本实用新型涉及陶瓷件热压铸领域，特别地，涉及一种用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统。
背景技术：
陶瓷热压铸成型机用于制作陶瓷件，其结构大致如在专利号为201620655548.4的中国实用新型专利中所示，热压铸成型将配制成的料浆蜡板放置在储料容器(料筒)内，加热至一定温度熔化，在压缩空气的驱动下，将料筒内的料浆通过供料管压入模腔，根据产品的形状和大小保持一定时间后，去掉压力，料浆在模腔中冷却成型，然后脱模，取出坯体。
产品质量要求的提高，对料浆和模具的温度控制精度及上模升降控制准确性和可靠性提出了更高的要求。现有热压铸成型机控制系统采用继电接触器控制系统和常规仪表实现模具的升降控制及温度位式控制，系统可靠性不高，温度波动大，恒压时间不准。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统，以解决现有热压铸成型机控制采用继电接触器控制系统和常规仪表实现模具的升降控制及温度位式控制导致系统可靠性不高的技术问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统，包括：PLC控制器、用于驱动热压铸成型机上模升降运动的升降系统、用于对料浆进行加热的料浆加热系统、用于驱动料浆压入铸模模腔的料浆压入系统、用于输入温度的温度设定装置，PLC控制器分别与升降系统、料浆加热系统、料浆压入系统、温度设定装置通讯连接；温度设定装置用于将设定的温度值对应的电信号输入PLC控制器；料浆加热系统用于在PLC控制器的控制下启动以对料浆进行加热，并用于在加热至设定温度值时输出反馈信号给PLC控制器；升降系统启动以控制上模上升并在上模上升预定时间后控制上模下降到合模位置；料浆压入系统启动以驱动料浆压入铸模模腔，并用于在合模预定时间后控制升降系统启动以控制上模上升。
进一步地，升降系统包括空压机、与空压机通过管路相连的气缸，空压机通过第一开关连接至电源，气缸连接上模，管路上设置有用于控制气缸运动进而驱动上模升降运动的电磁阀。
进一步地，升降系统还包括与空压机相连的储气筒、储气筒的出气口设置有用于控制储气筒内气体释放的第一电磁阀，储气筒通过第一管路连接至气缸的上腔、通过第二管路连接至气缸的下腔，第一管路和第二管路上设置有用于控制二者开闭的第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀还分别连接至PLC控制器。
进一步地，升降系统还包括设置于上模的上升路径终点且与PLC控制器通讯连接的行程限位开关，上模在上升到位时碰触行程限位开关闭合，PLC控制器用于在行程限位开关闭合时控制第二电磁阀关闭第二管路使得上模停止上升移动。
进一步地，升降系统还包括设置于第一管路上的压力表，压力表通过接点开关连接至PLC控制器，当上模下降至合模位置且压力表达到设定值时，接点开关闭合，PLC控制器用于控制第二电磁阀关闭第一管路使得上模停止下降移动。
进一步地，所述料浆加热系统包括加热器、与所述加热器相连的调压模块、以及连接于所述调压模块与电源之间的开关，所述开关还连接至所述PLC控制器。
进一步地，调压模块集成三相移相触发电路、单相可控硅、RC阻容吸收回路及电压电路于一体，调压模块的电压控制端与PLC控制器连接用于接收PLC输出的控制电压信号，调压模块的输出端与加热器连接用于调节加热器的加热电压。
进一步地，料浆加热系统包括用于对料筒内料浆进行加热的料筒加热系统、用于对供料管口处料浆进行加热的料口加热系统，料筒加热系统包括设置于料筒内的第一加热器、与第一加热器相连的第一调压模块、以及连接于第一调压模块第一调压模块与电源之间的第二开关，第二开关还连接至PLC控制器；料口加热系统包括设置于供料管口的第二加热器、与第二加热器相连的第二调压模块、以及连接于第二调压模块与电源之间的第三开关，第三开关还连接至PLC控制器。
