介绍了低压铸造自动化系统的系统结构和原理。工业控制计算机和plc在低压铸造中形成一个有机的系统。工控机完成液位压力控制和模具温度(冷却)压力控制铸造的要求，PLC实现对其控制系统的控制。引言铸造是人类掌握的最早的金属热加工成形技术，距今已有6000年左右的历史，是现代机械制造业的基础技术。铸造工艺是将金属熔化成符合一定要求的液体，倒入模具中，经冷却、凝固和清理，获得具有预定形状、尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。铸坯成本低，能体现复杂形状零件，特别是复杂型腔零件的经济性。同时具有广泛的适应性和良好的综合力学性能。低压铸造是一种在压力下用液态金属填充型腔以形成铸件的方法。因为使用的压力低，所以叫低压铸造。工艺过程如下：在密封的坩埚(或电炉)中，通入干燥的压缩空气，在气体压力的作用下，熔融金属沿冒口上升，通过浇口顺利进入型腔(金属模具)，并保持坩埚(或电炉)内液面的气体压力一段时间，直至铸件完全凝固。然后释放液面上的气体压力，使冒口内未凝固的熔融金属坩埚(电炉)被气缸打开，铸件被推出。低压铸造的独特优势在于：液态金属充型稳定；铸件具有良好的成形性，有利于形成轮廓清晰、表面光滑的铸件，更有利于大型薄壁铸件的成形。铸件组织致密，机械性能高。低压铸造是一种低压低速的充型铸造方法。采用压缩空气作为充型动力，液态金属的充型要求稳定。保压性能好，铸造成型性好，轮廓清晰，铸件表面光滑；需要良好的模具冷却、致密的铸件结构和高的机械性能。2低压铸造的自动化系统2.1系统结构低压铸造中工控机和plc的系统结构为了满足低压铸造的要求，工控机和plc组合成一个有机的系统，如图1所示。本系统采用分级控制模式。工控机完成液位压力控制和模具温度(冷却)控制压力铸造的要求。图1低压铸造自动化系统2.2系统原理低压铸造机压力/温度控制系统的计算机控制系统原理如图2所示。图2系统原理nextpage (1)压力控制：低压铸造机压力控制系统的气动原理如图3所示。工控机及其控制的液位压力i/o模板控制数字组合阀岛，从而实现低压铸造压力控制。工业控制计算机采用灵敏的压力传感器和软件pid控制器，在计算机屏幕上同时显示铸造过程中的设定压力曲线和实际控制压力曲线，并进行叠加比较。四个测温点的实时温度曲线以四种颜色显示在电脑屏幕上。此外，还用图表显示保温炉内铝液的液位，以提醒操作者当炉内金属液低于最低限度时，系统将自动停止加压。图3压力控制系统Y1 ~ Y9:调节阀(常闭)；Y11:主进气阀(常闭)；Y13:炉膛缓慢泄压(常开)；Y14:炉膛完全减压(常开)；YK:压力开关，用于监控“0”毫巴的炉膛压力。出厂调整约为50mbar；YK:压力开关，监控最大炉膛压力并将其调节至约950毫巴；出厂时；B1:压力传感器，0 ~ 1600毫巴，4 ~ 20毫安。检测炉膛压力；B2:压力传感器，0 ~ 7000毫巴，4 ~ 20ma。检查进气管的供气压力。(2)冷却控制：工控机及其控制的冷却控制i/o模板
2.3硬件配置低压控制系统配置如下：(1)panel870工控机：piii700以上cpu，40g硬盘，128m内存，12 液晶屏，触摸键盘，带软驱和dvd的光驱，usb接口，rj45接口；(2)板卡：813b a/d板卡1套，1751d i/o板卡1套，7216继电器板卡1套(含odc5或idc5b固态继电器)，785继电器板卡1套；(3)s7-300系列plc: cpu模块：1个cpu314，1个flash eprom存储卡(64k)，1个ps307电源5a，3个sm321输入模块(32点24VDC)，4个sm322输出模块(16点24VDC)，3个40针端子，4个20针端子，480mm。3项目评估
（1）控制系统实现对机器运行、液压机械动作、铸造工艺过程、保温炉加热、铸型冷却过程中包括压力、温度、时间、位置在内的工艺参数进行有效控制。系统具有数据保存功能，能够存取、调整和管理铸造参数。 （2）控制精度高，充型、保压阶段压力偏差值≤3mbar，升液阶段压力偏差值≤5mbar，升压阶段压力偏差值≤10mbar。 （3）具有压力自动补偿能力，保温炉内的压力可以根据设定的曲线精确、重复再现，而不受保温炉泄漏、供气管路气压波动和金属液位变动的影响（保温炉严重泄漏除外）。 （4）可根据工艺需要自由设定最多达八段的升压曲线和一段保压曲线。对于炉膛容积≤800l的炉型，最大升压速度可达100mbar/s。 （5）具有友好的人机界面，可以方便的输入各类工艺参数。 （6）具有数据保存及调用功能。每个轮型的铸造工艺参数可以输入并确认后自动保存，以后可以直接从系统中调用。 （7）低压铸造控制系统具有故障自检功能，维修方便。4 结束语 我国工业控制自动化技术飞速发展，特别是工控机和plc的应用更为成熟，经过近三年的努力，我们成功把工控机和plc同时应用在轮毂低压铸造机中。