材料成型設(shè)備第一章緒論

1、材料成型設(shè)備第一章緒論目目 錄錄第第1 1章章 緒論（焊接、鍛壓、鑄造、沖壓、塑壓）緒論（焊接、鍛壓、鑄造、沖壓、塑壓）第第2 2章章 微計算機控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)微計算機控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 第第3 3章章 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) 第第4 4章章 PIDPID第第5 5章章 材料成型設(shè)備計算機控制系統(tǒng)設(shè)計材料成型設(shè)備計算機控制系統(tǒng)設(shè)計第第6 6章章 焊接設(shè)備與鑄造設(shè)備計算機控制技術(shù)焊接設(shè)備與鑄造設(shè)備計算機控制技術(shù)第第7 7章章 鍛壓、沖壓與塑壓設(shè)備計算機控制技術(shù)鍛壓、沖壓與塑壓設(shè)備計算機控制技術(shù)內(nèi)容簡介 本課程主要介紹了本課程主要介紹了PIDPID控制技術(shù)、控制技術(shù)、PLCPLC控

2、制技術(shù)、微計控制技術(shù)、微計算機接口技術(shù)、通訊技術(shù)，作為材料成型設(shè)備計算機控制算機接口技術(shù)、通訊技術(shù)，作為材料成型設(shè)備計算機控制技術(shù)基礎(chǔ)知識；詳細(xì)闡述了材料成型設(shè)備微計算機控制系技術(shù)基礎(chǔ)知識；詳細(xì)闡述了材料成型設(shè)備微計算機控制系統(tǒng)設(shè)計方法；材料成型設(shè)備主要介紹材料成型方面典型設(shè)統(tǒng)設(shè)計方法；材料成型設(shè)備主要介紹材料成型方面典型設(shè)備：焊接電源、焊接機器人、差壓鑄造設(shè)備、通用壓力機、備：焊接電源、焊接機器人、差壓鑄造設(shè)備、通用壓力機、沖壓機、塑料注射成型機，并通過典型應(yīng)用實例闡述材料沖壓機、塑料注射成型機，并通過典型應(yīng)用實例闡述材料成型設(shè)備計算機控制系統(tǒng)設(shè)計步驟及其原則，總體方案的成型設(shè)備計算機控制系

3、統(tǒng)設(shè)計步驟及其原則，總體方案的分析和設(shè)計。分析和設(shè)計。第一章第一章 緒論緒論計算機控制技術(shù)在材料成型設(shè)備中應(yīng)用計算機控制技術(shù)在材料成型設(shè)備中應(yīng)用 材料成型設(shè)備常用的控制器材料成型設(shè)備常用的控制器 學(xué)習(xí)本課程的目的與要求學(xué)習(xí)本課程的目的與要求 緒 論 計算機是本世紀(jì)中最重要的技術(shù)發(fā)展項目之一，計算機是本世紀(jì)中最重要的技術(shù)發(fā)展項目之一，它具有進行最普遍意義的信息自動化處理的能力，它具有進行最普遍意義的信息自動化處理的能力，同時由于工業(yè)控制機和微機的性能價格比的和可靠同時由于工業(yè)控制機和微機的性能價格比的和可靠性的提高，使得實現(xiàn)整個工業(yè)和工業(yè)體系生產(chǎn)過程性的提高，使得實現(xiàn)整個工業(yè)和工業(yè)體系生產(chǎn)過程的

4、綜合自動化具有可能性和現(xiàn)實性。因此，計算機的綜合自動化具有可能性和現(xiàn)實性。因此，計算機在工業(yè)生產(chǎn)過程自動化方面起著其它技術(shù)不可代替在工業(yè)生產(chǎn)過程自動化方面起著其它技術(shù)不可代替的作用。的作用。1.1 1.1 計算機控制技術(shù)在材料成型設(shè)備中應(yīng)用計算機控制技術(shù)在材料成型設(shè)備中應(yīng)用 1.1 1.1 計算機控制技術(shù)在材料成型設(shè)備中應(yīng)用計算機控制技術(shù)在材料成型設(shè)備中應(yīng)用 焊接、鍛壓、沖壓、塑壓和鑄造中典型設(shè)備。焊接、鍛壓、沖壓、塑壓和鑄造中典型設(shè)備。 1.1.計算機控制技術(shù)在弧焊電源中應(yīng)用計算機控制技術(shù)在弧焊電源中應(yīng)用 微機在電弧焊機中的應(yīng)用已不在局限于使用其記憶功微機在電弧焊機中的應(yīng)用已不在局限于使用其