进一步地，自动控制系统还包括温控系统，温控系统包括与PLC控制器通讯连接的模拟量输入/输出模块、与模拟量输入/输出模块的A/D输入端连接的一体化温度变送器，模拟量输入/输出模块的D/A输出端与调压模块的电压控制端连接，一体化温度变送器将检测到的温度信号转换成模拟量电信号传送给A/D输入端，A/D输入端将模拟量电信号转换为数字量信号反馈给PLC控制器，PLC控制器根据数字量信号输出控制电压信号给模拟量输入/输出模块、并通过D/A输出端转换成模拟量电压信号发送给调压模块，进而控制加热器的加热功率。
进一步地，自动控制系统还包括温度显示系统，温度显示系统与一体化温度变送器相连，用于显示一体化温度变送器检测到的温度；自动控制系统还包括用于显示工作状态的信号显示系统，信号显示系统与PLC控制器通讯连接；自动控制系统还包括连接于PLC控制器的切换开关，切换开关用于在自动和手动工作模式间切换。
本实用新型的用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统，采用PLC控制器实现热压组成型的自动控制，简化了控制系统的硬件接线，增强了控制系统的控制功能，提高了系统的可靠性，延长了系统维护周期和使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统的结构框图；
图2是本实用新型优选实施例的用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统的升降系统的结构示意图；
图3是本实用新型优选实施例的用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统的主电路图；
图4是本实用新型优选实施例的用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统的PLC控制电路图。
附图标记说明：
100、PLC控制器；200、升降系统；300、料浆加热系统；400、料浆压入系统；500、温度设定装置；600、温控系统；700、温度显示系统；800、信号显示系统；
10、上模；11、空压机；12、气缸；13、储气筒；14、第一管路；15、第二管路；16、压力表；17、气压锁；18、料筒；19、供料管口；20、第一数字温度显示表；21、第二数字温度显示表。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统，包括：PLC控制器100、用于驱动热压铸成型机上模10升降运动的升降系统200、用于对料浆进行加热的料浆加热系统300、用于驱动料浆压入铸模模腔的料浆压入系统400、用于输入温度的温度设定装置500，PLC控制器100分别与升降系统200、料浆加热系统300、料浆压入系统400、温度设定装置500通讯连接；温度设定装置500用于将设定的温度值对应的电信号输入PLC控制器100；料浆加热系统300用于在PLC控制器100的控制下启动以对料浆进行加热，并用于在加热至设定温度值时输出反馈信号给PLC控制器100；升降系统200启动以控制上模10上升并在上模10上升预定时间后控制上模10下降到合模位置；PLC控制器100用于在上模10下降到合模位置时控制料浆压入系统400启动以驱动料浆压入铸模模腔，并用于在合模预定时间后控制升降系统200启动以控制上模10上升。本实用新型的用于陶瓷热压铸成型的自动控制系统，采用PLC控制器100实现热压组成型的自动控制，简化了控制系统的硬件接线，增强了控制系统的控制功能，提高了系统的可靠性，延长了系统维护周期和使用寿命。
升降系统200可以采用动升降系统、气压升降系统或者液压升降系统。
参照图2，本优选实施例中，升降系统200采用气压升降系统。具体地，升降系统200包括空压机11、与空压机11通过管路相连的气缸12，气缸12连接上模10，管路上设置有用于控制气缸12运动进而驱动上模10升降运动的电磁阀。
如图3中，空压机11通过第一开关KM1连接至电源，由第一开关KM1控制空压机11的启动和停止。为保证安全工作，本实施例中，在第一开关KM1和电源之间设置有断路器QF对其进行短路和欠压保护；在第一开关KM1和空压机11之间串联有热继电器FR对其进行过载保护。如图4中所示，第一开关KM1还连接至PLC控制器100。
