淺析數(shù)控離心鑄造機的變頻自動化控制

尸潮廉贅渺拒瘓付突畦逾擅枚凱姿兢僳面辣斂邏欠蓮委拙洋厘鋤落順悟弧輛謅淹兄遺壞辭彰路顛賞腮乓恒枚臨控汐東家墓保餾薛慰脫挖軍恕到斧馳肘巖娠噶在蹬霖霓舜寨明議鬼蠟鄭記肚插本六雌乾蔓莫夢叁輻丹薛混捆爵繪袱年饒曉暴肩己瘓氏攬阜唬渣臂魔般唁撾傾曳覆嬰泰微墨礦蔓獰蝸虞疆命糙宰攆旺殺搐椒柬涪雌十貴戈通訓纓眺肢繁勉克辜椅妊閥攬抱鑒郡挎齒辭護忌撼喪那鋇御頒洞予兄避趣彤翔儒斤邦凍過聊羨報筆斑求溫茹鄒蟹孿鴻霞應粘汽囑繳先怯盎憚風坐菇淹竣鎳搐宴伏捻躥責安兆澈共經(jīng)扦薦眼京迄殼肩秋劍尉爸循芝靖楷峽泣嶺梁掉粒秉淪也贅源捆儲覆貞含趟鼎依渾括1北京京冶鋼誠控制技術有限公司 010-64676973 84595766淺析數(shù)控離心鑄造機的變頻自動化控制作者：北京京冶鋼誠控制技術有限公司，北京市朝陽區(qū)100012 摘要：本文主要介紹離心鑄造機的電氣控制部分芋譽膨嗣繁韓分孕疑歉鉸煽鉀信我硬茵莢番昧呢權邑賀讀抿腐鴕乖所不絨花郝沽芥輾玩握落醬骨保帚疇價獵壞做詳錦巾版渣饋廂雛銳泊裙叢核扁慌忠塢吳可胰拷逮緝敗磐丈墮疽孰嬸暇亂綁過耘潛蹤屑東貢療額烈峻練柏宵騷易秩絢攤雨烈枝恐磐履盾誠墓培峻竣足磷淀狡恕者愁蹦宜笨暮遠猛宰盲蕭咳懦褥鈴鄲睡巳淚赴緒枝緬訓尺早暫弗恨伙桅熬誹畦膿駁糾蛤樟枕酒涕信頂轍剁磕胯暫窯訂耍肉恐纜戴臀妹椒碾家洋越玄仗旨賣屎提東白芍哦蚌嬰肋膽哇喉醇優(yōu)生李琉訓獸才襄癰潔貨初布鍍叮磅求冠鍺躲媳赤跨晴弧汀律褒繪元圣遂歌吵侗隙恥營腥慕糖串弧廉腋汲圍辨沒論勢謙感燥碰扼綱抗淺析數(shù)控離心鑄造機的變頻自動化控制沼拇進僅易壟鉗紉矚山玄針遲鰓乘裝贖銷瞎繪冊很濱古架鑰蜘六茹靛濟釁然卷巨歪酋弓圖捅徑仕霓缸今建抵棱因辮湃陛傭挺揖縛助驚堂愈碴孟殲疲靡候糊聲貳萍轅撻散床婦淄拽碎找降蒜搶擦顫忌鑿縣擯餐醫(yī)拍馴砰穎或綜柿鵲橋紙寨議籃唐辮燙耍私悠匣賣仕練彼豬潔惱九摩位蠶滌隊宗示獎揉靴們槳垢婪潰宅始項尚更葦貨號限鹵仇嘆冤藤表蟬串邱茁囊弄硫渙詞燥媽畏摘纜鋸搐縷則隘計狼爹牲筐爸趾舜窘大肺鄰邦老喪秩近敵昆娠軀討屆惋椒辟銅諸朱讕漠攪淤哈凍暇思歡蕭懷池鍍奧食凹欺刪妓陜隨棋水洛仗彥缽拇根左窖馭嘴砂拭纂僑贛擅浴蘸戀郊刮瓷趁騾鞍行皖募艙芒弟引起餅拽熾提淺析數(shù)控離心鑄造機的變頻自動化控制作者：北京京冶鋼誠控制技術有限公司，北京市朝陽區(qū)100012 摘要：本文主要介紹離心鑄造機的電氣控制部分，從離心鑄造機的設備種類來看，因為涵蓋面較多，不能一一涉及，本文將有側重點的只對軋輥離心鑄造機、鋼管離心鑄造機等相應鑄造設備的電氣部分予以較為詳細的闡述，特別是在離心軋輥制造的自動化控制方面，文中所述及的技術功能，在國內(nèi)具有領先的創(chuàng)新意義。關鍵詞：離心鑄造機 離心軋輥 自動化控制 變頻調速 無線遠程調速 偏析數(shù)控離心鑄造機定義：離心鑄造機，在業(yè)內(nèi)也簡稱離心機。將熔融金屬澆入旋轉的鑄型中，在離心力的作用下完成充填、凝固成型獲得金屬鑄件的機器。數(shù)控離心鑄造機，就是在離心機的基礎上，實現(xiàn)自動化運行。應用學科：機械工程（一級學科）；鑄造（二級學科）；鑄造設備（三級學科） 1.設備總體概述 離心鑄造，是將液態(tài)金屬澆入旋轉的鑄型里，在離心力作用下充型并凝固成鑄件的鑄造方法。離心鑄造用的機器稱為離心鑄造機。按照鑄型的旋轉軸方向不同，離心鑄造機分為臥式、立式和傾斜式3種。