一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制系统及其控制方法，它包括PLC控制装置、气动定位系统、推车变频电机行走系统、推车油缸比例速度控制系统和光电控制自动推料系统，控制子系统分别与PLC控制装置连接；自动控制方法包括以下步骤：载砂型小车在载砂型小车轨道上的气动定位，推车在推车轨道上的行走，推车油缸进退速度控制，光电控制载砂型小车上的砂型自动推送到振动落砂机上。本发明代替了传统人工操作，铸造生产效率高且可靠性高；有效避免小车行走时产生位移或碰撞，提高了生产安全性；精确控制了推车行走的速度；采用光电传感器检测小车内有无砂型，工作效率且具有准确度高的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制系统及其控制方法。

背景技术

砂型铸造在工业上的应用十分广泛，铸造工艺包括了砂处理系统和砂的造型系统，处理系统又包括了回收、冷却、去除杂质、按配方混砂和输送分配等步骤，造型系统通过造型机造型，小车通过轨道源源不断地将砂型送到浇注工作面、冷却和清砂。传统的砂型铸造采用人工操作，工作量大，工作环境恶劣，铸造效率低且不能很好控制砂型质量。

现有的一些砂型铸造生产线自动控制系统存在以下问题：（1）载砂型小车几十辆断续前进，等待横向推车轨道接应，如果不进行载砂型小车的定位，载砂型小车在传输停止时，极易产生位移，很容易与推车轨道发生碰撞，导致自动控制失效，影响工作效率。（2）载砂型小车与横向推车轨道接应，转移轨道，要求推车轨道能快速启动，将到达目的轨道时，减速，以免冲出，当到达目的轨道时，准确定位，然而现有的控制系统定位行走精度差，可靠性不高。（3）砂型被小车陆续运到振动落砂机前，如果小车上有型砂，就控制气缸前进推动，推板将型砂推入振动落砂机中，判断有没有型砂，操作推车，都是由人来执行的，人工判断操作浪费人力且准确度不高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有砂型铸造生产线控制系统的不足，提供一种新型的采用可编程控制器控制的铸造生产线自动控制系统及其方法，克服传统人工操作工作量大，工作环境恶劣，铸造效率低且不能很好控制砂型质量等缺点；克服现有铸造控制系统载砂型小车定位不够精确易导致载砂型小车与推车轨道的碰撞，推车在轨道上行走定位和控制精度差易使推车冲出轨道或行走速度不合理等，人工观察载砂型小车上有没有砂型再手动开启推动气缸控制浪费人力且准确度低等缺点。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制系统，将砂型通过载砂型小车和推车运送到振动落砂机上，它包括PLC控制装置、气动定位系统、推车变频电机行走系统、推车油缸比例速度控制系统和光电控制自动推料系统，PLC控制装置包括主站PLC和至少一个远程站PLC，远程站PLC分别与主站PLC连接，气动定位系统、推车变频电机行走系统、推车油缸比例速度控制系统和光电控制自动推料系统分别与PLC控制装置连接；气动定位系统设于载砂型小车轨道上、载砂型小车的两端，推车变频电机行走系统设于推车和推车轨道上，推车油缸比例速度控制系统设于推车上，光电控制自动推料系统固定连接在振动落砂机上；

所述的气动定位系统包括继电器、电磁换向阀、磁性传感器和气缸，继电器和磁性传感器分别与PLC控制装置连接，电磁换向阀与继电器连接，电磁换向阀与气缸连接；

所述的推车变频电机行走系统包括变频器、继电器、变频电机、齿轮和齿条，继电器的输入端与PLC控制装置连接，输出端与变频器连接，变频电机通过变频器与PLC控制装置连接，齿轮固定连接在变频电机上，齿条固定安装在推车轨道上；

所述的推车油缸比例速度控制系统包括接触器、电液比例放大板、电液比例换向阀、比例电磁铁和推车油缸，推车油缸依次通过比例电磁铁、电液比例换向阀、电液比例放大板和接触器与PLC控制装置连接；

所述的光电控制自动推料系统包括光电传感器、继电器、电磁换向阀、气缸和推板，光电传感器和继电器分别与PLC控制装置连接，电磁换向阀与继电器连接，电磁换向阀与气缸连接，推板设于气缸顶端。

本发明还包括一个用户界面，用户界面与主站PLC连接。

本发明所述的用户界面为触摸屏。

一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制方法，它包括以下步骤：

（1）载砂型小车在载砂型小车轨道上的气动定位：磁性传感器检测到气缸活塞的位置后向PLC发出位置信号，由PLC控制装置发出控制指令控制继电器的动作来驱动电磁换向阀的动作，从而控制气缸的前进和后退，达到定位和固定载砂型小车的目的；

（2）推车在推车轨道上的行走：PLC控制装置通过内部程序将一组控制信号传送至变频器，另一组控制信号传送至继电器，变频器控制变频电机的转动速度，变频电机的转动带动齿轮齿条的传动，继电器控制变频器的通断实现变频器对变频电机的正传和反转控制，进而控制推车在推车轨道上的前进和后退；