5、記憶功能；存儲熟練焊工的經(jīng)驗數(shù)據(jù)、焊接規(guī)范、焊接程序。現(xiàn)能；存儲熟練焊工的經(jīng)驗數(shù)據(jù)、焊接規(guī)范、焊接程序。現(xiàn)在已擴展用于控制弧焊電源的大批動態(tài)、靜態(tài)特性和自動在已擴展用于控制弧焊電源的大批動態(tài)、靜態(tài)特性和自動調(diào)節(jié)焊接規(guī)范或焊接參數(shù)，改善焊接性能，保證焊縫一致調(diào)節(jié)焊接規(guī)范或焊接參數(shù)，改善焊接性能，保證焊縫一致性，獲得高質(zhì)量焊縫。性，獲得高質(zhì)量焊縫。 常用的微機有單板機、單片機、可編程序控制器、個常用的微機有單板機、單片機、可編程序控制器、個人計算機等人計算機等 。n 國外早有商品出售，如：國外早有商品出售，如：ESABESAB公司的公司的LAK500LAK500型微機控制型微機控制電源日本松下公司

6、的電源日本松下公司的PULSE MEMOR ZXPULSE MEMOR ZX系列電源，大阪變壓系列電源，大阪變壓器公司的器公司的AUTO 380AUTO 380超高頻逆變電源等。超高頻逆變電源等。n國內(nèi)已開發(fā)出多種產(chǎn)品，微機已由低檔的國內(nèi)已開發(fā)出多種產(chǎn)品，微機已由低檔的Z Z等等8 8位機到位機到MCSMCS5151系列單片機，進而發(fā)展到系列單片機，進而發(fā)展到MCSMCS9696系列系列1616位單片機，位單片機，焊接電源的微機控制最基本的是實現(xiàn)其調(diào)節(jié)特性，即對焊焊接電源的微機控制最基本的是實現(xiàn)其調(diào)節(jié)特性，即對焊接電源外特性的調(diào)節(jié)。焊接晶體管電源、逆變電源。電源接電源外特性的調(diào)節(jié)。焊接晶體管電

7、源、逆變電源。電源類型很多，從理論上講每種電源均可實現(xiàn)微機控制。類型很多，從理論上講每種電源均可實現(xiàn)微機控制。n 易于計算機控制、比較普及和比較先進的電源主要有可易于計算機控制、比較普及和比較先進的電源主要有可控硅電源、晶體管電源、逆變電源?？毓桦娫?、晶體管電源、逆變電源。 微機控制弧焊電源微機控制弧焊電源（1 1）可控硅電源）可控硅電源 以阻性負(fù)載的三相橋式電路的主電路。負(fù)載電壓以阻性負(fù)載的三相橋式電路的主電路。負(fù)載電壓U Uf f，為可控硅觸發(fā)的控制角。為可控硅觸發(fā)的控制角?？煽毓桦娫粗麟娐吩砜煽毓桦娫粗麟娐吩?（a a）含觸發(fā)電路）含觸發(fā)電路 （b b）不含觸發(fā)電路）不含觸發(fā)電路 可

8、控硅電源觸發(fā)電路可控硅電源觸發(fā)電路 微機對微機對控制方法：控制方法：1 1、含觸發(fā)電路。、含觸發(fā)電路。由由CPUCPU經(jīng)經(jīng)D/AD/A輸出模擬量控制信輸出模擬量控制信號，控制觸發(fā)電路以得到不同號，控制觸發(fā)電路以得到不同的的；2 2、不含觸發(fā)電路。、不含觸發(fā)電路。由由CPUCPU經(jīng)并行接口的某些位直經(jīng)并行接口的某些位直接輸出觸發(fā)信號，經(jīng)過由數(shù)字接輸出觸發(fā)信號，經(jīng)過由數(shù)字電路組成的觸發(fā)信號分配電路，電路組成的觸發(fā)信號分配電路，分時觸發(fā)三個可控硅，并用定分時觸發(fā)三個可控硅，并用定時器進行定時。時器進行定時。 電電 晶體管組工作在線性放大區(qū)，其焊接電流晶體管組工作在線性放大區(qū)，其焊接電流IfIf可由模

