阀、开关阀、换向阀。

当产品的尺寸出现异常情况时，旋转编码器测得产品2的位置和尺寸，根据产品2的位置和尺寸中心处理器13作出相应的调节，最终，液压站3上的阀4调节上模101和下模102的速度，以实现对产品2的尺寸调节。

控制系统实现对液压系统和产品成型系统的精确控制，实现对产品2的尺寸和密度均匀性的控制，实现智能化控制。

实施例7

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，数据采集和输出系统为PLC系统11。

实施例8

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1类似，不同之处在于，中心处理器13通过多通道通讯模块14与人机交互系统之间传输信号，人机交互系统包括仪表系统9、打印机和人机界面12，在仪表系统9显示参数实时数据，人机界面12显示参数曲线，打印机将参数实时数据和曲线打印出来。

本发明对产品成型过程中的料浆实时压力，实时产品尺寸，产品上实时承受的压力进行实时显示，并自动分析处理及参数调整。

实施例9

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统的控制方法，适用于实施例1-8中任意一个一种磁性材料产品成型智能控制系统的实施技术方案，其步骤为：

A、参数设置：在人机交互系统上输入所要加工的产品2的尺寸和密度，中心处理器13调出与这个产品2的尺寸和密度相对应的程序，以便对产品2的尺寸和密度进行调节；

B、供料：料浆经过模具进料管进入到下模102的模腔内，根据料浆的含水率以及产品2的尺寸和密度，计算处所需的料浆量，当料浆量输送达到预定值后，即当产品成型开始时，切断模具进料管；

C、压制产品2：启动压机1，中心处理器3根据预定的程序自动向数据采集和输出系统发出信号指令，数据采集和输出系统将信号指令传输给控制系统，即液压站3上的阀4，一个阀4调节与上油缸连通的油路，另一个阀4调节与下油缸连通的油路，进而通过液压机的上活塞杆和下活塞杆调节上模101和下模102的合模速度和压力，实现对料浆的压制形成产品2；

D、参数检测：包括产品成型系统检测和液压系统检测，其中，

产品参数检测：液压传感器将检测的上模101和下模102受到的压力信号传输给数据采集和输出系统，料浆传感器检测产品2的实时反作用力信号传输给数据采集和输出系统，真空压力传感器将检测的实时压力值传输给数据采集和输出系统，位移传感器和位置旋转编码器检测上活塞杆和下活塞杆运动的位移行程，从而得到产品2在成型过程中所处的位置或尺寸信号，并传输给数据采集和输出系统；

液压参数检测：位移传感器检测到液压缸内的上活塞杆的位移，液压检测液压系统的油压，液位传感器7检测液压系统的油位，并将数据传输给数据采集和输出系统；

E、检测数据传输：数据采集和输出系统将产品参数检测系统的检测的上模101和下模102受到的压力信号、产品2的实时反作用力信号、上活塞和下活塞运动的位移行程和液位传感器7检测液压系统的油位送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来产品参数检测系统的检测的上模101和下模102受到的压力信号、产品2的实时反作用力信号、产品2在成型过程中所处的位置或尺寸信号、液位传感器7检测液压系统的油位随时间变化的曲线；

数据采集和输出系统将液压系统的实时油压和油位值送给中心处理器13，中心处理器13进行处理后，传送给人机交互系统，显示出来液压系统的液压缸内的活塞的位移、油压和油位随时间变化的曲线；

F、监控：从人机交互系统的仪表系统9上查看产品的参数和液压系统的参数，当异常情况出现时，中心处理器13进行控制调节。

磁性产品的尺寸和密度和很多参数有关，现有技术中没有确定的判断方法，一般靠人工经验判断，误差较大，废品率较高，为解决这个问题，本领域的普通技术人员能够想到的是采用液压机控制产品成型过程，产品成型后，人工检测产品性能，然后通过手动调节的方式调整液压机的参数，进而改进产品的尺寸，本技术方案打破了常规的思维习惯，采用智能控制的方法，由机器代替人工检测产品的性能参数，进而反馈给中心处理器13，通过处理器13对照预先设置的处理方案，切换到对应模式，进行自动处理，自动发出信号指令，对液压机的参数进行调控，进而实现了智能控制调节的过程。

磁性产品的尺寸和密度和很多参数有关，包括液压系统的油压和油位，产品2各位置所受到的压力，产品从半流体到固体过程中，含水率及产品型腔中的实时压力，产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，这些数据均发送到中心处理器13，中心处理器13根据产品所处的不同阶段，对照预先设置的处理方案，判定参数是否在正常范围内，如果发生异常状况，就进行相应的调节。

液压系统油位调节：当启动压机1工作时，异常情况出现，人机交互系统报警，即压机油缸不工作或者压机不合模时，此时观察人机界面12上的仪表系统9，若油位低于工作油位时，会出现压机油缸不工作或者压机不合模等现象。

