液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统.pdf

《液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统.pdf（8页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910403705.0 (22)申请日 2019.05.15 (71)申请人 天津理工大学 地址 300384 天津市西青区宾水西道391号 (72)发明人 朱培浩郑清春胡中潮刘杰 韩旭刘立辉刘静娜马文朋 (74)专利代理机构 天津创智天诚知识产权代理 事务所(普通合伙) 12214 代理人 王海滨 (51)Int.Cl. B22D 18/02(2006.01) B22D 18/08(2006.01) (54)发明名称 液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控 制系统 (57)。

2、摘要 本发明公开了一种液态模锻模具的多点位 温度检测与冷却控制系统， 包括温度检测传感 器、 可编程逻辑控制器、 电动调节阀、 报警模块。 温度检测传感器安装在液态模锻模具的需要控 制冷却温度的关键部位， 用于实时检测该部位的 温度变化， 并且液态模锻模具的需要控制冷却温 度的关键部位分别对应设置冷却水路， 每个水路 的导通状态分别由一个电动调节阀控制， 通过可 编程逻辑控制器控制电动调节阀的导通和截止 状态； 本发明能够实时监控液态模锻模具各个点 位的温度情况， 发生异常时能及时报警并自动做 出反馈与控制， 能够根据异常温度传感器反馈得 出液态模锻模具高温位置的编号， 并将该温度和 高温位置。

3、编号发送至上位机进行显示、 存储。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 109986054 A 2019.07.09 CN 109986054 A 1.一种液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在于： 包括温度检测 传感器、 可编程逻辑控制器、 电动调节阀、 报警模块； 所述温度检测传感器安装在液态模锻模具的需要控制冷却温度的关键部位， 用于实时 检测该部位的温度变化， 并将检测的温度信息发送至可编程逻辑控制器； 并且液态模锻模 具的需要控制冷却温度的关键部位分别对应设置冷却水路， 每个水路的导通状态分别由一 个电动调节阀控制， 电动调节阀与可编程逻辑控制器连接， 通过可。

4、编程逻辑控制器控制电 动调节阀的导通和截止状态； 所述可编程逻辑控制器采用西门子S7-300 PLC， S7-300 PLC作为Profibus-DP主站通 过Profibus-DP转Modbus总线桥与各个温度检测传感器从站连接； 所述温度检测传感器和电动调节阀的数量一致， 预先定义好温度检测传感器和电动调 节阀的地址， 使同一冷却水路的温度检测传感器和电动调节阀相对应， 并且对温度检测传 感器的安装位置进行编号， 以便能够获知液态模锻模具的高温位置； 所述报警模块与S7-300的输出端口连接， 用于声报警和光报警提醒； S7-300还与上位计算机连接。 2.根据权利要求1所述的液态模锻模具。

5、的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： 选用舟正科技公司的协议转换器CBT-1001作为Profibus-DP转Modbus总线桥。 3.根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： 所述温度检测传感器采用广州达林电子科技有限公司的型号为DL10-V12-M485-D6的 RS485热电偶温度传感器， 其接口通讯支持标准的Modbus通信协议。 4.根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： 所述电动调节阀采用山东耐威科型号为NVK40.40的法兰型电动调节阀， 电动调节阀与 S7-300的输出端口连接。 5.。

6、根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： 所述报警模块采用杭州亚松电子有限公司的型号为YS-01X的声光报警器。 6.根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： 计算机与云平台网络连接， 能够将S7-300的数据上传至云平台， 云平台与手机或者工业 平板等移动终端通过网络连接， 进而实现数据的移动共享。 7.根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： 所述基于无线通信传输的温度检测与控制系统还包括远程I/O模块ET200， ET200通过接 口模块IM153-1与Profibus。