9、擬量可由模擬量UgUg控制，控制，該模擬量可直接有微機通過該模擬量可直接有微機通過D/AD/A轉(zhuǎn)換接口輸出轉(zhuǎn)換接口輸出 。模擬式晶體管電源的組成模擬式晶體管電源的組成 （2 2）晶體管電源）晶體管電源模擬式晶體管電源的微機控制模擬式晶體管電源的微機控制 n逆變電源的組成如圖所示，它具有許多優(yōu)點，如抗干擾性強、功率消逆變電源的組成如圖所示，它具有許多優(yōu)點，如抗干擾性強、功率消耗小、體積小等，是目前科研人員普遍研究的電源，通過調(diào)節(jié)大功率耗小、體積小等，是目前科研人員普遍研究的電源，通過調(diào)節(jié)大功率開關(guān)元件開關(guān)的占空比，可達到調(diào)節(jié)焊接電流開關(guān)元件開關(guān)的占空比，可達到調(diào)節(jié)焊接電流IfIf的目的。的目的。

10、逆變電源的組成逆變電源的組成 （3 3）逆變電源）逆變電源ACACDCDCACACDCDCn通過調(diào)節(jié)大功率開關(guān)元件開關(guān)的占空比，可達到調(diào)節(jié)焊接通過調(diào)節(jié)大功率開關(guān)元件開關(guān)的占空比，可達到調(diào)節(jié)焊接電流電流I If f的目的。占空比的調(diào)節(jié)有定頻率調(diào)脈寬和定脈寬調(diào)的目的。占空比的調(diào)節(jié)有定頻率調(diào)脈寬和定脈寬調(diào)頻率兩種方法，以前者見多。微機實現(xiàn)定頻率調(diào)脈寬的占頻率兩種方法，以前者見多。微機實現(xiàn)定頻率調(diào)脈寬的占空比調(diào)節(jié)，多采用脈寬調(diào)制器，由微機經(jīng)空比調(diào)節(jié)，多采用脈寬調(diào)制器，由微機經(jīng)D/AD/A轉(zhuǎn)換器輸出轉(zhuǎn)換器輸出模擬量，控制脈寬最終實現(xiàn)對模擬量，控制脈寬最終實現(xiàn)對I If f的控制。的控制。 逆變電源的微機

11、控制逆變電源的微機控制CPUCPUD/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換量程極性量程極性匹配電路匹配電路脈寬脈寬調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器驅(qū)動驅(qū)動電路電路大功率大功率開關(guān)元件開關(guān)元件微機控制的弧焊電源研究微機控制的弧焊電源研究: :1 1、加強焊機過程智能化控制的總體研究，使包括弧焊電、加強焊機過程智能化控制的總體研究，使包括弧焊電源在內(nèi)的整個焊接系統(tǒng)協(xié)調(diào)，最優(yōu)地工作；源在內(nèi)的整個焊接系統(tǒng)協(xié)調(diào)，最優(yōu)地工作；2 2、優(yōu)化選擇目前已成熟的微機控制弧焊電源，使生產(chǎn)制、優(yōu)化選擇目前已成熟的微機控制弧焊電源，使生產(chǎn)制造批量化，系列化，擴大在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用；造批量化，系列化，擴大在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用；3 3、加強控制算法的研究，引入自校

12、正、加強控制算法的研究，引入自校正、PIDPID、模糊控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進控制策略將會進一步提高控制效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進控制策略將會進一步提高控制效果。 將自適應(yīng)控制、專家系統(tǒng)、模糊控制和人工神經(jīng)網(wǎng)將自適應(yīng)控制、專家系統(tǒng)、模糊控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于弧焊電源的控制中。將弧焊規(guī)范參數(shù)如絡(luò)用于弧焊電源的控制中。將弧焊規(guī)范參數(shù)如熔深、熔熔深、熔寬寬等當(dāng)作直接焊接參數(shù)，電源的輸出等當(dāng)作直接焊接參數(shù)，電源的輸出電壓、電流電壓、電流當(dāng)作間當(dāng)作間接焊接參數(shù)，并考慮工作環(huán)境的因素。接焊接參數(shù)，并考慮工作環(huán)境的因素。 根據(jù)所需要的直接焊接參數(shù)通過專家系統(tǒng)、或神經(jīng)根據(jù)所需要的直接焊接參數(shù)通過專家系

