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反重力铸造方法是生产大型优质构件的理想方法,反重力铸造液面加压控制系统是反重力铸造设备的核心,是获得优质铸件的关键。本文针对反重力铸造设备PLC控制系统的特点和方案进行了研究,结合多功能大型反重力铸造装备的开发与应用项目,设计了电气控制、PLC程序控制和计算机监控三个系统。 本文首先对反重力铸造加压工艺进行了分析。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,研究了不同情况下的加压工艺,为反重力铸造成形过程控制的实现提供了基础。 采用S7-200系列PLC,运用与其配套的STEP7-Micro/WIN编程软件,使用STL和LAD两种编程语言编制了下位机的控制程序,从而使该系统可以按照工艺要求完成现场采样、数据处理和控制输出等过程。 在反重力铸造装备上位监控系统的设计中,利用组态软件设计了参数设置、过程监控、数据处理、故障定位和系统动画等具有Windows风格的人性化动态操作画面,实现了现场数据实时监控与记录。 最后针对不同铸件的特点设计了反重力铸造装备的控制回路。在此基础上,采用PID+模糊控制算法实现了反重力铸造成形的过程控制。试验结果表明:系统运行可靠,跟踪性能好,控制精度高,调节方便。