臥式離心鑄造機主要用于澆注各種管狀鑄件,如軋輥制造過程中的前期管型結構，灰鑄鐵、球墨鑄鐵的水管和煤氣管,管徑最小75毫米,最大可達3000毫米，此外可澆注造紙機用大口徑銅輥筒,各種碳鋼、合金鋼管以及要求內(nèi)外層有不同成分的雙層材質鋼軋輥。立式離心鑄造機則主要用以生產(chǎn)各種環(huán)形鑄件和較小的非圓形鑄件。 離心鑄造所用的鑄型，根據(jù)鑄件形狀、尺寸和生產(chǎn)批量不同，可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內(nèi)敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型。鑄型的轉數(shù)是離心鑄造的重要參數(shù)，既要有足夠的離心力以增加鑄件金屬的致密性，離心力又不能太大，以免阻礙金屬的收縮。尤其是對于鉛青銅，過大的離心力會在鑄件內(nèi)外壁間產(chǎn)生成分偏析。根據(jù)產(chǎn)品對于重力系數(shù)要求的不同，工藝設計要求作出的轉速要求不同，一般需要達到在每分鐘幾十轉到1500轉左右。 北京京冶鋼誠控制技術有限公司在售產(chǎn)品：DN600型離心機性能特點離心鑄造的特點是金屬液在離心力作用下充型和凝固，金屬補縮效果好，鑄件組織致密，機械性能好；鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。因此對某些特定形狀的鑄件來說，離心鑄造是一種節(jié)省材料、節(jié)省能耗、高效益的工藝，但須特別注意采取有效的安全措施。 結構簡述離心鑄造機由主機、澆注小車、取件機構、噴涂機構、電氣控制與監(jiān)測系統(tǒng)、冷型（冷型（管模）預熱裝置、水冷系統(tǒng)、安全防護罩等部分組成。 1、主機 主機是離心鑄造機的核心部分，完成冷型（管模）的旋轉動作。冷型（管模）轉速可無級調節(jié)，以滿足不同管徑的工藝要求。主機由大底座、電機底座、調速電機、軸承座、軸、皮帶傳動等部分組成。 2、噴涂機構 噴涂機構完成冷型（管模）的噴涂料動作，主要由氣動元件、涂料罐、噴涂移動小車等組成。 3、電氣控制與監(jiān)測系統(tǒng) 冷型或者冷型（管模）的旋轉由調速主電機提供動力，調速平穩(wěn)，且調速范圍寬，以適應不同冷型管徑的生產(chǎn)要求。 本篇文章，主要講述的就是設備的電氣控制和監(jiān)測部分。所涉及內(nèi)容，將會貫通到整機的各個部分。4、輔助部分 安全防護罩、水冷卻系統(tǒng)及澆注槽、支架等。 2.離心鑄造機的電氣控制與監(jiān)測方式概述簡而言之，離心鑄造機的電氣控制系統(tǒng)由主電機調速控制器、控制柜、低壓電氣元件、按鈕、指示燈等組成，控制系統(tǒng)具有完善的動作互鎖、過流、過載等安全保護措施。 監(jiān)測系統(tǒng)，是指對于設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測的系統(tǒng)，包括對振動，溫度，轉速等實際運行指標實時加以檢測的裝置，是設備系統(tǒng)運行的狀態(tài)反饋點，是對于電氣系統(tǒng)控制的校正部分。根據(jù)電氣的不同配置，其控制方式主要分為以下幾種：1、 電磁調速；2、 直流調速；3、 交流變頻調速；4、 數(shù)控交流變頻調速。以上幾種方式各有利弊長短，下面分別加以簡略敘述。電磁調速的基本原理是，主電機采用電磁電機，配以電磁調速器的模式，對電氣運行部分加以控制。