氣缸套離心鑄造智能化中央控制系統研究

0 引言

國家戰略性新興產業發展規劃通知指出：“重點發展智能制造裝備產業。重點發展具有感知、決策、執行等功能的智能專用裝備”，并且還特別指出：“在重大技術首臺(套)示范項目中，支持智能制造裝備首臺(臺)套研發創新及產業化”。為此我們在國內某工程進行了數字化車間建設，試制中國首套離心鑄造氣缸套智能化離心鑄造機，并建設年產1000萬只離心鑄造氣缸套數字化示范車間。為我國氣缸套行業樹立起一個先進鑄造技術的樣板，以期推動大批量、鑄鐵件生產行業制造水平的根本變革。就針對智能進料系統、智能化在線圖形質檢系統、智能化物流系統、智能化中央控制系統等多個方面進行了深入研究，本文僅針對智能化中央控制系統進行介紹，智能化中央顯示系統由中控室、硬件顯示系統和生產控制中心執行系統等軟件系統組成。以期對其他智能化工廠提供新解決方案

。

引企入校是學校將企業引入校園，企業將生產車間建立到學校，企業和學校共同創建以生產實際產品為主的一體化實訓基地，此實訓基地具有濃厚的企業文化，在生產的基礎上能夠進行教學實訓等。這種共享性實習基地的建立，需要雙方投入、風險共享、效益共享，是一種比較合理的長效合作機制，加深了學校與行業企業的合作，推動了學徒制人才培養模式。但限于學校用地及實訓室的規模等狀況，很難有大型企業注入學校，解決不了所有專業學生的實習和就業等情況。

1 生產控制中心執行系統

生產控制中心執行該系統包括中央控制系統、數據采集設備和各顯示終端，由中央視頻監視主屏、中央視頻監視輔屏、工業分屏器、視頻系統集成支架及配件、觸摸監控屏、系統服務器、后備電源、網絡機柜及設施組成。生產控制中心執行系統主要由生產狀態監控、生產控制參數管理、生產控制過程參數管理、專家數據查詢、操作日志跟蹤、系統管理及數據庫管理等模塊組成。軟件功能模塊如圖1 所示。

檢查宴收、提錢釋放、酒精考驗、白收起家、勤撈致富、擇油錄取、得財兼幣、大力支吃、攻官小姐、繁榮娼盛、領導特色、人民政腐。

生產狀態監控模塊，包括動畫展示和實時數據展示模塊；生產控制參數管理模塊包括生產控制參數管理和生產控制參數查詢兩個模塊；生產過程參數管理包含生產過程參數管理和生產過程參數查詢兩個模塊

。專家數據查詢包含生產控制參數專家數據查詢和生產過程參數專家數據查詢兩個模塊。系統管理、操作日志跟蹤、數據庫管理和幫助模塊為常用模塊，包含常用的此模塊功能。

1.1 生產狀態智能化實時監控

離心鑄造參數庫，分別是鑄件信息、爐料配比、涂料比重、生產目標參數，參數內容如表2所示。

根據離心機的運行情況，在圖示上分別用八個離心機俯視圖與其對應，其狀態與離心機同步，并能獲取離心機的主要實時數據。可以實時數據模塊能夠從離心機實時讀取目前的狀態數據，對十余種實時數據進行監控，標識出其澆注、擊水等狀態。如圖2、3所示。

1.2 生產控制參數全覆蓋管理

生產過程數據庫管理擊水和噴涂參數、清掃和孕育參數、模具參數，以及爐溫、模溫等其他參數，針對離心機生產過程中產生的數據，可自動添加至生產過程數據表，實現離心機數據從獲取到轉存、管理的智能化。

中央控制系統監控車間的現場生產運作情況，提供實時狀態數據的查看，并可在大屏顯示三維虛擬環境下現場的生產活動。通過PCC 的可視化界面向廣播、電子看板、手持終端和車間，服務器等設備發送控制指令，實現對人員、設備和物料等制造資源的監控與調度，形成基于車間現場實時狀態信息和可視化監控、智能化協同交互決策的新型業務管理模式。通過底層數據采集，將各類生產數據采集后形成PCC數據庫；PCC 與MES、SCM、SAP、PDM 等業務應用系統集成，驅動質量管控、物料管控、生產管控、計劃管控等核心業務系統的運行；通過對核心業務系統進行共性提煉、業務協同、統計分析等處理后，形成大屏和工作屏的內容展示；在PCC 中心，通過業務協同，形成對生產現場的分析結論、操作指南、工作指令，并反饋給底層，從而實現多生產現場的綜合管控。