13、統(tǒng)、或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其它的方式?jīng)Q定間接焊接參數(shù)，從而控制弧焊逆網(wǎng)絡(luò)或其它的方式?jīng)Q定間接焊接參數(shù)，從而控制弧焊逆變器的工作，以獲得所需的焊接效果。變器的工作，以獲得所需的焊接效果。 數(shù)字化焊機數(shù)字化焊機 實現(xiàn)了柔性化控制和多功能集成實現(xiàn)了柔性化控制和多功能集成, ,系統(tǒng)的系統(tǒng)的控制策略通過軟件的方式加以實現(xiàn)控制策略通過軟件的方式加以實現(xiàn)( (以軟代硬以軟代硬) )，系統(tǒng)的，系統(tǒng)的控制是柔性的，利于進行控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與多功能控制是柔性的，利于進行控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與多功能集成，控制精度高。集成，控制精度高。 數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器DSPDSP（Digit Signal ProcessingD

14、igit Signal Processing）系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ)，受環(huán)境溫度以及噪聲的影響較系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ)，受環(huán)境溫度以及噪聲的影響較小、可靠性高；產(chǎn)品的一致性好。模擬系統(tǒng)的性能受元小、可靠性高；產(chǎn)品的一致性好。模擬系統(tǒng)的性能受元器件參數(shù)性能變化的影響比較大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不受器件參數(shù)性能變化的影響比較大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不受影響，因此數(shù)字系統(tǒng)便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)；接影響，因此數(shù)字系統(tǒng)便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)；接口兼容性好，口兼容性好，DSPDSP系統(tǒng)與其他的現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)與其他的現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)或設(shè)備都是相互兼容的；焊機功能升級方便，系統(tǒng)或設(shè)備都是相互兼容的；

15、焊機功能升級方便，DSPDSP系統(tǒng)中的可編程芯片可使設(shè)計人員在開發(fā)過程中能方便系統(tǒng)中的可編程芯片可使設(shè)計人員在開發(fā)過程中能方便地對軟件進行修改和升級。地對軟件進行修改和升級。計算機控制技術(shù)在弧焊機器人中應(yīng)用計算機控制技術(shù)在弧焊機器人中應(yīng)用nPCPC機與焊接機器人的結(jié)合應(yīng)用，不但能夠解決了專用控制機與焊接機器人的結(jié)合應(yīng)用，不但能夠解決了專用控制器計算負(fù)擔(dān)重、實時性差等問題，同時能夠?qū)⑵渌I(lǐng)域如器計算負(fù)擔(dān)重、實時性差等問題，同時能夠?qū)⑵渌I(lǐng)域如焊縫跟蹤、圖像處理、聲音識別、最優(yōu)控制、人工智能等焊縫跟蹤、圖像處理、聲音識別、最優(yōu)控制、人工智能等先進的研究成果應(yīng)用到該系統(tǒng)的實時操作中。先進的研究成果應(yīng)

16、用到該系統(tǒng)的實時操作中。n將分布式人工智能和多智能體系統(tǒng)理論充分應(yīng)用于工業(yè)生將分布式人工智能和多智能體系統(tǒng)理論充分應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和多機器人系統(tǒng)，便產(chǎn)生了一門新興的機器人技術(shù)產(chǎn)系統(tǒng)和多機器人系統(tǒng)，便產(chǎn)生了一門新興的機器人技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域多智能體機器人系統(tǒng)。具體內(nèi)容為：機器人焊接多智能體機器人系統(tǒng)。具體內(nèi)容為：機器人焊接技術(shù)任務(wù)規(guī)劃軟件系統(tǒng)設(shè)計；機器人焊接傳感技術(shù)；焊接技術(shù)任務(wù)規(guī)劃軟件系統(tǒng)設(shè)計；機器人焊接傳感技術(shù)；焊接機器人系統(tǒng)用電源配套設(shè)備技術(shù)；機器人運動軌道控制實機器人系統(tǒng)用電源配套設(shè)備技術(shù)；機器人運動軌道控制實現(xiàn)技術(shù)；焊接動態(tài)過程的實時智能控制器設(shè)計；焊接機器現(xiàn)技術(shù)；焊接動態(tài)過程的實時智能控