此反馈过程如下，当油位低于工作油位时，液位传感器7将油位过低的信号自动反馈给PLC系统11，PLC系统11将信号通过I/O模块10进行数据转换和处理再传给中心处理器13，中心处理器13一方面将数据传输给人机界面12，然后通过仪表系统9反映出油位过低的现象；另一方面，中心处理器13按照预先设定油位值调节油位，发出调节油位的信号指令给PLC系统11，PLC系统11将调节油位的信号指令通过液位控制器8进行放大传给液压站3进行执行液位控制，液位控制即开闸放油，超出工作液位时，自动关闸；

液压系统油压调节：当压机1工作时，异常情况出现，人机交互系统报警，即压出的产品2出现厚度误差或者损坏，磁性能偏差，裂纹，掉边，软角等问题，此时观察人机界面12上的仪表系统9，若有压力值超出范围，此时就可以判断出压力过大导致厚度误差或者损坏等问题；此反馈过程如下，当油压过大，液压传感器将油压过大的信号自动反馈给PLC系统11，PLC系统11将信号通过I/O模块10进行数据转换和处理再传给中心处理器13，中心处理器13一方面将数据传输给人机界面12，然后通过仪表系统9反映出压力超出范围的现象；另一方面，中心处理器13按照预先设定油压值调节油压，发出调节油压的信号指令给PLC系统11，PLC系统11将调节油压的信号指令通过压力控制器6进行放大传给阀4进行执行，调节油压；

产品的尺寸和密度均匀性调节：产品从半流体到固体过程中，对应各阶段产品的尺寸和位置，产品含水率，这个参数中有多个参数决定的，真空压力传感器测得的模腔内的水压对应的真空度、产品模腔中的实时反作用力，上模101和下模102的合模速度和压力、产品的各位置上的尺寸均是确定的范围值，即预先设置的处理方案，该范围值预先存储在中心处理器13中，数据检测系统检测到的参数数据发送给数据采集与输出系统后传送到中心处理器13，中心处理器13进行比较分析，并进行PID调节，通过阀4控制上活塞杆和下活塞杆的速度，进而调节产品的尺寸和密度均匀性；

G、人机交互：

在人机交互系统是监控仪表系统9和人机界面12，通过打印机将参数曲线打印出来，以便分析。

实施例10

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统的控制方法，与实施例9类似，不同之处在于，步骤A中对人机界面12进行参数设置，模式选择处于“自动”时，在步骤F中，当液压系统的参数，即油压和油位，以及产品成型系统的参数出现异常时，即不在中心处理器13预设的范围内时，人机交互系统的人机界面12进行报警，中心处理器13将会根据所出现的异常情况，对照预先设置的处理方案，自动切换到对应模式，进行自动处理，而当自动处理模式超过预设的次数时，参数仍然需要进行调整或显示异常时，系统将自动转入人工模式，并自动进行停机，报警，等待人工处理。

与现有技术相比，由自动模式向手动模式的切换有个适应期，对整套系统的各种故障及参数异常进行报警及预处理，不会造成设备突然停机，为自动智能控制设置了一道冗余控制的程序，确保机器的正常运转，产品性能得到最大限度的控制，残次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据。

本发明可广泛应用于所有铁氧体磁性材料湿式成型的工艺中，同时也可以应用于陶瓷，粉末等办湿式成型工艺，实现由原来的人工监控和仅根据产品外观进行手动调整，转换到系统的产品成型过程中，内部实时参数及外部监控反馈参数，由中心处理器13进行分析，并通过计算机人机对话设置，进行最佳设置匹配，最终确保产品磁性能和各段尺寸的精确性。

中心处理器13与人机交互系统采用多通道通讯模块，用于监控与中心处理器及人机对话显示屏的实时连接，实现数据的实时传递，提高了数据的更新速度。

本发明的中心处理器13和人机交互系统集成在一起，采用大容量计算机对话界面，不仅可以用于实时设置，调整，修正，还能够进行数据分析与储存，同时进行整套数据压缩分类，用于整体调用，做到信息微观的收集与传输，同时进行自动处理，达到预先设定的要求和信息显示与反馈。

本发明在上油缸和下油缸上均设置液压传感器，实时监控作用于产品各位置的承载力，得到各种压力下，产品密度的实时数据，并进行分析和实时调整。

本发明采用料浆传感器，实时采集产品从半流体到固体过程中，含水率及产品型腔中的实时压力，给处理中心提供实时产品内部数据，并通过中心处理器的计算，对产品成型工艺曲线予以调整。

本发明采用位置旋转编码器，及时反馈产品成型尺寸及成型设备各成型终端的实时精确位置，以便结合料浆压力，液压压力等，在产品成型过程中的各个位置段，给予不同的承载力及含水率分析和实施工艺。

本发明根据产品型号，直接输入代码，自动进行指令程序启动，工艺路线执行，偏差自动调整，自动打印及信息收集整理，废次品率小于2％，产品成型过程可实时监控，并对工艺精确分析提供了所有必须的数据。