（3）推车油缸进退速度控制：PLC控制装置通过内部程序将控制信号转换为可变电压信号并传送至接触器，控制信号经电液比例放大板放大后输出至电液比例换向阀，通过电液比例换向阀来控制比例电磁铁的导通角度大小，进而控制进入油缸的液压油量、控制推车油缸的进退速度；

（4）光电控制载砂型小车上的砂型自动推送到振动落砂机上：光电传感器检测到载砂型小车上有砂型时发送信号至PLC控制装置，PLC控制装置接收到信号后通过内部程序指令控制继电器的动作，继电器的动作控制电磁换向阀的动作进而驱动气缸的前进和后退，气缸推动推板将砂型推送到振动落砂机上进行下一步工序。

本发明的有益效果是：

（1）      采用可编程控制器自动控制铸造生产线，代替了传统人工操作，铸造生产效率高、能很好控制砂型质量且可靠性高；

（2）      电磁换向阀控制气缸精确定位载砂型小车，有效避免小车行走时产生位移，甚至与推车轨道发生碰撞，提高了生产安全性；

（3）      变频电机与齿轮连接，通过齿轮与齿条的传动精确控制推车在轨道上的行走速度和方向，实现了推车行走的合理和有效控制；

（4）      采用光电传感器检测小车内有无砂型，代替了传统的人工观察，大大提高了工作效率且具有准确度高的特点。

附图说明

图1为本发明气动定位系统结构方框图；

图2为本发明气动定位系统工作流程图；

图3为本发明推车变频电机行走系统结构方框图；

图4为本发明推车变频电机行走系统工作流程图；

图5为本发明推车油缸比例速度控制系统结构方框图；

图6为本发明推车油缸比例速度控制系统工作流程图；

图7为本发明光电控制自动推料系统结构方框图；

图8为本发明光电控制自动推料系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制系统，将砂型通过载砂型小车和推车运送到振动落砂机上，它包括PLC控制装置、气动定位系统、推车变频电机行走系统、推车油缸比例速度控制系统和光电控制自动推料系统，PLC控制装置包括主站PLC和至少一个远程站PLC，远程站PLC分别与主站PLC连接，气动定位系统、推车变频电机行走系统、推车油缸比例速度控制系统和光电控制自动推料系统分别与PLC控制装置连接，它还包括一个用户界面触摸屏，触摸屏与主站PLC连接；气动定位系统设于载砂型小车轨道上、载砂型小车的两端，推车变频电机行走系统设于推车和推车轨道上，推车油缸比例速度控制系统设于推车上，光电控制自动推料系统固定连接在振动落砂机上。

如图1所示，气动定位系统包括继电器、电磁换向阀、磁性传感器和气缸，继电器和磁性传感器分别与PLC控制装置连接，电磁换向阀与继电器连接，电磁换向阀与气缸连接。

如图3所示，推车变频电机行走系统包括变频器、继电器、变频电机、齿轮和齿条，继电器的输入端与PLC控制装置连接，输出端与变频器连接，变频电机通过变频器与PLC控制装置连接，齿轮固定连接在变频电机上，齿条固定安装在推车轨道上。

如图5所示，推车油缸比例速度控制系统包括接触器、电液比例放大板、电液比例换向阀、比例电磁铁和推车油缸，推车油缸依次通过比例电磁铁、电液比例换向阀、电液比例放大板和接触器与PLC控制装置连接。

如图7所示，光电控制自动推料系统包括光电传感器、继电器、电磁换向阀、气缸和推板，光电传感器和继电器分别与PLC控制装置连接，电磁换向阀与继电器连接，电磁换向阀与气缸连接，推板设于气缸顶端。

一种采用可编程控制器的铸造生产线自动控制方法，它包括以下步骤：

（1）载砂型小车在载砂型小车轨道上的气动定位：如图2所示，磁性传感器检测到气缸活塞的位置后向PLC发出位置信号，由PLC控制装置发出控制指令控制继电器的动作来驱动电磁换向阀的动作，从而控制气缸的前进和后退，达到定位和固定载砂型小车的目的；

（2）推车在推车轨道上的行走：如图4所示，PLC控制装置通过内部程序将一组控制信号传送至变频器，另一组控制信号传送至继电器，变频器控制变频电机的转动速度，变频电机的转动带动齿轮齿条的传动，继电器控制变频器的通断实现变频器对变频电机的正传和反转控制，进而控制推车在推车轨道上的前进和后退；

（3）推车油缸进退速度控制：如图6所示，PLC控制装置通过内部程序将控制信号转换为可变电压信号并传送至接触器，控制信号经电液比例放大板放大后输出至电液比例换向阀，通过电液比例换向阀来控制比例电磁铁的导通角度大小，进而控制进入油缸的液压油量、控制推车油缸的进退速度；

（4）光电控制载砂型小车上的砂型自动推送到振动落砂机上：如图8所示，光电传感器检测到载砂型小车上有砂型时发送信号至PLC控制装置，PLC控制装置接收到信号后通过内部程序指令控制继电器的动作，继电器的动作控制电磁换向阀的动作进而驱动气缸的前进和后退，气缸推动推板将砂型推送到振动落砂机上进行下一步工序。