摘　要：從氣門(mén)電熱鐓粗的生產(chǎn)出發(fā)，分析了電鐓機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了智能控制系統(tǒng)的硬件和軟件，提出了電熱鐓粗產(chǎn)品缺陷消除專(zhuān)家系統(tǒng)和溫度控制的模糊專(zhuān)家系統(tǒng)。試運(yùn)行表明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，可靠性高，大大減少了氣門(mén)電鐓生產(chǎn)的廢品率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：電熱鐓粗；智能控制；模糊專(zhuān)家系統(tǒng)；電鐓機(jī)

1　引　言
　　氣門(mén)電鐓是生產(chǎn)氣門(mén)的一種重要工藝方法，傳統(tǒng)的電鐓機(jī)生產(chǎn)的氣門(mén)廢品率很高，嚴(yán)重影響了工廠的經(jīng)濟(jì)效益，浪費(fèi)了珍貴的材料和能源。為此我們對(duì)傳統(tǒng)電鐓機(jī)進(jìn)行改造。
電鐓機(jī)的工作原理如圖1所示。

　　加熱變壓器的次極兩端與砧子、夾緊電極及毛坯構(gòu)成回路，在低電壓、大電流作用下，毛坯被加熱到成形溫度，在鐓粗缸活塞的推壓下局部鐓粗成形。其工藝過(guò)程可分始鐓和終鐓過(guò)程。
　　始鐓過(guò)程　鐓粗缸和砧子缸的活塞分別以速度v1和v2向左運(yùn)動(dòng)，砧子缸活塞的后退運(yùn)動(dòng)用于控制毛坯的初始加熱、變形長(zhǎng)度，v1＞v2。
　　終鐓過(guò)程　在終鐓過(guò)程結(jié)束時(shí)，砧子缸活塞暫停，毛坯的鐓粗速度等于鐓粗缸活塞的速度。
　　因此，v1，v2和鐓粗壓力p和加熱電流i等參數(shù)對(duì)氣門(mén)毛坯的成形質(zhì)量起著決定性作用。
2　智能電鐓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
　　該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如下：系統(tǒng)分為管理監(jiān)控層和設(shè)備層。管理監(jiān)控層由研華工控機(jī)構(gòu)成，他作為上位機(jī)，存儲(chǔ)系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)、控制規(guī)則等，在鐓粗時(shí)運(yùn)用專(zhuān)家智能系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)備層由plc（作為下位機(jī)）、d／a輸出卡、數(shù)字量輸入和輸出卡、模擬量輸入卡、傳感器與變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。plc與pc機(jī)之間通過(guò)硬件接口進(jìn)行通訊。另外，我們還對(duì)原來(lái)的系統(tǒng)進(jìn)行了改造：在砧子缸和電鐓粗缸安裝位移傳感器，用比例流量閥和比例壓力閥分別替代原來(lái)的單向調(diào)速閥和普通壓力閥，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能通過(guò)檢測(cè)傳感器上的信號(hào)對(duì)其位移、速度和系統(tǒng)壓力進(jìn)行連續(xù)壓系統(tǒng)替代原來(lái)的改變變壓器中間抽頭的方法，使加熱電流由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并且在本系統(tǒng)中引入模糊控制和專(zhuān)家系統(tǒng)。
3　硬件選擇
3．1　系統(tǒng)硬件配置
（1）上位機(jī)
　　本系統(tǒng)采用研華586系列高可靠工業(yè)控制機(jī)作為上位機(jī)，高分辨率17英寸液晶顯示器。他主要用于存儲(chǔ)各種系統(tǒng)變量、最優(yōu)參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)際氣門(mén)毛坯質(zhì)量數(shù)據(jù)、運(yùn)行其內(nèi)部的智能控制模型，獲得理想的控制數(shù)據(jù)。對(duì)plc、d／a與a／d模塊、各種傳感變送器件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

　　a／d模塊采用1塊12位32通道的帶光隔的采集卡，d／a模塊采用2塊12位4路光隔的模擬量輸出模塊。為了提高抗干擾能力，在硬件電路中還采用rc濾波器和軟件中設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波器。
（2）下位機(jī)
fx2n-80mr型plc作為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)順序邏輯控制。主要用于控制鐓粗缸、砧子缸、上輔助夾持缸、下輔助夾持缸、導(dǎo)電夾持缸和油泵的運(yùn)動(dòng)狀況、驅(qū)動(dòng)各種指示燈、與工控機(jī)進(jìn)行通訊等。操作方式分3種：自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)。根據(jù)整個(gè)電鐓生產(chǎn)工藝控制過(guò)程進(jìn)行i／o分配。
3．2　速度、壓力和加熱電流的控制方法
（1）加熱電流
　　加熱電流是影響電鐓毛坯質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一，我們采用了變周期過(guò)零觸發(fā)電路，通過(guò)改變定周期內(nèi)晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)，實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓。由于電鐓機(jī)由加熱變壓器提供加熱電流i，這樣，可采用調(diào)節(jié)加熱變壓器初級(jí)電壓的方法來(lái)調(diào)節(jié)加熱電流。該電路由同步變壓器、變周期過(guò)零觸發(fā)電路、雙向晶閘管、保護(hù)電路和智能控制電路等組成。通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器的初級(jí)電壓、電流的大小來(lái)間接調(diào)節(jié)加熱電流，并用霍爾電流傳感器作為檢測(cè)器件，實(shí)現(xiàn)電流和溫度的計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)。