大型离心铸造机的控制系统的设计

大型离心铸造机大多用来生产轧辊。在离心铸造中，铸型(也称管模)的转速非常重要，尤其在轧辊生产中，需要二次浇注(添芯)，特别要求转速与时间及温度的严格控制。为满足轧辊的铸造工艺要求，我们为大型离心铸造机设计了控制系统，该系统实时控制且动态跟踪，精确控制离心铸造轧辊的工艺过程。过去的大型离心机的控制系统，大多采用开环自动/半自动控制、电磁调速系统，工作稳定性差，人工因素多。我们通过对硬件及软件的改进设计，采用西门子交流变频器(6SE70系列)或直流调速系统(6RA70系列)，传感器输入温度、转速及主机振动测量信号，可编程控制器经过实时计算，只要在界面上设置相应的工作参数，就能自动跟踪设定的工艺曲线;整个生产过程实现了真正的闭环、自动跟踪控制，消除了人工干预多和其它因素的影响，提高了产品质量和生产效率。

1 大型离心铸造机的主要工艺参数

(1)初始增速速度：离心机从静止开始升到浇注要求的转速;
(2)保持凝固速度：浇注后离心机保持的转速;
(3)停机减速速度：减速停机的转速即停机转速。

2 系统硬件

硬件由工控机，可编程控制器PLC，模拟量输入、输出，直流调速装置或交流变频器及外围设备组成。图1为大型离心机的控制系统框图。

工控机主要通过PLC完成离心铸造机远程实时监控和管理报表的制作，对现场的离心机转速、型腔金属液温度、轴承温度、离心铸造机振动的工作状态进行实时监控。离心铸造过程中，计算机可以连续自动记录铸型中金属液的温度曲线。

工作原理：由界面设置离心铸造机主要工艺参数或调出原有产品的工艺参数，符合当前的产品时，则显示当前产品的控制曲线，按实际需要确认，通过控制按钮分别发出开始浇注、一次浇注、二次浇注等信号;PLC依据产品的工艺参数及通过现场模拟量输入得到当前离心铸造机的实际转速，经过计算，通过模拟量输出一个实际需要的转速，同时通过模拟量输入的离心机振动信号、温度信号，实时诊断离心铸造机的工作状态;离心铸造机的电机工作电流信号实时诊断离心机的负荷大小，实时显示其产品的工作曲线，确认产品的质量。图2、图3为武汉钢铁厂使用的大型离心机部分电气原理图。

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