17、制器設(shè)計；焊接機器人焊接智能化復(fù)雜技術(shù)的控制與優(yōu)化管理技術(shù)；遙控焊接人焊接智能化復(fù)雜技術(shù)的控制與優(yōu)化管理技術(shù)；遙控焊接技術(shù)。技術(shù)。1.1.3 1.1.3 鍛壓設(shè)備計算機控制技術(shù)鍛壓設(shè)備計算機控制技術(shù)n鍛壓設(shè)備鍛壓設(shè)備 有一般數(shù)控的共性，鍛壓生產(chǎn)的環(huán)境條件惡劣有一般數(shù)控的共性，鍛壓生產(chǎn)的環(huán)境條件惡劣( (振動、高溫、灰塵振動、高溫、灰塵) )，許多通用檢測及執(zhí)行元件不能適應(yīng)，可靠性差，壽命短；許多通用檢測及執(zhí)行元件不能適應(yīng)，可靠性差，壽命短；n可靠性要求高可靠性要求高, ,鍛壓是在高壓力、高速度、高溫下進行的生產(chǎn)工藝，控制系統(tǒng)鍛壓是在高壓力、高速度、高溫下進行的生產(chǎn)工藝，控制系統(tǒng)一旦失靈則可能造

18、成重大人身、機床事故和經(jīng)濟損失，所以要求系統(tǒng)十分可一旦失靈則可能造成重大人身、機床事故和經(jīng)濟損失，所以要求系統(tǒng)十分可靠，必須采用完善的保險措施靠，必須采用完善的保險措施( (如冗余技術(shù)如冗余技術(shù)) )；n檢測和控制的參數(shù)種類復(fù)雜，它們包括位移、速度、力、力矩、壓力、流量、檢測和控制的參數(shù)種類復(fù)雜，它們包括位移、速度、力、力矩、壓力、流量、溫度、形狀等，其中多為模擬量，給檢測、執(zhí)行及控制均帶來的困難；溫度、形狀等，其中多為模擬量，給檢測、執(zhí)行及控制均帶來的困難；n工藝復(fù)雜，工藝復(fù)雜， 在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)種種異常情況，且事先難以完全預(yù)料在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)種種異常情況，且事先難以完全預(yù)料( (如

19、如溫度對鍛件成形的影響，板材性質(zhì)對沖壓件質(zhì)量的影響，潤滑對脫模的影響溫度對鍛件成形的影響，板材性質(zhì)對沖壓件質(zhì)量的影響，潤滑對脫模的影響等等) )，所以在控制硬件和軟件方面要有相應(yīng)的措施，例如應(yīng)設(shè)置多種過程參數(shù)，所以在控制硬件和軟件方面要有相應(yīng)的措施，例如應(yīng)設(shè)置多種過程參數(shù)的檢測，能及時、方便地實現(xiàn)自動的檢測，能及時、方便地實現(xiàn)自動手動轉(zhuǎn)換，在自動生產(chǎn)過程中可隨時插手動轉(zhuǎn)換，在自動生產(chǎn)過程中可隨時插入必要的人工干預(yù)；入必要的人工干預(yù)；n驅(qū)動功率大，響應(yīng)速度快。如鍛壓設(shè)備所用的液壓系統(tǒng)大多用高壓、大流量，驅(qū)動功率大，響應(yīng)速度快。如鍛壓設(shè)備所用的液壓系統(tǒng)大多用高壓、大流量，并要求在極短的時間內(nèi)進行動