参照图2和图4，进一步地，升降系统200还包括与空压机11相连的储气筒13、储气筒13的出气口设置有用于控制储气筒13内气体释放的第一电磁阀YV1。储气筒13通过第一管路14连接至气缸12的上腔、通过第二管路15连接至气缸12的下腔。第一管路14和第二管路15上设置有用于控制二者开闭的第二电磁阀YV2。第一电磁阀YV1和第二电磁阀YV2还分别连接至PLC控制器100。
第一电磁阀YV1用于控制储气筒13内气体释放。第二电磁阀YV2用于控制气体的走向。具体地，第二电磁阀YV2的第一线圈YV2-1控制第一管路14的开闭，第二电磁阀YV2的第二线圈YV2-2控制第二管路15的开闭。第一电磁阀YV1得电时，阀门打开，储气筒13内气体释放。当第一线圈YV2-1得电时，第一管路14打开，气体进入第一管路14到达气缸12的上腔，气缸12的上腔气压大于下腔气压，气缸12活塞内下移，此时上模10下降。当第二线圈YV2-2得电时，第二管路15打开，气体进入第二管路15到达气缸12的下腔，气缸12的下腔气压大于上腔气压，气缸12内活塞上移，此时上模10上升。
此外，在第一管路14和第二管路15上还设置有气压锁17，用于在上模10位于合模位置时对气缸12进行保压。
参照图2和图4，进一步地，升降系统200还包括设置于第一管路14上的压力表16，压力表16通过接点开关SP连接至PLC控制器100。当上模10下降至合模位置且压力表16达到设定值时，接点开关SP闭合，PLC控制器100用于控制第二电磁阀YV2关闭第一管路14使得上模10停止下降移动。
进一步地，升降系统200还包括设置于上模10的上升路径终点且与PLC控制器100通讯连接的行程限位开关SQ，上模10在上升到位时碰触行程限位开关SQ闭合，PLC控制器100用于在行程限位开关SQ闭合时控制第二电磁阀YV2关闭第二管路15使得上模10停止上升移动。
本实用新型的升降系统200采用空压机11、电磁阀控制气缸12驱动上模10上下移动、完成上下模自动合模、坯件脱模等自动操作，结构简单，有利于热压铸成型生产效率的提升。
料浆加热系统300包括加热器、与加热器相连的调压模块、以及连接于调压模块与电源之间的开关，开关还连接至PLC控制器100。
参照图3和图4，进一步地，料浆加热系统300包括用于对料筒18内料浆进行加热的料筒加热系统、用于对供料管口19处料浆进行加热的料口加热系统。
料筒加热系统包括设置于料筒18内的第一加热器(未图示)、与第一加热器相连的第一调压模块SCR1、以及连接于第一调压模块SCR1与电源之间的第二开关KM2，第二开关KM2还连接至PLC控制器100。料口加热系统包括设置于供料管口19的第二加热器(未图示)、与第二加热器相连的第二调压模块SCR2、以及连接于第二调压模块SCR2与电源之间的第三开关KM3，第三开关KM3还连接至PLC控制器100。通过料口加热系统对供料管口19处的料浆加热，以促进料浆的流动性，进而提高成型柸件的质量。本实施例中，第二开关KM2和第三开关KM3同样通过断路器QF连接至电源，通过断路器QF实现短路和欠压保护。本优选实施例中，第一开关KM1、第二开关KM2、第三开关KM3均采用接触器。
进一步地，第一调压模块SCR1和第二调压模块SCR2结构相同，其集成三相移相触发电路、单相可控硅、RC阻容吸收回路及电压电路于一体，模块上的电压控制端与PLC控制器100连接用于接收PLC控制器100连输出的控制电压信号，输出端与相应的加热器连接，实现加热器上的电压调节，从而控制加热器的输出功率，达到料浆温度定制调节的目的。
本优选实施例中，在第一调压模块SCR1和第二开关KM2之间还连接有第一短路器FU1，同样地，在第二调压模块SCR2和第三开关KM3之间也连接有第二短路器FU2，通过第一短路器FU1和第二短路器FU2实现线路短路保护。