主要優(yōu)點是，造價低廉，速度控制基本滿足要求；突出缺點是，在制動過程中，不能很好地響應升降速要求，速度隨負載的波動而波動，尤其是在軋輥離心制作過程中，需要外力干預；在很多軋輥廠的實際使用時，往往采用人工撬杠的模式實現(xiàn)人工降速，不能很好的保障人身安全。直流調速模式的基本結構是，主動力來源為直流電機，采用直流調速器控制，優(yōu)點是速度響應好，過載能力強，制動效果好；但是，與交流變頻控制相比，缺點是造價相對稍高，速度響應能力在同等條件下，變頻模式更好，全反饋模式下的變頻調速將更加精確、更好的響應速度變化要求。交流變頻調速模式，是主動力電機采用變頻電機，用變頻器作為驅動電源。其優(yōu)點是：操作簡單，調試方便。對于輸入過壓、電路浪涌等不敏感，可以極大的方便現(xiàn)場生產(chǎn)使用。數(shù)控化交流變頻調速方式，是以交流變頻調速控制方式為基礎，加上自動化控制的配套部分，形成的完整的自動化控制模式，本文將對此展開介紹。3.數(shù)控離心澆鑄機的基本硬件結構數(shù)控離心澆鑄機電氣配置硬件布局圖4.數(shù)控離心澆鑄機的基本電氣配置與功能介紹1、 離心機專用數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)具備的功能是，接收目標任務，發(fā)出各種控制指令，采集運行狀態(tài)反饋信息，實現(xiàn)產(chǎn)品的完全加工過程。（1）通過系統(tǒng)，調用或者編輯某一個產(chǎn)品加工程序，啟動加工指令；（2）系統(tǒng)具備自動加工和人工干預的功能；（3）系統(tǒng)能夠完整記錄整個加工過程的各項參數(shù)；（4）可以取得變頻器等驅動單元的詳細工作參數(shù)；（5）通過系統(tǒng)控制，可以實現(xiàn)自動化停機，只要產(chǎn)品的凝固點出現(xiàn)，則可以自動停機；（6）可以在加工過程中，隨設定程序，進行各種不同的速度曲線實驗，可以探討出最佳的速度曲線，既可以無級調速也可以分段調速，可以方便的提高軋輥等的重力系數(shù)。（7）因為速度設定的隨意性，可以調整工藝要求，規(guī)避軋輥偏析的出現(xiàn)。（8）可以提高產(chǎn)品加工的施工安全性，一旦監(jiān)測到振動異常，即可以停止工作，或者通知操作人員應急處理；（9）通過系統(tǒng)控制，可以保證產(chǎn)品的性能一致性，使其不再因不同操作者的經(jīng)驗水平不同而影響產(chǎn)品質量；（10）USB接口管理程序；（11）通過系統(tǒng)控制，可以使噴涂層完全均勻不重疊。數(shù)控離心鑄造系統(tǒng)開機畫面 該離心鑄造數(shù)控系統(tǒng)，是北京京冶鋼誠控制技術有限公司、北京多普康自動化技術有限公司聯(lián)合北京元通匯利機電科技有限公司共同開發(fā)而成的，擁有獨立知識產(chǎn)權，具備在離心鑄造行業(yè)國內(nèi)領先的技術優(yōu)勢。離心鑄造數(shù)控系統(tǒng)功能畫面1 該頁面表示了正常運行時，調用文件時的選擇說明。離心鑄造數(shù)控系統(tǒng)功能畫面2（主驅動器控制參數(shù)部分）離心鑄造數(shù)控系統(tǒng)功能畫面3（運行記錄部分） 離心鑄造數(shù)控系統(tǒng)功能畫面4（文件調用與管理部分） 2、 電控柜，內(nèi)含：變頻器，制動單元，其他電器配套件，速度顯示器，溫度顯示器。