7、-DP总线相连。 8.根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 其特征在 于： S7-300还扩展连接有CP343模块。 9.根据权利要求1所述的液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统的运行方 法， 其特征在于： S7-300对各个温度检测传感器进行巡检， 获取各个温度检测传感器的检测 数据， 从而得到液态模锻模具各个需要控制冷却温度的关键部位的温度信息， S7-300将获 取的温度与设定的温度阈值进行对比， 若检测的当前温度大于设定温度阈值则S7-300向对 应的电动调节阀发送控制指令， 控制电动调节阀由截止切换成导通状态， 使相应的冷却水 路导通； 同时， S7。

8、-300控制报警模块进行报警提醒； 同时， S7-300根据异常温度传感器反馈 得出液态模锻模具高温位置的编号， 并将该温度和高温位置编号发送至上位机进行存储、 权利要求书 1/2 页 2 CN 109986054 A 2 显示。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109986054 A 3 液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统 技术领域 0001 本发明涉及液态模锻控制技术领域， 具体涉及一种液态模锻模具的多点位温度检 测与冷却控制系统。 背景技术 0002 液态模锻工艺是利用液锻机对于浇入模具型腔的熔融金属直接加压， 使金属液在 压力作用下流变充型、 结晶凝固和流变补缩， 且伴有小量。

9、塑性变形。 合适的凝固时间和型腔 温度有利于减少或消除之间内部缩孔、 缩松、 气孔、 化学成分偏等缺陷， 以获得力学性能接 近纯锻造锻件而优于纯铸造件的毛坯或零件。 0003 目前， 液态模锻成型工艺通过预设温度阈值初步实现温度的离线调控， 但对于大 型复杂的液态模锻模具， 其需要控制冷却温度的关键部位较多， 如何对这些部位进行有效 的温度监测和冷却控制是一个需要解决的技术问题。 现有技术缺少对温度信息数据采集和 温度实时控制。 当温度发生异常， 不能及时判断模具高温位置， 并作出冷却降温操作， 最终 导致生产效率不能很好地满足产业要求。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服现有技术的不足。

10、， 提供一种液态模锻模具的多点位温度检 测与冷却控制系统， 能够快速调控温度和冷却水流量， 以推进液态模锻工艺自动化进程和 企业信息化进程。 0005 本发明是通过以下技术方案实现的： 0006 一种液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 包括温度检测传感器、 可 编程逻辑控制器、 电动调节阀、 报警模块； 0007 所述温度检测传感器安装在液态模锻模具的需要控制冷却温度的关键部位， 用于 实时检测该部位的温度变化， 并将检测的温度信息发送至可编程逻辑控制器； 并且液态模 锻模具的需要控制冷却温度的关键部位分别对应设置冷却水路， 每个水路的导通状态分别 由一个电动调节阀控制， 电动调节阀。

11、与可编程逻辑控制器连接， 通过可编程逻辑控制器控 制电动调节阀的导通和截止状态； 0008 所述可编程逻辑控制器采用西门子S7-300PLC， S7-300PLC作为Profibus-DP主站 通过Profibus-DP转Modbus总线桥与各个温度检测传感器从站连接； 0009 所述温度检测传感器和电动调节阀的数量一致， 预先定义好温度检测传感器和电 动调节阀的地址， 使同一冷却水路的温度检测传感器和电动调节阀相对应， 并且对温度检 测传感器的安装位置进行编号， 以便能够获知液态模锻模具的高温位置； 0010 所述报警模块与S7-300的输出端口连接， 用于声报警和光报警提醒； 0011 S。

12、7-300与上位计算机连接。 0012 所述液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统的工作过程如下： 0013 S7-300对各个温度检测传感器进行巡检， 获取各个温度检测传感器的检测数据， 说明书 1/4 页 4 CN 109986054 A 4 从而得到液态模锻模具各个需要控制冷却温度的关键部位的温度信息， S7-300将获取的温 度与设定的温度阈值进行对比， 若检测的当前温度大于设定温度阈值则S7-300向对应的电 动调节阀发送控制指令， 控制电动调节阀由截止切换成导通状态， 使相应的冷却水路导通； 同时， S7-300控制报警模块进行报警提醒； 同时， S7-300根据异常(高温)温。