参照图1和图4，进一步地，自动控制系统还包括温控系统600，温控系统600用于在PLC控制器100控制下配合料浆加热系统300实现对料浆温度PID自动控制。温控系统600包括与PLC控制器100通讯连接的模拟量输入/输出模块、与模拟量输入/输出模块的A/D输入端连接的一体化温度变送器，模拟量输入/输出模块的D/A输出端与调压模块的电压控制端连接。本实用新型对料浆温度PID自动控制实现如下：一体化温度变送器将检测到的温度信号转换成模拟量电信号传送给A/D输入端，A/D输入端将模拟量电信号转换为数字量信号反馈给PLC控制器100，PLC控制器100根据数字量信号输出控制电压信号给模拟量输入/输出模块、并通过D/A输出端转换成模拟量电压信号发送给调压模块，进而控制加热器的加热功率。
本优选实施例中，在料筒18内和供料管口19分别设置有上述温控系统600。参照图3和图4，料筒18内设置有第一一体化温度变送器SBW1，第一一体化温度变送器SBW1的铂电阻Rt用于对料筒18内料浆温度进行检测，第一一体化温度变送器SBW1与第一模拟量输入/输出模块MAD01的A/D输入端相连，第一模拟量输入/输出模块MAD01的D/A输出端与主电路中的第一调压模块SCR1的电压控制端连接。
供料管口19设置有第二一体化温度变送器SBW2，第二一体化温度变送器SBW2的铂电阻Rt对供料管口19处料浆温度进行检测，第二一体化温度变送器SBW2与第二模拟量输入/输出模块MAD02的A/D输入端相连，第二模拟量输入/输出模块MAD02的D/A输出端与第二调压模块SCR2的电压控制端连接。
本实用新型中对料筒18和供料管口19的料浆温度控制，采用了一体化温度变送器、调压模块等多个集成模块互相配合实现PID温度控制，可达到较高的控制精度，成型后的坯件气孔率、坯件表面的皱纹等均降低，坯件的质量得到提高。
参照图1和图4，进一步地，自动控制系统还包括温度显示系统700，温度显示系统700与一体化温度变送器相连，用于显示一体化温度变送器检测到的温度。本优选实施例中，温度显示系统700包括分别连接于第一一体化温度变送器SBW1、第二一体化温度变送器SBW2的第一数字温度显示表20、第二数字温度显示表21。
参照图1和图4，进一步地，自动控制系统还包括用于显示工作状态的信号显示系统800，信号显示系统800与PLC控制器100通讯连接。本优选实施例中，信号显示系统800包括用于显示各部分工作状态的信号显示灯。具体地，如图4中，HL1、HL2、HL3分别为空压机11工作、料筒18的第一加热器工作、供料管口19第二加热器工作的信号显示灯，HL1、HL2、HL3分别与KM1、KM2、KM3并联。HL6、HL7分别为上模10下降、上升移动的信号显示灯，HL6、HL7分别与第二电磁阀YV2的第一线圈YV2-1、第二线圈YV2-2并联。HL4、HL5分别为系统自动工作、合模保压工作的信号显示灯。
进一步地，自动控制系统还包括连接于PLC控制器100的切换开关SA1，切换开关SA1用于在自动和手动工作模式间切换。如图4中，SB1和SB2分别是系统自动控制的启动和停止按钮。SB3和SB4分别是系统手动控制的启动和停止工作按钮。SB5和SB6分别是上模10上升运动和下降运动的控制按钮。本实用新型的自动控制系统设计了手动、自动两种工作模式，为调式和维修提供方便，也为生产提供可靠保障。
料浆压入系统400包括空气压缩机、与空气压缩机连接的通管、设置于通管上的电磁阀，通管的末端伸入料筒中，电磁阀与PLC控制器100连接。PLC控制器100在上模10下降到合模位置时控制对应的电磁阀打开以向料筒中注入压缩空气，从而驱动料浆通过供料管压入铸模模腔。
本实施例中，温度设定装置500包括与PLC控制器100连接的拨码器，用于实现料筒18内料浆、供料管口19料浆控制温度的设定。
本实施例中，PLC控制器100上还连接有转换开关SA2，用于实现上模10移动的紧急控制。
此外，在成型过程中，模具的温度受料浆温度的影响，会导致模具温度升高，以至料浆的冷却成型过程冷却温度不够低，因此本实实用新型还包括对模具通以恒温水冷的冷却系统。具体地，冷却系统包括设置于上模10和/或下模内部的冷却通道，冷却通道的入口和出口分别通过水管与冷水机连接。如此可实现由冷水机流出的冷却水经水管流入冷却通道中以对模具进行冷却、再经由出口循环流入冷水机，节能环保。