1.3 生產控制過程參數全覆蓋智能化管理

在工作室中開展教學活動，學生同教師之間的直接的互動也更加頻繁，教師似乎更能發揮其言傳身教的作用，再加上工作室相對固定，更能使交流保持近距離、長時間、高頻度，有利于形成教師和學生之間亦師亦友的師生關系，從專業培養的角度講，這種師生關系能夠營造出寬容而親切的教學環境，增加師生之間的相互信任[8]。正是這種信任，大大加大了學習者的學習意愿和學習效果。

生產控制過程參數管理是智能化的，不需要人工操作，其數據都是實時從離心機直接自動添加。可以實時保存離心機的各種狀態，并對此離心機狀態進行編號，對后續的查詢等都有較好的效果。當軟件從離心機設備讀取數據的過程中，系統會自動判斷其是否需要保存，并對其一系列數據進行處理。

生產控制指標是進行生產控制管理的基本條件，通過數據庫上層應用軟件輸入。其主要包含生產控制指標，基本信息及生產目標參數三個大項的數據管理，包含增、刪、改、查功能并提供模糊查詢、精確查詢、多條件查詢等多種檢索方式

。生產控制參數是生產過程中的必要參數，非實時性的參數，根據這些參數可以了解鑄件的基本情況，如圖4所示。

1.4 離心機操作日志追蹤

操作日志跟蹤模塊通過記錄頁面名稱、具體操作、操作時間、操作人員、用戶角色、IP、Mac等信息，可以跟蹤登錄軟件以來的各種動作、跟蹤操作日志。通過本系統對離心機的過往數據進行監控，對軟件的整個運行狀況進行整體監視，有助于生產現場技術人員及時杜絕錯誤的進一步發生，發現問題的根源，從而及時進行整改。

2 智能化中控室硬件顯示系統

氣缸套智能化車間顯示系統通過6塊顯示屏拼接而成。 拼接墻具有整屏顯示、單屏顯示、任意組合顯示、圖像漫游、自動色彩較正和智能自動調整等功能，主要智能化生產控制畫面如圖6所示。

長久以來，廣大的教育工作者一直在探索研究課堂教學模式，經過一代代教育者不懈的努力，取得了長足的進步，傳統的教學模式逐漸發展為智慧課堂模式。

3 結論

通過氣缸套離心鑄造智能化中央控制系統，整條氣缸套生產線是智能化、自動化、信息數字化、網絡化的集成，以智能化為核心，以自動化為輔助，以信息數字化為鏈接，以網絡化為平臺，對生產現場進行實時監控，對鑄造過程進行執行管控，實現設備的互聯與集中監控，達到鑄造過程的智能高效高質、降耗節能、經濟環保。

[1]黃慶國,石巖嶺. 同忻礦綜放面智能化自動化開采實踐[J]. 山西大同大學學報(自然科學版), 2018, (6): 58-61.

[2]王立鋒,趙亮,莊杰棟. 淺談電氣工程自動化控制對智能化技術的運用[J]. 南方農機, 2018, (23): 161.

[3]王忠華. 智能化控制系統的構建[J]. 電子技術與軟件工程, 2018, (18): 116.

[4]夏遠貴. 淺談智能化控制系統與企業信息化管理[J]. 中國設備工程, 2018, (11): 28-29.

[5]梁曉龍. 智能化控制系統與企業信息化管理[J]. 電子技術與軟件工程, 2017, (20): 119.

[6]王軍. 計算機智能化控制的應用與研究[J]. 電腦知識與技術, 2017, (23): 164-165.

[7]牛松森,楚子林,楊建新,等. 智能化控制系統圖形化編程平臺搭建與應用[J]. 電氣傳動, 2017, (2): 73-76.

[8]陳禹伶. 全自動模板機智能控制系統的設計與實現[J]. 工業儀表與自動化裝置, 2016, (4): 27-29+39.

[9]高浩，高廣東等．低合金準鑄態貝氏體氣缸套新型淬火液研究[J]． 內燃機配件，2020，(2)：24-26．

[10]高浩，高廣東等．離心鑄造數字化噴涂機構設計，內燃機配件，2020，(3)：160-163.

[11]郜文國，楊永安，周 梅，等．硼鉻銅合金鑄鐵氣缸套的 開發[J]．拖拉機與農用運輸，2005，(1)：60-61．

[12]趙明剛．高碳當量鑄鐵氣缸套[J]．內燃機，2004，(5)：22-23．

[13]劉棟，高浩，高廣東，吳龍，熊毅等，內燃機配件，2020，(7)：34-35