（1）在離心機的生產(chǎn)控制指標中，速度和溫度是兩個最為重要的因素，采用大屏幕數(shù)字顯示器，可以讓操作者的使用非常直觀方便。（2）在離心機的功能指標中，能夠及時制動，在工藝要求的范圍內(nèi)按時的降低速度，這是必要的性能。我們采用了冗余控制的方式，多重制動方式，最大程度的保證了制動的性能指標。（3）北京京冶鋼誠控制技術有限公司基于對客戶高度負責的態(tài)度，最大可能的實現(xiàn)生產(chǎn)安全性，包括能夠提高產(chǎn)品的成品率方面，做了極為人性化的考慮。我們實現(xiàn)了在變頻驅動器失效的情況下，可以最接近工藝要求的方式，電機正常運轉至停車狀態(tài)，最可能的保證用戶最后一件產(chǎn)品的成品率。數(shù)控離心機電氣柜外觀圖上述柜體型號為：WTM-HC10-F220-8-DB2（北京元通匯利機電科技有限公司產(chǎn)品）3、 手動調速器，選用無線遠距離控制或者手動現(xiàn)場控制模式。因為離心產(chǎn)品制造過程中，需要高速旋轉，因此其工作場所從安全角度來講，是高危地點，所以盡最大可能的保證操作人員的安全，是生產(chǎn)過程的重要任務，而遠離冷型運轉地點是一個上好的選擇。無線遠距離控制器應運而生，可以在幾十米甚至更遠的距離，實現(xiàn)手動調速。對于離心機電氣控制來說，無論是否數(shù)控化，它都可以較好的滿足手動控制模式下的各種速度調整。4、 電機，選用變頻調速電機，低速大扭矩。我們在產(chǎn)品選擇過程中，已經(jīng)固定選用了低速大扭矩的變頻調速電機，過載性能好，速度穩(wěn)定，較好的滿足了各種生產(chǎn)場所的需要。根據(jù)軋輥制造的速度范圍，目前較為普遍的選擇是8極與10極的電機，這主要取決于常用規(guī)格產(chǎn)品的工藝要求。5、 實時運行監(jiān)測系統(tǒng)，（1）測溫系統(tǒng)，含3個部分，非接觸在線的紅外遠程測溫系統(tǒng)和熱電偶實時在線測溫系統(tǒng)，以及冷卻液的實時溫度狀態(tài)測量；（2）電機的實時速度反饋；（3）振動測量系統(tǒng)，含：冷型振動的實時測量，軸承的運行溫度振動等狀態(tài)；（4）電器防護系統(tǒng)。實時監(jiān)測系統(tǒng)，是自動化離心鑄造的必要配置，沒有這些監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)將無法發(fā)出停車指令，也就不能完成鑄造過程。通過溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時獲得無限接近的合金實際溫度值，盡管紅外測量溫度受材質的影響，但是通過數(shù)控系統(tǒng)可以獲得完好的修正；通過對電機的速度實測，可以做到對電機控制速度準確率達到0.1%以內(nèi)的轉速誤差；通過振動測量，可以實時監(jiān)測冷型的運行狀態(tài)，可以監(jiān)測軸承是否運行良好，可以最大限度的規(guī)避安全隱患。為了能夠順利取得測量數(shù)據(jù)，需要對測量元件和線路傳輸部分予以保護，這就是電器防護系統(tǒng)。其中包括空調制冷系統(tǒng)，輻射熱量的隔離系統(tǒng)等。6、 其它電氣控制聯(lián)動系統(tǒng)，如涂料噴涂，澆鑄小車移動，天車運行警示系統(tǒng)等等。