差压铸造设备调压系统的设计

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1、摘要差压铸造设备调压系统的设计摘要差压铸造是一种理想的用于制造大型复杂薄壁铸件的铸造方法。液面加压控制系统是差压铸造设备的核心，是获得优质铸件的关键。但是在已开发的液面加压控制系统中存在着一些问题，例如自动化程度低，控制效果不理想，与工艺结合不够紧密等等。本文针对这些问题，做了如下研究工作：(1)气路控制系统的设计：研制包括气源、过滤减压、进气、调压和排气五个子系统的差压铸造气路系统，并对气路系统中几种常用的调节阀进行了分析，并阐述了数字组合调节阀的原理；(2)PLC自动化控制系统的设计：在分析PLC自动化控制系统工作过程

2、的基础上，制定了系统的控制目标，确定了系统的输入输出，编制出各电气元件在工作过程中的真值表，并通过GXDevelop编程软件进行了PLC的梯形图程序设计，最终系统能实现分级加压，得到分段线性加压曲线，并能灵活方便的设定修改工艺参数；(3)控制方案研究：在分析差压铸造过程控制对象的数学模型的基础上，设计了PID控制器，采用临界稳定法确定PID参数，并使用MATLAB进行了仿真。针对差压铸造过程的滞后特性，分别采用大林算法和纯滞后补偿控制法对系统进行了MATLAB仿真，仿真结I摘要果表明，大林算法和纯滞后补偿控制法都可有效解决

3、系统的滞后特性，显著提高了系统的动态性能和稳定性；(4)加压工艺研究：在全面分析差压铸造充型和凝固过程的基础上，从控制角度对充型和凝固过程进行了定义，确定了实现过程控制所需的入口工艺参数，剖析了关键参数对成形加压工艺和铸件质量的影响，得到适应不同类型铸件的三种液面加压工艺。最后，生产实践表明本文所研制的差压铸造气路控制系统，具有自动化程度高，易于操作，运行稳定，压力曲线跟踪性能良好，控制精度高等优点。通过该系统所生产的镁合金铸件具有优良的成型和力学性能。关键词：差压铸造，气路控制系统，PLC，PID算法，梯形图程序IIAB

4、STRACTDevelopmentofPneumaticControlSystemForDifferential-pressureCastingEquipmentABSTRACTDifferential-pressurecastingtechnologyisanidealmethodofproducinglarge-sizecomplexhigh-qualitycastings.Thepressurizingcontrolsystemofthedifferential-pressurecastingisthecoreoft

5、hedifferential-pressurecastingequipment,andisthekeytoobtaininggoodcastings.Buttherearesomeproblemsinpresentcontrolsystems.Forexample,thecontroleffectisbadandthesystemisnotrelatedtothetechnologyclosely.Focusingonthequestions,thispaperhasdonetheworkbelow:First,thepn

6、eumaticcontrolsystemwasdesigned.Basedontheanalysisofthepneumaticstructureofthedifferential-pressurecastingequipment,thegas-supply,filter,gas-in,pressure-adjustedandgas-outsystemsweredesignedindividually.Second,accordingtotherequirementsandcharacteristicofpneumatic

7、controlsystem,thecontrolgoalwasdetermined,thentheattributionofPLC’sI/Owasconfirmedandtheladderdiagramwasdesigned.Atlastthesystemcanrealizetheaimedpressurecurves.IABSTRACTThird,thecontrolprojectofdifferential-pressurecastingwasstudied.Afterthemathematicsmodelofthec

8、ontrolobjectofthedifferential-pressurecastingprocesswasanalyzed,PIDcontrollerwasdesigned,andthePIDparametersweredeterminedbyMATLABsimulation.Fourth,thee