13、度传感器反馈得 出液态模锻模具高温位置的编号， 并将该温度和高温位置编号发送至上位机进行存储、 显 示。 0014 在上述技术方案中， 选用舟正科技公司的协议转换器CBT-1001作为Profibus-DP 转 Modbus总线桥。 0015 在上述技术方案中， 所述温度检测传感器采用广州达林电子科技有限公司的型号 为 DL10-V12-M485-D6的RS485热电偶温度传感器， 其接口通讯支持标准的Modbus通信协 议。 0016 在上述技术方案中， 所述电动调节阀采用山东耐威科型号为NVK40.40的法兰型电 动调节阀， 电动调节阀与S7-300的输出端口连接。 0017 在上述技术方。

14、案中， 所述报警模块采用杭州亚松电子有限公司的型号为YS-01X的 声光报警器。 0018 在上述技术方案中， 计算机与云平台网络连接， 能够将S7-300的数据上传至云平 台， 云平台与手机或者工业平板等移动终端通过网络连接， 进而实现数据的移动共享。 0019 在上述技术方案中， 所述基于无线通信传输的温度检测与控制系统还包括远程I/ O 模块ET200， ET200通过接口模块IM153-1与Profibus-DP总线相连， 通过ET200将远程的I/ O通过通讯线传给主机， 这样节省了大量的信号电缆， 使得结构清晰， 便于维护。 0020 在上述技术方案中， S7-300还扩展连接有C。

15、P343模块， CP343模块是S7-300的通讯 扩展模块， 其具有RJ45接口， 使用自动感测/自动协商功能， 通过数据传输速率自动感测， 可 连接到以太网， 进而实现S7-300与其他设备的组网。 0021 本发明的优点和有益效果为： 0022 本发明能够实时监控液态模锻模具各个点位的温度情况， 发生异常时能及时报警 并自动做出反馈与控制， 推动液态模锻工艺的自动化进程。 能够根据异常(高温)温度传感 器反馈得出液态模锻模具高温位置的编号， 并将该温度和高温位置编号发送至上位机进行 显示、 存储。 附图说明 0023 图1是液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统的原理结构图。 002。

16、4 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 可以根据以上附 图获得其他的相关附图。 具体实施方式 0025 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面结合具体实施例进一步说 明本发明的技术方案。 0026 实施例一 0027 请参阅图1所示， 一种液态模锻模具的多点位温度检测与冷却控制系统， 包括温度 说明书 2/4 页 5 CN 109986054 A 5 检测传感器、 可编程逻辑控制器、 电动调节阀、 报警模块。 0028 所述温度检测传感器安装在液态模锻模具的需要控制冷却温度的关键部位， 用于 实时检测该部位的温度变化， 并将检测的温度信息发送至可编程逻辑控制。

17、器。 并且液态模 锻模具的需要控制冷却温度的关键部位分别对应设置冷却水路， 每个水路的导通状态分别 由一个电动调节阀控制， 电动调节阀与可编程逻辑控制器连接， 当可编程逻辑控制器控制 电动调节阀由截止状态切换至导通状态， 则通过电动调节阀控制水管中冷却液的流量， 实 现液态模锻模具对应的型腔位置的降温， 当电动调节阀处于截止状态， 则不导通冷却液。 0029 所述可编程逻辑控制器采用一台西门子S7-300系列PLC， 其作为Profibus-DP主站 与各个温度检测传感器从站连接， 具体来讲， 由于S7-300只支持Profibus-DP通讯协议不支 持Modbus通讯协议， 因此， S7-3。