20、作變換，以保證工件精度和生產(chǎn)率，避免因溫并要求在極短的時間內(nèi)進行動作變換，以保證工件精度和生產(chǎn)率，避免因溫度下降而造成廢品；度下降而造成廢品；n控制精度相對冷加工控制系統(tǒng)的要求較低，如位置精度一般低于，但系統(tǒng)必控制精度相對冷加工控制系統(tǒng)的要求較低，如位置精度一般低于，但系統(tǒng)必需堅固耐用。需堅固耐用。 計算機在鍛壓設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有以下幾計算機在鍛壓設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有以下幾方面：方面：1 1、鍛壓過程的計算機監(jiān)測。計算機通過傳感器和接口電路采集、顯示、鍛壓過程的計算機監(jiān)測。計算機通過傳感器和接口電路采集、顯示和記錄鍛壓過程參數(shù)，它只能為操作人員的決策、控制提供依據(jù)，和記錄鍛壓過程

21、參數(shù)，它只能為操作人員的決策、控制提供依據(jù)，而不能自動控制生產(chǎn)過程。而不能自動控制生產(chǎn)過程。2 2、通過接口電路和執(zhí)行器件控制鍛壓過程參數(shù)，使生產(chǎn)過程能按事先、通過接口電路和執(zhí)行器件控制鍛壓過程參數(shù)，使生產(chǎn)過程能按事先編制的程序和輸入的數(shù)據(jù)自動進行，從而得到符合要求的工件。編制的程序和輸入的數(shù)據(jù)自動進行，從而得到符合要求的工件。3 3、按照預(yù)先選定的目標(biāo)函數(shù)、按照預(yù)先選定的目標(biāo)函數(shù)( (例如生產(chǎn)率最高、材料最省或功率消耗例如生產(chǎn)率最高、材料最省或功率消耗最少等最少等) )，對過程參數(shù)進行優(yōu)化，使系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行。，對過程參數(shù)進行優(yōu)化，使系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行。 4 4、鍛壓生產(chǎn)的計算機控制一

22、體化包括鍛壓生產(chǎn)的管理、工藝過程和、鍛壓生產(chǎn)的計算機控制一體化包括鍛壓生產(chǎn)的管理、工藝過程和模具的計算機輔助設(shè)計模具的計算機輔助設(shè)計(CAD)(CAD)、模具的計算機輔助制造、模具的計算機輔助制造(CAM)(CAM)，以及，以及過程的直接控制等。過程的直接控制等。1.1.4 1.1.4 鑄造設(shè)備計算機控制技術(shù)鑄造設(shè)備計算機控制技術(shù) 1 1、 近年來，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，微處理器和微近年來，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，微處理器和微型計算機已在鑄造工業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。型計算機已在鑄造工業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。 2 2、計算機控制鑄造設(shè)備首先把生產(chǎn)過程的有關(guān)參數(shù)，如、計算機控制鑄造設(shè)備首先把生產(chǎn)過程的有關(guān)

23、參數(shù)，如溫度、壓力，流量等進行采樣并通過過程輸入通道把模擬溫度、壓力，流量等進行采樣并通過過程輸入通道把模擬量量( (也可直接輸入數(shù)字量信息也可直接輸入數(shù)字量信息) )轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量。轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量。 3 3、計算機數(shù)據(jù)檢測處理是計算機在鑄造工業(yè)中最基本的也、計算機數(shù)據(jù)檢測處理是計算機在鑄造工業(yè)中最基本的也是非常重要的一種應(yīng)用。它收集鑄造生產(chǎn)過程的參數(shù)，如是非常重要的一種應(yīng)用。它收集鑄造生產(chǎn)過程的參數(shù)，如混砂時的水分，濕度，緊實度，成型性等，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器混砂時的水分，濕度，緊實度，成型性等，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器換算成相應(yīng)的工程單位和數(shù)值。國內(nèi)外在計算機質(zhì)量檢測換算成相應(yīng)的工程單位和數(shù)值。國內(nèi)外

24、在計算機質(zhì)量檢測與測量手段上的發(fā)展趨勢是：主要圍繞嚴(yán)重影響鑄件質(zhì)量與測量手段上的發(fā)展趨勢是：主要圍繞嚴(yán)重影響鑄件質(zhì)量的環(huán)節(jié)進行研究，如配料成分控制，型砂混制，型砂性能的環(huán)節(jié)進行研究，如配料成分控制，型砂混制，型砂性能檢測，鑄件成品的外表與內(nèi)在質(zhì)量無損檢測檢測，鑄件成品的外表與內(nèi)在質(zhì)量無損檢測; ;快速檢測快速檢測, ,如如熔化工位鐵水成分的測量，為熔化控制，提高鐵水質(zhì)量創(chuàng)熔化工位鐵水成分的測量，為熔化控制，提高鐵水質(zhì)量創(chuàng)造了條件。造了條件。4 4、計算機控制系統(tǒng)是利用計算機的處理能力，對各控制回、計算機控制系統(tǒng)是利用計算機的處理能力，對各控制回路由檢測元件、變送器所送來的溫度、壓力、流量、物位