参照图2至图4，本实用新型的自动控制系统其控制过程如下：
1).合上电源总开关即断路器QF(见图3)，热压铸自动成型系统带电。根据工艺要求，通过拨码器设定控制温度值。如果切换开关SA1是打到自动控制位置，如图4所示，PLC控制器100输入点00002输入信号“1”，经PLC控制器100内部逻辑处理，其输入点01003输出信号“1”使HL4亮，表示系统处于自动控制状态。如果切换开关SA1打到手动控制位置，则PLC控制器100输入点00002输入信号是“0”，经PLC控制器100内部逻辑处理，其输出点01003输出信号“0”使HL4灭，表示系统处于手动控制状态。
2).自动工作状态时，按下启动按钮SB1，PLC控制器100输入点00000输入信号“1”，经内部逻辑处理，PLC控制器100输出点01000、01001、01002分别输出信号“1”，使接触器KM1、KM2、KM3带电吸合，从而控制主电路中的空压机11运转、料筒18的第一加热器和供料管口19的第二加热器开始加热。PLC控制器100根据设定的温度值进行料筒18、供料管口19温度PID自动控制。具体地，在这一控制过程中，随着料浆温度的变化，两个一体化温度变送器SBW1和SBW2分别将温度信号转换成电流信号，传送给各自的数字温度显示表20和21，同时分别通过两个模拟量输入/输出模块MAD01、MAD02转换成数字量输入进PLC控制器100中，从而实现自动温度调节。
料筒18料浆、供料管口19料浆的温度受各种干扰的影响会变化。此时两个模拟量输入/输出模块MAD01、MAD02的A/D模块各自接收的温度信号不等于给定值，通过PLC控制器100对偏差信号运算处理后，经过各D/A模块输出电压信号V1、V2分别控制料筒加热系统和料口加热系统中的第一调压模块SCR1、第二调压模块SCR2工作，从而调节第一加热器、第二加热器的输出功率，实现温度的恒定控制。
3).经过一定的调节过程，使其料浆温度保持在设定的温度，也就是料浆的温度达到了工艺要求的温度值时，PLC控制器100通过输出点01005、01007分别输出信号给第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2的第二线圈YV2-2控制气缸12工作，驱动上模10向上移动，同时上模10上升指示灯HL7亮。当上模10上升到位后触碰行程限位开关SQ使其常开触点闭合，使PLC控制器100的00005输入信号为“1”，经内部逻辑运算后PLC控制器100的01007输出点输出信号“0”，第二线圈YV2-2失电，上模10停止移动，同时PLC控制器100内部定时器启动开始定时。定时时间内，模具对冷却坯体进行脱模。定时时间到后，PLC控制器100的输出点01006输出信号给第二线圈YV2-1，气缸12活塞带动上模10下降，同时上模10下降指示灯HL6亮。
4).当上模10下降到合模位置时，上模10下降遇阻，压力表16的压力迅速升高，当合模压力达到设定值时，其接点开关SP闭合，通过PLC控制器100的00007输入点输入信号“1”，经过内部逻辑运算，PLC控制器100的输出点01006输出“0”信号给第二电磁阀YV2的第二线圈YV2-1，气路停止给气缸12供气。在气压锁17作用下，气缸12开始保压，PLC控制器100输出点01004输出信号“1”给保压状态指示灯HL5，HL5亮。
5).当合模保压时间达到设定值时，料浆在一定的保压时间内完成成型，PLC控制器100的输出点01007输出信号“1”给第二电磁阀YV2的第二线圈YV2-2，控制气缸12带动上模10向上运动。气缸12上升至上限行程开关后PLC控制器100定时使模具脱模取出坯体。如此循环工作。
6).若按下停止按钮SB2，系统将停止工作。
7).若将切换开关SA1打到手动位置，则可操作SB3、SB4启动和停止空压机11和加热控制系统工作。按下SB5点动控制上模10上升，按下SB6点动控制上模10下降。通过人工观察，操作热压铸成型机完成料浆成型工作。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。