18、00与各温度检测传感器之间连接通讯需要增加 Profibus- DP转Modbus总线桥， 实现Profibus-DP和Modbus之间的数据中转， 在本实施例中， 选用舟正 科技公司的协议转换器CBT-1001作为Profibus-DP转Modbus总线桥 (CBT-1001用于将标准 的Modbus总线产品连接至Profibus-DP总线， 其性能可靠、 隔离防雷， 其DP端可接西门子 PLCS7-300/400电脑PC机等所有DP主站， 485端可接工控机/触摸屏/温控器/执行机构/变频 器/DCS主机/IO模块/PLC等所有485-Modbus通讯的设备)， CBT-1001的DP端连。

19、接西门子 PLCS7-300的DP接口， CBT-1001的485端连接各个温度检测传感器。 0030 进一步的说， 所述温度检测传感器采用广州达林电子科技有限公司的型号为 DL10-V12-M485-D6的RS485热电偶温度传感器， 其接口通讯支持标准的Modbus通信协议。 所 述电动调节阀采用山东耐威科型号为NVK40.40的法兰型电动调节阀， 电动调节阀与S7-300 的输出端口连接(本实施例中， 电动调节阀的数量为四个， 分别分配给 S7-300的输出端口 Q0.0、 Q0.1、 Q0.2、 Q0.3)。 进一步的， 所述温度检测传感器和电动调节阀的数量一致， 预先定 义好温度检测。

20、传感器和电动调节阀的地址， 使同一冷却水路的温度检测传感器和电动调节 阀相对应， 并且对温度检测传感器的安装位置进行编号， 以便能够获知液态模锻模具的高 温位置。 0031 所述报警模块采用杭州亚松电子有限公司的型号为YS-01X的声光报警器， 其与 S7-300的输出端口Q0.4连接， 用于声报警和光报警提醒。 0032 进一步的， S7-300通过Rs485转Rs4232线缆与上位计算机连接。 0033 所述的基于无线通信传输的温度检测与控制系统的工作过程如下： 0034 S7-300对各个温度检测传感器进行巡检， 获取各个温度检测传感器的检测数据， 从而得到液态模锻模具各个需要控制冷却温。

21、度的关键部位的温度信息， S7-300将获取的温 度与设定的温度阈值进行对比， 若检测的当前温度大于设定温度阈值则S7-300向对应的电 动调节阀发送控制指令， 控制电动调节阀由截止切换成导通状态， 使相应的冷却水路导通； 同时， S7-300控制报警模块进行报警提醒； 同时， S7-300根据异常(高温)温度传感器反馈得 出液态模锻模具高温位置的编号， 并将该温度和高温位置编号发送至上位机进行显示、 存 储。 0035 实施例二 0036 实施例一的基础上， 进一步的， 计算机与云平台网络连接， 能够将S7-300的数据上 传至云平台， 云平台与手机或者工业平板等移动终端通过网络连接， 进而。

22、实现数据的移动 共享。 说明书 3/4 页 6 CN 109986054 A 6 0037 实施例三 0038 在实施例一的基础上， 进一步的， 所述基于无线通信传输的温度检测与控制系统 还包括远程I/O模块ET200， ET200通过接口模块IM153-1与Profibus-DP总线相连， 通过 ET200将远程的I/O通过通讯线传给主机， 这样节省了大量的信号电缆， 使得结构清晰， 便于 维护。 0039 实施例四 0040 在实施例一的基础上， 进一步的， S7-300还扩展连接有CP343模块， CP343模块是 S7-300的通讯扩展模块， 其具有RJ45接口， 使用自动感测/自动协商功能， 通过数据传输速 率自动感测， 可连接到以太网， 进而实现S7-300与其他设备的组网。 0041 以上对本发明做了示例性的描述， 应该说明的是， 在不脱离本发明的核心的情况 下， 任何简单的变形、 修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均 落入本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 7 CN 109986054 A 7 图1 说明书附图 1/1 页 8 CN 109986054 A 8 。