25、、路由檢測元件、變送器所送來的溫度、壓力、流量、物位、機械量、成分等被控量的信號進行數(shù)字化處理，與給定值機械量、成分等被控量的信號進行數(shù)字化處理，與給定值比較，根據(jù)必要控制算式對執(zhí)行器送去應(yīng)有的控制量比較，根據(jù)必要控制算式對執(zhí)行器送去應(yīng)有的控制量( (數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器) )，從而能對多個回路完成，從而能對多個回路完成PIDPID控制，前饋控制，控制，前饋控制，自適應(yīng)控制，多參數(shù)協(xié)調(diào)控制等任何一種計算機控制方式。自適應(yīng)控制，多參數(shù)協(xié)調(diào)控制等任何一種計算機控制方式。 沖天爐微機控制系統(tǒng)沖天爐微機控制系統(tǒng) 其信息因子其信息因子鐵水溫度，出鐵量，有焦高度，爐鐵水溫度，出鐵量，有焦高度，爐頂氣中頂氣

26、中CoCoCoCo2 2等；控制因子等；控制因子風(fēng)量，金屬，爐料配比，風(fēng)量，金屬，爐料配比，鐵焦比等；特性值鐵焦比等；特性值鐵水化學(xué)成份；控制方法為配料自鐵水化學(xué)成份；控制方法為配料自動控制，自動記錄及調(diào)整、信息因子與控制因子的聯(lián)合，動控制，自動記錄及調(diào)整、信息因子與控制因子的聯(lián)合，監(jiān)測與調(diào)節(jié)，以達到最佳目標(biāo)，實現(xiàn)了從各種原材料的加監(jiān)測與調(diào)節(jié)，以達到最佳目標(biāo)，實現(xiàn)了從各種原材料的加入與計量到各工藝參數(shù)的檢測與控制的全自動化操作，有入與計量到各工藝參數(shù)的檢測與控制的全自動化操作，有效地提高了鐵水質(zhì)量。效地提高了鐵水質(zhì)量。 如砂處理微機控制系統(tǒng)有以下幾方面的應(yīng)用：把微如砂處理微機控制系統(tǒng)有以下幾方

27、面的應(yīng)用：把微機作為順序控制器使用，使砂處理系統(tǒng)中各種工藝設(shè)備和機作為順序控制器使用，使砂處理系統(tǒng)中各種工藝設(shè)備和運輸設(shè)備按一定動作順序聯(lián)動，并具備聯(lián)鎖要求。單臺運輸設(shè)備按一定動作順序聯(lián)動，并具備聯(lián)鎖要求。單臺工藝設(shè)備，如混砂機，按時間表完成預(yù)定作業(yè)循環(huán)。使某工藝設(shè)備，如混砂機，按時間表完成預(yù)定作業(yè)循環(huán)。使某調(diào)節(jié)對象自動保持在預(yù)定參數(shù)范圍內(nèi)，如型砂水份自動調(diào)調(diào)節(jié)對象自動保持在預(yù)定參數(shù)范圍內(nèi)，如型砂水份自動調(diào)節(jié)，舊砂冷卻控制等。節(jié)，舊砂冷卻控制等。 電子計算機已在鑄造設(shè)備中廣泛應(yīng)用，其中包括熔煉電子計算機已在鑄造設(shè)備中廣泛應(yīng)用，其中包括熔煉與澆注設(shè)備、造型與制芯設(shè)備、金屬型設(shè)備與澆注設(shè)備、造型與

