材料成型控制工程基础第七章..ppt

工频感应炉的调节技术 * * 工频感应炉熔化过程参数检测 在铸造行业中目前普遍采用的是容抗平衡法， 即用平衡电抗器和平衡电容器与经过补偿的感应线圈组成平衡三角形， 按一定的相序接入电网，如图7.21所示 对于补偿和平衡自动控制系统需要检测三相电压、三相电流及主回路相位，或者检测有功功率和无功功率，计算当前应投入的平衡和补偿电容量。此外，为保证设备运行安全，必须对感应器和电抗器的水温、水压和底部炉衬温度进行监测。上述被测参数与控制系统的组成关系如图7.22所示。 图 7.21 容抗平衡图 图 7.22 被测参数输入示意图 7.4铸造过程自动控制 7.4.1砂处理过程自动控制 1. 混砂过程自动控制 就混砂机混砂过程的控制过程特点来看，可以分成三类控制系统： ① 前测控制系统：在混砂各成分加入混砂机前对混砂量及其成份进行控制； ② 即测控制系统：在混砂机混制型砂的过程中随时检测砂质量，并对过程实现闭环控制；1) 温度和含水量即测控制系统：图7.26为混砂过程中对型砂的含水量及其温度进行即测的控制系统 图7.26 温度和紧实率即测控制系统 2) 紧实率和粘聚力即测控制系统 图7.28为混砂过程中对型砂紧实率和粘聚力进行控制的即测控制系统 图7.28 紧实率和粘聚力即测控制系统 3) 成型性即测控制系统 图7.29 成型性即测控制系统 1-振动器；2-集砂槽；3-光电管；4-继电器放大器；5-电磁水阀；6-微振器 目前应用最多的是成型性即测控制系统，见图7.29所示。 3) 成型性即测控制系统 图7.31为一种设有旧砂温度补偿加水系统的控制系统简图 图7.31 带温度补偿加水系统的控制系统简图 1-散料重量定量斗；2-电磁水阀；3-继电放大器；4-成型性控制器；5-混砂机； 6-水阀；7-气动水阀；8-截止阀；9-旧砂温度补偿装置；10-气动阀；11-截止阀； 12-气压表；13-放大调节器；14-时间继电器；15-温度测量装置；16-旧砂温度检测探头 ③ 后测控制系统：一次混好型砂后，根据其质量对下一次混制过程实现控制。 图7.32是一个既有即测又有后测的混砂控制系统。 图7.32 后测即测综合控制系统 1-旧砂加料斗；2-电磁水阀；3-继电放大器；4-成型性控制器；5-刮板；6-带式输送机； 7-振动给料器；8-松砂装置；9-型砂综合性能检测仪；10、11-控制器；12-混砂机； 13-粘土中间料斗；14-称量装置；15-链条；16-链条驱动装置；17-给料器；18-粘结剂料斗 2. 混砂机连续定量装置自动控制 1) 定流量控制系统 图7.33为定流量控制系统。采用摆式皮带秤对松散物料进行定量控制。 图7.33 定流量控制系统 1、11-调节器；2、10-变换元件；3、9-传动机构；4、8-定量斗；5-执行器；6-调节器； 7-流量计；12、18-速度传感器；13、17-乘法器；14、16-给定器；15-混砂机 2) 容积及重量混合控制系统 图7.34为容积及重量混合控制系统。其中旧砂采用皮带给料机连续定量， 而粘结剂采用重量连续定量。 3. 热砂增湿冷却系统加水量自动控制 为了使混制后的型砂温度控制在造型工艺要求的范围内，热旧砂在进入混砂机前要进行降温处理。目前生产上广泛采用增湿冷却降温法，该控制系统如图7.35所示。 图7.35热砂增湿冷却控制系统 a-开关信号；b-热砂温信号；c-热砂含水量信号；d-给定砂量；e-给定冷却后温度 1-旧砂匀料斗；2-料位计；3-给料器；4-带式输送机；5-开关；6-温度检测探头； 7-型砂含水量检测探头；8-高频发生器；9-过滤器；10-电磁水阀；11-电动调节阀； 12-涡轮流量计；13-电动执行器；14-变换器；15-减压阀；16-电磁气阀；17-双轮松砂机 双盘冷却器喷水降温自动控制系统的结构如图7.36所示，主要由工业控制计算机、检测模块和加水机构三大部分组成。 图7.36 双盘冷却器喷水降温自动控制系统结构示意图 4. 人工神经网络在型砂质量控制中的应用 研究开发工作分为三个阶段： 第一阶段，这部分工作的重要目标是验证在型砂控制中使用神经元网络的有效性，以及做进一步研究的可能性分析。 实践表明，尽管许多因素都会影响输出量的变化，但只要抓住重要影响因素，合理选用时间间隔、神经元网络动态预测的湿压强度、紧实率与实际检测值之间的偏差就会较小。 4. 人工神经网络在型砂质量控制中的应用 研究开发工作分为三个阶段： 第二阶段，建立了一个人工神经元网络的型砂性能控制系统，如图7.37所示。 图7.37 神经元网络型砂性能控制系统框图 4. 人工神经网络在型砂质量控制中的应用 研究开发工作分为三个阶段： 第三阶段，研究人员在图7.37所示的控制系统基础上，新增