实施例11

本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统，与实施例1相同，本实施例的一种磁性材料产品成型智能控制系统的控制方法，与实施例9或10类似，其中人机系统原理：顾名思义人机系统就是人与机器沟通的系统。如图1所示，人机系统有三大部分组成：人，人机界面，机器。机器运行，将机器运行中产生的信息传送给显示器，显示器通过人机界面显示信息给人进行信息接收，然后再经过人的决策，把处理后信息在经过控制再通过人机界面传给控制器，控制器再传给机器。整个过程是个循环过程。这样实现了人与机器沟通的功能。值得注意的是，人机界面是人操作控制器的一个平台(即人机界面提供了一个控制器与人的接口)。

人机系统与自动控制系统(监控系统)相结合：如图2所示，人通过人机界面输入数据传给PLC，然后PLC将处理的数据信号传给放大器放大，最后传给机器的执行元件执行各种动作及操作。当机器生产的产品出现尺寸误差及性能误差时或者机器出现故障时，这时传感器感应到误差或故障，将误差信号或机器的故障信号通过传感器反馈给PLC，然后PLC将这些误差信号和故障信号传给人机界面，这样人通过观察人机界面上的误差信号和故障信号。

当人机界面出现报警或需要调整信号时，一种是通过人工调整，进行特殊设置，这种调整，只需要人工在触摸屏上点击各种设置参数，然后再观察产品成型过程中的各种曲线，确定设置的正确性，另一种为设置方式选择“自动”，此时，中心处理器将会根据所出现的异常情况，对照预先设置的处理方案，自动切换到对应模式，进行自动处理，而当自动处理模式超过两次，参数仍然需要进行调整或显示异常时，系统将自动转入人工模式，并自动进行停机，报警，等待处理，人工进行控制和修改，在此过程中I/O模块10起到进行数据信息处理和数据信息交换等功能，仪表系统9是将数据或信息转换成表格或者图像的生动形象的系统，这样解决了机器出现故障难以查询故障的问题以及产品最终固态成型尺寸误差和磁性能误差等问题。

另外图3中的I/O模块10，可根据需要选择是否设置，如果采用数字量传输方式，不需要设置I/O模块10，且能够提高信号传输的抗干扰性和准确性，如果采用模拟量传输方式，则需要I/O模块10进行数据转换。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁性材料产品成型智能控制系统，包括中心处理器（13）、人机交互系统和液压系统，其特征在于，还包括产品成型系统、数据采集和输出系统、数据检测系统和控制系统执行单元，其中，数据检测系统分别检测液压系统和产品成型系统的参数信号依次经过数据采集和输出系统、中心处理器（13）传输到人机交互系统，中心处理器（13）对数据进行处理后发出指令，经过数据采集和输出系统输送给控制系统，控制系统向液压系统和产品成型系统执行相应的指令动作；

所述数据检测系统包括液压参数检测系统和产品参数检测系统，液压参数检测系统检测到液压系统的参数，并传输给数据采集和输出系统，产品参数检测系统检测到产品成型系统的参数，并传输给数据采集和输出系统；

所述液压参数检测系统包括位移传感器、液压传感器和液位传感器（7），位移传感器、液压传感器和液位传感器（7）的输出信号传输给数据采集和输出系统；

控制系统包括液压控制系统和产品成型控制系统，液压控制系统包括压力控制器（6）和液位控制器（8），产品成型控制系统包括阀（4），阀（4）有2个；阀（4）、压力控制器（6）和液位控制器（8）均位于液压系统的液压站（3）上，阀（4）、压力控制器（6）和液位控制器（8）的输入信号端均与数据采集和输出系统连接，一个阀（4）的输出信号端设置在液压站（3）与上油缸连通的油路上，另一个阀（4）的输出信号端设置在液压站（3）与下油缸连通的油路上。

2.根据权利要求1所述的一种磁性材料产品成型智能控制系统，其特征在于，液压系统包括上油缸和下油缸，上油缸下方连接上活塞杆，下油缸的上方连接下活塞杆，液压机的中部设有产品成型系统，包括上模（101）和下模（102）和模腔，模腔位于下模（102）内，上活塞杆下方连接上模（101），下活塞杆上方连接下模（102），产品（2）位于模腔内。

3.根据权利要求2所述的一种磁性材料产品成型智能控制系统，其特征在于，产品参数检测系统包括液压传感器、料浆传感器、真空压力传感器和位置旋转编码器，上模（101）和下模（102）内分别设有一个液压传感器，液压传感器将检测的上模（101）和下模（102）的压力信号传输给数据采集和输出系统。

4.根据权利要求1所述的一种磁性材料产品成型智能控制系统，其特征在于，所述的数据采集和输出系统为PLC系统（11）。

5.根据权利要求1所述的一种磁性材料产品成型智能控制系统，其特征在于，中心处理器（13）通过多通道通讯模块（14）与人机交互系统之间传输信号，人机交互系统包括仪表系统（9）、打印机和人机界面（12），在仪表系统（9）显示参数实时数据，人机界面（12）显示参数曲线，打印机将参数实时数据和曲线打印出来。