水冷式离心铸造机闭环控制系统的设计

摘要

城市供水是城市建设的重要基础设施，自来水管网的建设是城市给水系统建设中的重要组成部分。在城市的发展过程中，球墨铸铁管凭借其防腐性能优异，延展性能好，安装简易等优点，逐渐成为自来水管网建设中的主要管材。 水冷式离心铸造机是球墨铸铁管生产中的主要设备之一，近些年其机械结构逐渐成熟，这也使得水冷式离心铸造机成为国际上生产DN1200以下管径铸管的常用机型。随着城市化进程的加快，市场对球墨铸铁管的需求越来越大，提高生产效率和产品的合格率成为铸管生产企业的最大诉求。水冷式离心铸造机的主机行走和扇形包翻转是制约铸管生产的主要环节。目前国内外大部分水冷式离心铸造机对以上两个环节都采用开环控制，设备运行速度慢，重复精度低，设备震动较大。此外，还存在设备的生产过程中操作复杂，管模损耗率较高等问题。因此，需要设计一套能够提高设备运行速度，提高生产效率，改善产品质量，降低劳动强度的电气控制系统。 本文针对当前水冷式离心铸造机存在的问题，基于西门子S7-400系列PLC可编程逻辑控制器和西门子SIMOTION C240运动控制器，以水冷式离心铸造机生产工艺要求为基础，设计了水冷式离心铸造机闭环控制系统。本文的主要工作包括系统硬件选型， PLC程序的设计，SIMOTION运动控制器程序的设计，人机界面的设计，并最终完成了系统的运行测试。通过SIMOTION运动控制器在本系统中的应用，实现了主机行走和扇形包翻转的闭环控制，并且在设备上增加了扇形包和主机承口铁水检测传感器从而实现了水冷式离心铸造机的全自动生产。本文还改进了设备的水系统控制程序，延长了管模的使用寿命。经实践证明，本控制系统可将设备的主机上行停止位置误差降低至2.45‰，重复位置精度27mm，且降低了设备的操作难度，从而大大提高了水冷式离心铸造机的生产效率和稳定性。

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