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              消失模泡沫

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              基于PLC的消失模泡沫鑄造模樣成型裝置研制

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              基于PLC的消失模泡沫鑄造模樣成型裝置研制

              發布日期:2016-08-02 00:00 來源:http://www.chic-accents.com 點擊:

              基于PLC的消失模泡沫鑄造模樣成型裝置研制
               關鍵詞: 基于PLC的消失模鑄造泡沫模樣成型裝置研制賈利國杭州廣播電視大學

              摘 要:介紹了消失模鑄造泡沫模樣的成型過程。采用可編程控制器為主要控制元件,研制出一臺泡沫模樣成型控制裝置,并對控制系統的硬件和軟件構成、控制方式及特點作了詳細介紹。Z后利用該控制裝置制作出表面光潔的優質泡沫模樣。
              關鍵詞:消失模鑄造;可編程控制器;泡沫模樣
                消失模鑄造以其精確成形、清潔生產及為鑄件結構設計提供充分自由度這三大特點而被譽為是“代表二十一世紀的鑄造新技術”、“鑄造的綠色工程”。一般來說,消失模鑄造泡沫模樣成型裝置有兩種:蒸缸和成型機[1,2]。
              傳統的蒸缸成型方法是將模具放入蒸缸內,通蒸汽進行發泡成型。采用該方法對設備投資不高,因此特別適宜于發泡模具試模,而且能快速提供泡沫樣件。但這種方法存在制模時間長,勞動強度大,模樣含水量大以及工藝不易控制等缺點。對于中大件或要求產量較多的泡沫模樣而言,一般采用機械成型機來制作。但國內外開發的自動成型機造價昂貴,一般中小型企業不易購買,不適合于生產使用。
                針對以上存在的問題,充分利用PLC的簡便性和可靠性,將其作為主要的控制元件,并結合其它電氣元件設計制造出一臺成型控制裝置,一旦成型發泡過程的具體工藝參數調整好,在整個生產過程中,成型發泡過程將自動進行,既降低了勞動強度和工作危險性,又提高了勞動生產率和成品率。而且該控制裝置可用于蒸缸成型和機械成型機成型,做到了一機兩用。
              1 泡沫模樣的成型工藝過程
                泡沫模樣的成型是在機械和力的作用下實現的。預發好的泡沫珠粒射入模具型腔內,經力和熱的作用,形成泡沫模樣。圖1是泡沫模樣成型控制系統圖。該控制系統由固定汽室、可動汽室、蒸汽管路、冷卻水管路、排放管路、真空管路及一些相應的電磁閥及汽控閥等組成。
               固定汽室和可動汽室是機械系統的主體部分,內有空腔,可通水蒸汽、冷卻水等。在兩室互相貼近的表面上,各裝有一鋁制模塊。當兩室靠近時,兩模塊形成的空間就是所要求的鑄件形狀,泡沫模樣就在此發泡成型。兩金屬室平時處于開啟狀態,成型時,可動汽室移向固定汽室,閉合后即可工作。其它部件的作用是:蒸汽管路為制模過程提供熱源。冷卻水管路為兩金屬汽室供冷卻水,用于泡沫模的冷卻。排放管路用于排放蒸汽及冷卻水。真空裝置的作用是吸收模樣中的水分。
                泡沫模樣的成型過程可分為五個階段:即進料階段、蒸汽加熱階段、冷卻階段、真空干燥階段和脫模階段??刂葡到y中,由PLC控制電磁閥(1-6)的開關,電磁閥的導通使得壓縮空氣進入相應的汽動閥(A-F)閥門頂部,導致汽控閥工作,從而使得成型過程按事先設定的程序自動進行。
              2 控制系統硬件組成
              2.1 可編程控制器(PLC)的選用
                本控制系統選用西門子公司生產的S7-200系列可編程控制器(PLC)為主要控制元件。由于具有緊湊的設計、良好的擴展能力、低廉的價格以及強大的指令,使得S7-200可以近乎完美地滿足小規模的控制要求。而且易于修改控制功能,設備維修也十分方便可靠。
                中央處理器CPU是PLC的大腦。本裝置采用的CPU222(AC/DC/繼電器)是S7-200系列PLC中的典型產品,其輸出部分可直接接220V的電磁閥,無須進行中間轉換。它的基本單元有8個輸入和6個輸出,并可以擴展至40個數字量輸入和38個數字量輸出, 8個模擬量輸入和4個模擬量輸出。
                CPU接收用戶程序和數據,存入隨機存儲器RAM中,CPU按掃描方式工作,從0000首地址存放的第一條用戶程序開始,到用戶Z后一條存放的地址為止,不停的作周期性掃描,每掃描一次,用戶程序就執行一次。
                輸入輸出部分是PLC與被控設備和控制開關相連接的接口電路,本部分的動作正確與否關系到控制過程能否準確完成??刂浦兴械南尬婚_關、操作按鈕、選擇開關、行程開關以及一些傳感器輸出的信號均要通過輸入部分轉換成PLC可接收的信號,而CPU處理后的信號需通過輸出部分轉換成控制現場需要的信號以驅動電磁閥、接觸器、電機等被控設備的執行元件。
                文本顯示器TD200顯示S7-200CPU允許的信息,可輸入和修改過程參數,即控制過程中各個動作的時間參數。當控制系統得電后,TD200顯示屏上顯示主菜單,指示如何對控制過程進行操作。由此可見TD200給發泡成型過程中的工藝參數的設定和調整帶來了極大的便利。
              2.2 控制裝置電路圖及電氣元件
                根據圖1的控制系統流程原理,以PLC為控制系統的主要控制元件,并采用常規的接觸器和電磁閥組成泡沫模樣成型裝置的控制系統。其控制電路如圖2所示。
                在該控制系統中,壓力表和電磁閥選用臺灣AIRTAC公司的產品,氣控閥選用上海華治公司的產品,可以實現裝置的相應功能。其中,蒸汽管道壓力大小的控制是本裝置的重要環節,系統中采用調壓表和反饋閥進行反饋控制來較精確地控制管道蒸汽壓力的大小。

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