基于CCD圖像傳感的澆注控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、鑄造生產(chǎn)自動(dòng)化分為兩個(gè)部分：砂模制造的自動(dòng)化和澆注的自動(dòng)化。澆注是鑄造生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)在一些地方雖然實(shí)現(xiàn)了制模生產(chǎn)的自動(dòng)化，但澆注仍然是靠手工操作來(lái)完成，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。論文根據(jù)傳統(tǒng)手工澆注澆口杯液控制的特點(diǎn)，提出澆注自動(dòng)化的構(gòu)想，建立對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，提出澆口杯液位檢測(cè)的方法，然后對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)與研究。 論文采用CCD圖像傳感器來(lái)采集澆口杯中的液面圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)

2、圖像處理后得到澆口杯金屬液位澆注的實(shí)時(shí)高度，該液位高度與工藝設(shè)定的澆注液位高度相比較得出偏差送入控制器，由控制算法計(jì)算出相應(yīng)的控制量信號(hào)輸出給步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)澆注閥門(mén)連桿運(yùn)動(dòng)來(lái)控制澆注流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)澆口杯中金屬液位高度的目的。考慮到澆注過(guò)程中澆注流量的時(shí)變性和非線性，對(duì)澆注爐的金屬液位進(jìn)行液位控制。澆注爐液位控制系統(tǒng)包括液位信號(hào)的采集與變換、控制算法和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)部分。其中，液位傳感器把澆注爐的液態(tài)合金液位檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)液位變送

3、器與預(yù)期的給定值相比較得出偏差送入控制器，由控制算法計(jì)算出相應(yīng)的控制量輸出給步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)入爐流量控制閥門(mén)連桿運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)入爐流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)澆注爐的金屬液位使其保持恒定的目的。 其中，控制算法設(shè)計(jì)是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究的核心，數(shù)學(xué)模型是研究和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。論文首先根據(jù)預(yù)期的控制目標(biāo)分析控制對(duì)象的特征，建立對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，再進(jìn)行控制算法設(shè)計(jì)。對(duì)于澆口杯液位實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，根據(jù)澆注過(guò)程中澆口杯理想液位曲線的三段數(shù)學(xué)模型采