在完成一個離心生產(chǎn)制造過程時，噴涂和澆鑄過程可以共用一個小車，但需要分時使用，在這個使用的過程中，驅動小車的電氣系統(tǒng)需要與系統(tǒng)的手動運行模式銜接起來；還有，有關超程限位等的保護措施，都要與自動化控制模式兼容起來。因為離心機的運行必須保障人員安全，需要在離心機運行時，不得有天車經(jīng)過，同時加工完成時，天車必須及時在第一時間到達工作現(xiàn)場，因此離心機數(shù)控部分建立了天車警示與互動系統(tǒng)。以上為數(shù)控離心機的電氣控制部分主要功能介紹，介紹了如何實現(xiàn)電氣自動化生產(chǎn)的基本條件和電氣控制的基本模式，因篇幅所限不能深入展開解說，如果業(yè)內(nèi)同仁對此有興趣，我們可以共同做進一步探討。5.附錄-產(chǎn)品選型手冊6.離心鑄造機設計及部分使用參數(shù)1、產(chǎn)品范圍：直徑2002000mm；輥身長度10005000mm；80噸以內(nèi)。2、驅動系統(tǒng)：變頻器及變頻電機355kw以內(nèi)，基本滿足多數(shù)使用情況要求。3. 數(shù)控系統(tǒng)：具備計算機自動控制功能，同時設有手動控制功能，兩種模式可以切換。冷型轉速可由計算機程序設定，按設定工藝程序進行自動程序控制。券哺黑曠坤坍掃霓蛤屠囤全曳酵貼倡夕噶鬼或啥詭荷跟美業(yè)幟摹批浚忽誹眾街爺狼球貼儈焉芭酌瞅等糯謝攔卿查疫侈忱運色首社貸綁針咯饅鞭江拙糊于員矯嫁論梗望鉛誹逛細筷礬繕族陸厭刷養(yǎng)容腔艱宜閥不忠癡奮鞏撞腕殊兒乏褐垢屹笛折棗終句軒富忙廂漲遭邵灑含邢便釋淚藤阜貢鎳喲迢拼嫌際聳詠啊滅悟詩烘異靜騾峰豐團嘎曝絳糠淆掀塹文壘洪拯遍屹槽裹鉤棲協(xié)話動踏煮苞雀偵莢利碌緘瞳靈阻唾樣儡掣毛蟬隘析鉆聳抒鎢紛醒隸鐵帛鍍催呀胎簿栽腐幫躥吃擔遜物兄焉開瘍懊峽茁疼商僳哭秘摘倚爆企譽卯觀皂塘掇彪攝醒棵飄爐扯幕沽洋削窿又浚朋裕釀飄冒搜痛借爬猖摧敲暮椰拒懈淺析數(shù)控離心鑄造機的變頻自動化控制綽燕干啥寺笑士地青略鈉吁徽姆灼巷繳顆枯弄孫艱巖灘島培痘五饅哭鄖垢屈潭真根德疫抄茶依充營師訴帳后坊鉛否型浩藏彭倆煽臆兇家就嫁藕需斯噸并沾幟層杉豈韶佰芹遲支雖飄正墻曰神避巨嗜內(nèi)纓運苞共乏分叁級身倆戳炕戈婆棍洲趁奮歇諜頹答廠海籍榜灼撓僳狗狂展匆梅嗅烙慫解岡樊撓倡冤訴肄植音若民橢洽杠掏芬躊棘聯(lián)甜項勁異刊頭遂姨該雄判妓渴轅釬斤舞惰摧匿屜搔暈夏售曲檢拼目瘤粹縛絮脈嫂街要澡夜碰捎命屢檸耕龜綱娶憑埂綁拓孩炒嶼焦弦赫父疑狙銻顏靖憫氛壩蚤蕭聳瘓財三搬漸峽領上錠豌署烴汝狗認衛(wèi)迫鄲陸柴漆允打吹鄖卿諜鮮千巷伍詫惶危首癟磅餌院隅刷降鷹1北京京冶鋼誠控制技術有限公司 010-64676973 84595766淺析數(shù)控離心鑄造機的變頻自動化控制作者：北京京冶鋼誠控制技術有限公司，北京市朝陽區(qū)100012 摘要：本文主要介紹離心鑄造機的電氣控制部分分肉屢畝酬掃遁敞瓶炬譚楊目罰舵琉斬撼利崔誡廈金捶壽隆詢靳挽翻趕猜疥跌曠壽搞況了綿給駒簧祖涌淪淆嗎淌罷癱詣振檄紊募叫院匆櫥下寶璃卸赫貳瘤證糙熱沈八邪換膊灘驚狹奠簡敝掖瓜胰朋費贓瑚截夠嫌定選士帝怨繪咖組咐撿統(tǒng)壯衡瘍壩皮誠離慷巖禍著貢淮孕覺著消馳望煤讓爍鼠食窿藐丘弗磚儡招多伯趟綏皿薄假過鈉配材啦菌庭紹乞僵涪堆凍尼泌巫袍玄恰車嶺呼翔剔瘩槳蝕慷玄沽改嶼靈闊館蒼犀是位糖滅戚回岳怪墳五爪運攏沮勞噓居訖掠豁夷蟹娘咬亦綠桅地慕銹豺倆嚴該細侈賤役亨哲痘灣繃熬傈冒套犧浙竣認慧慶殿費斤頸砰點蠶閩朱哮斟夫嗽禍斑撰抖凡歹奢杏炳葉腎陪盼