28、制芯設(shè)備、金屬型設(shè)備( (其中尤以壓其中尤以壓鑄機應(yīng)用最多鑄機應(yīng)用最多) )、砂處理設(shè)備、清理設(shè)備、低壓及差壓鑄、砂處理設(shè)備、清理設(shè)備、低壓及差壓鑄造設(shè)備答。在機電一體化大力推廣與發(fā)展的今天，工程技造設(shè)備答。在機電一體化大力推廣與發(fā)展的今天，工程技術(shù)人員應(yīng)該掌握微機技術(shù)，并能根據(jù)生產(chǎn)工藝過程要求提術(shù)人員應(yīng)該掌握微機技術(shù)，并能根據(jù)生產(chǎn)工藝過程要求提出系統(tǒng)控制方案、編制軟件程序、組成硬件系統(tǒng)，并對系出系統(tǒng)控制方案、編制軟件程序、組成硬件系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析和模擬化設(shè)計。統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析和模擬化設(shè)計。材料成型設(shè)備常用的控制器材料成型設(shè)備常用的控制器1.2.1 1.2.1 單片機單片機n單片機

29、單片機( (微計算機微計算機) )就是利用半導(dǎo)體集成技術(shù)，將中央處就是利用半導(dǎo)體集成技術(shù)，將中央處理單元理單元(CPU)(CPU)和一定的數(shù)據(jù)存儲器和一定的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)(RAM)、程序存儲器、程序存儲器(ROM)(ROM)、定時、定時/ /計數(shù)器計數(shù)器(T/C)(T/C)、并行輸入、并行輸入/ /輸出輸出(I/O)(I/O)接口和接口和串行通信接口串行通信接口(URAT)(URAT)等多個功能部件集中在一塊芯片上，等多個功能部件集中在一塊芯片上，是一臺具有完整計算功能的大規(guī)模集成電路，又稱為微是一臺具有完整計算功能的大規(guī)模集成電路，又稱為微控制器?？刂破?。n在工業(yè)生產(chǎn)過程中的實時控制和

30、自動化管理中，單片機在工業(yè)生產(chǎn)過程中的實時控制和自動化管理中，單片機得到很好的應(yīng)用。利用單片機對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，得到很好的應(yīng)用。利用單片機對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，能迅速獲得生產(chǎn)過程的隨機變化情況，根據(jù)工藝要求，能迅速獲得生產(chǎn)過程的隨機變化情況，根據(jù)工藝要求，自動實施控制，以便使生產(chǎn)過程達到最佳狀態(tài)。這樣就自動實施控制，以便使生產(chǎn)過程達到最佳狀態(tài)。這樣就可排除人工干預(yù)，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率?？膳懦斯じ深A(yù)，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。1.2.2 1.2.2 可編程控制器可編程控制器與單片機相比，與單片機相比，PLCPLC由于具有以下優(yōu)點由于具有以下優(yōu)點: :1. 1. 高

31、可靠性高可靠性 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLCPLC由于采用了由于采用了現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)和嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)和嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，所以具有很高的可靠性。路采取了先進的抗干擾技術(shù)，所以具有很高的可靠性。2. 2. 豐富的豐富的I/OI/O接口模塊接口模塊 PLCPLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號( (如交流或直流、開關(guān)量或如交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強電或弱電等模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強電或弱電等) )，有，有相應(yīng)的相應(yīng)的I/OI/O模

32、塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備( (如按鈕、行程開如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等) )直接與之連接。直接與之連接。3. 3. 采用模塊化結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要，除了單元式的小型為了適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要，除了單元式的小型PLCPLC以外，絕大以外，絕大多數(shù)采用模塊化結(jié)構(gòu)。多數(shù)采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLCPLC的各個部件，包括的各個部件，包括CPUCPU、電源、電源、I/OI/O等均采等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各

33、模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合?？筛鶕?jù)用戶的需要自行組合。4. 4. 編程簡單易學(xué)編程簡單易學(xué) PLCPLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，用戶不的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，用戶不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員所接受。梯形圖和掌握。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員所接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLCPLC的少

34、的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能，為不熟量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。制打開了方便之門。5. 5. 安裝簡單，維修方便安裝簡單，維修方便 PLCPLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLCPLC相應(yīng)的相應(yīng)的I/OI/O端相連接，即可投入運行。端相連接，即可投入運行。6. 6. 體積小，質(zhì)量小，能耗低體積小，質(zhì)量小，能耗低 以超小型以超小型PLCPLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm1