鎂合金冷室壓鑄機的自動控制系統(tǒng)的主要特點是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的高速采集、高效的控制過程、豐富細致的生產(chǎn)信息、方便的生產(chǎn)數(shù)據(jù)訪問接口等。WinAC 控制器作為鎂合金冷室壓鑄機自動控制系統(tǒng)的核心,它的工作內容主要是:執(zhí)行壓鑄機運行的所有控制邏輯,與人機操作界面交換數(shù)據(jù),調用WinAC ODK 編制的高速采集卡驅動程序,完成數(shù)據(jù)采集和控制輸出。
1. 高速性能的要求:生產(chǎn)過程中,要求控制系統(tǒng)能夠準確采集8 秒鐘高速生產(chǎn)過程中的所有數(shù)據(jù),完成對設備的實時控制,并且每個數(shù)據(jù)采集與實時控制的精度等于0.3ms。因此本系統(tǒng)中的高速問題涉及到了高速數(shù)據(jù)采樣、高速數(shù)據(jù)存儲、高速控制算法運算等幾個方面。針對高速數(shù)據(jù)采集,采用了第三方(研華)基于PC 機標準的ISA 數(shù)據(jù)采集卡,通過WinAC ODK編制的VC++程序驅動控制數(shù)據(jù)采集卡,能夠穩(wěn)定、高速的完成數(shù)據(jù)的采集和存儲,并與WinAC 進行數(shù)據(jù)的交換。針對大量的數(shù)據(jù)問題,我們通過WinAC ODK編制的VC++程序將數(shù)據(jù)以一定的格式存儲在PC 機硬盤上,再用同樣的格式讀取這些數(shù)據(jù),再進行數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)庫的操作。解決高速控制和計算問題,就需要用到WinAC RTX 精確高速的性能。WinAC RTX基于操作系統(tǒng)的實時擴展內核(Venturecom/ Ardence),采用以異步方式編程,可以獲取更精確的控制時間,不受WinAC 控制器本身各種因素的限制,象系統(tǒng)資源占用、最小掃描時間等。
2. 大量數(shù)據(jù)處理的要求:以0.3ms 的采樣精度計算,一次完整的打料壓射過程,系統(tǒng)必須至少存儲24000 條記錄,一條記錄中的壓力值、位置值、閥門開度值需要8 個字節(jié)的存儲空間,所以一次壓射就是192k 的數(shù)據(jù)量。每個星期記錄3000 次以上壓射過程,因此需要完成對192k×3000=576M 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。要完成如此大量歷史記錄的存儲查詢以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,控制系統(tǒng)必須具備強大的運算和存儲能力,因此需要利用PC 機的CPU、內存、硬盤等硬件資源。
3.復雜的處理過程的要求:一個壓鑄過程中,快速壓射的速度為10m/s 左右,壓射行程小于1m,所以要在少于100ms 的過程中完成壓力的檢測、位置的測量、比例閥的控制等多項工作任務。并且要求對壓鑄時的充型過程的速度和壓力曲線進行實時控制,即判斷壓鑄機的壓力、位置以及外部的控制操作等數(shù)據(jù)信息,分別執(zhí)行慢壓、一快壓鑄、二快壓鑄、三快壓鑄、增壓壓射、壓射回錘等壓鑄生產(chǎn)的工藝過程,并根據(jù)高速采樣獲得的油路入口壓力、油路出口壓力以及壓射位置進行控制算法的運算,將結果高速輸出到油路入口調節(jié)比例閥,調節(jié)壓射缸體內的壓力,改變壓射速度,完成理想的壓射曲線輸出,實現(xiàn)閉環(huán)控制。 WinAC ODK 應用開發(fā)包(WinAC Open Development Kit)可以在C 語言開發(fā)環(huán)境中編寫程序代碼,生成動態(tài)鏈接庫,完成復雜的控制計算。
4.良好的系統(tǒng)擴展能力:需要連接第三方設備,PC 機作為近年發(fā)展最快的標準設備,具有非常好的兼容性,用戶添加其他第三方的相關設備時,總是可以以標準的接口方式與PC 機相連,并且輕而易舉地實現(xiàn)第三方設備與WinAC 控制器之間的數(shù)據(jù)交換。
5.個性化人機界面的需要:(1)壓鑄鑄件監(jiān)測系統(tǒng)需要顯示整個射料過程的壓力及速度曲線,在試生產(chǎn)時幫助設定最佳的射料曲線并儲存,同時監(jiān)察每一批次壓鑄過程的穩(wěn)定性;(2)對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行操作,而且通過數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理,縱向比較成千上萬次壓鑄過程中快壓射最大速度和建壓時間不同的變化和趨勢,總結出高品質壓鑄生產(chǎn)過程參數(shù)調整的知識庫,為以后開發(fā)壓鑄機模糊控制系統(tǒng)奠定一定基礎。(3)與車間管理系統(tǒng)連接。通過WinAC的OPC接口及ODBC開放標準,用C++Builder編制壓鑄機控制操作界面和數(shù)據(jù)庫存儲與訪問的應用程序,完成壓鑄機的生產(chǎn)操作、運行參數(shù)設置、生產(chǎn)信息查詢等應用功能。