汽车注塑机毕业设计论文(编辑修改稿)

汽车注塑机毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

监控显示装置（触摸屏）和 PLC 控制器及其特许功能模块等组成。 注塑机开始工作时，监控装置（触摸屏）首先根据本次生产任务进行各种初始化（温度设定、计件值清零、保压时间设定等），然后 PLC 控制器按一定时序发出控制信号控制液压传动机构的电磁阀和交流调功器的启动，交流调功器以全功率输出给加热负载，并让温度 迅速稳定在设定值，此后液压传动机构将开始生产的动作步序。 注塑机控制系统的原理框图如图 22 所示。 图 22注塑机 控制系统原理框图 可编程控制器 FX2N48MR 中间继电器 油泵控制信号 接触器 液压系统控制信号 17 路开关信号输入 热电偶模拟信号输入 FX2N4ADTC 交流调功器 FX2N4DA 触 摸 屏 渤海船舶职业学院（毕业论文）专用纸 8 注塑机控制系统的控制要求 注塑机 一般 分为手动、自动两种工作模式。 手动模式 时按下相应的功能按钮时，能完成相应的操作，此模式一般 为调试模具及维修时使用 ； 自动 模式 时 ，只需按下启动按钮， 注塑机 就能按照调定的速度和压力将相应的动作进行到底，此模式一般多用在生产阶段， 工作流程 如下 ： 起始位置 → 合模 → 整进 → 注 射 → 保压延时 → 预塑 → 整退 → 启模 →顶出 → 起始位置。 模具的开启与闭合 合模时： 电磁铁得电后 ， 合模油缸油路接通，在油压的推动下模具闭合。 开模时： 电磁铁失电后 ， 开模油缸油路接通，在油压的推动下模具打开。 注射座的整进与整退 注射座整进时：电磁铁得电后 ， 注射座在油压的推动下前进到位，注射座射进完成接近开关工作 注射座整退时：电磁铁失电后，注射座退回到原始位置，注射座射退完成接近开关工作 注料杆 的射进 注塑 电磁铁得电后 ，注料杆 在油压的推动下 ， 把料 筒内的融好的原料快速压入模具 ，挤压 完成后并保持一段时间（保压），使模具内的塑料不会回流。 预塑液压马达的动作 预 塑 电磁阀得电，预塑液压马达开始工作，带动注塑螺杠旋转，使原料不断的向前输送，螺杠则在压力的作用下后退并计量，当后退到一定位置时，限位开关动作，预塑 完成。 顶杠的顶出与复位 顶出电磁阀得电后，顶杠在油压的推动下将模具内的产品顶出。 保模时间 高温原材料挤入模具后，需要在模具中冷却一段时间，让其基本成型后才能打开模具，这一段时间为保模时间。 由于产品的大小 和原材料的性质的不同，不同产品的保模时间有所不同，这就要求保模时间长短可以调整。 注塑料筒温度 注塑机的料筒温度是注塑机的一个重要参数。 原料进入到料筒后，在加热器与注塑杠剪切能共同作用下塑化，如果温度控制不好，将导致原料塑化不良。 注塑机在生产的过程中要求料筒的温度随着 产品和原材料的不同 ，可以对温度作出调整（一般不超过400℃）。 渤海船舶职业学院（毕业论文）专用纸 9 3 注塑机控制系统的硬件设计 PLC 选型的方法 随着 PLC 的推广普及， PLC 产品的种类越来越多，而且功能也日趋完善。 PLC 的品种繁多，其结构形式、性能 、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重。 因此，合理选择 PLC，对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标起着重要的作用。 机型选择的原则 机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、 维护使用方便及最佳的性能价格比。 具体应考虑的因素如下所述： （ 1）结构合理 对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结 构的 PLC；否则，选用模块式结构的 PLC。 （ 2）功能强、弱适当 对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用抵挡的 PLC。 对于以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目，可选用含有 A/D 转换的模拟量输入模块和含有 D/A 转换的模拟量输出模块，以及具有加减乘除运算和数据传输功能的 低档机 的 PLC。 对于控制比较复杂、控制要求比较高的工程项目，如要实现 PID 运算、闭环控制、通信联网等，可根据控制规模及复杂程度的程度，选用中档机或高档机。 其中高档机主要用于大规模过程控制、全 PLC 的分布式控制系统和整个工厂的自动化等。 当系统的各个控制对象分布在不同地域时，应根据 各 个部分的具体要求来选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。 （ 3） 机型 统一 PLC 的结构分为整体式和模块式两种。 整体式结构把 PLC 的 I/O 和 CPU 放在一块印刷电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价格便宜。 但由于整体式结构的 PLC 功能有限，只适合于控制要求比较简单的系统。 一般大型的控制系统都使用模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。 （ 4） 是否在线编程 PLC 的特点之一是使用灵活。 当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器 重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。 （ 5） PLC 的环境适应性 由于 PLC 是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂 家都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。 尽管如此，每种 PLC 都有自己的环境技术条件，用户在选用 渤海船舶职业学院（毕业论文）专用纸 10 时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。 一般 PLC 及其外部电路（ I/O 模块、辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作： 温度 工作温度 0～ 55℃ 储存温度 40℃ ～ +85℃ 温度 相对湿度 5%～ 95%（无凝结霜） 振动和冲击 满足国际电工委员会标准 电源 交流 220V，允许变化范围为 15%～ +15%，频率为 47～ 53Hz， 瞬间停电保持 10ms 环境 周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体 对于需要应用在特殊环境下的 PLC，要根据具体的情况进行合理的选择。 容量选择 PLC 容量包括两个方面：一是 I/O 的点数；二是用户存储器的容量（字数）。 PLC 容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。 根据经验，在选择存储容量时，一般按实际需要的 10%～ 25%考虑裕量。 对于开关量控制系统，存储器字数为开关量乘以 8；对于有模拟量控制功能的 PLC，所需存储器字数为模拟内存单 元数乘以 100。 通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。 计时、计数、移位及算术运算、数据传输等指令占用存储器两个字。 各种指令占存储器的字数可查阅 PLC 产品使用手册。 I/O 点数也应留有适当裕量。 由于目前 I/O 点数较多的 PLC 价格较高，若备用的 I/O的点的数量太多，将使成本增加。 根据被控对象的输入和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充，通常 I/O 点数按实际需要的 10%～ 15%考虑备用量。 PLC 是一种工业控制系统，他的控制对象是工业生产设备或工业生产过程他的工作环境是工业生产现场。 他与工业生产过程的联系是通过 I/O 接口模块来实现的。 通过 I/O 接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为对被控对象进行控制的依据。 同时控制器又通过 I/O 接口模块将控制器的处理结果送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。 外部设备或生产过程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而 PLC 的 CPU 所处理信息只能是标准电平，所以 I/O 接口模块还需实现这种转换。 PLC 从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。 为了确保这些信息的正确无误， PLC 的 I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。 根据实际需要， PLC 相应有许多种 I/O 接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。 标准的 I/O 模块用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开 /关）设备 渤海船舶职业学院（毕业论文）专用纸 11 （如指示灯、报警器、电动机起动器等）进行数据传输。 典型的交流 I/O 信号为 24～ 240V（ AC），直流 I/O 信号为 0～ 10V（ DC）。 I/O 点数的确定要充分的考虑到裕量，能方便的对功能进行扩展。 对一个控 制对象，由于采用不同的控制方法或编程水平不一样 ， I/O 所用的点数就可能有所不同，现具体分析如下： （ 1） 开关量输入模块输入电压的选择 输入模块的输入电压一般为 DC24V 和 AC220V。 直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接。 交流输入方式的触点接触可靠，适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。 （ 2） 开关量输出模块的选择 继电器型输出模块的触点工作电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢，寿命有一定的限制。 如果系统的输出信号变化不是很频繁，选用继电器型。 选择时应考虑负载电压的种类和大小、系统对延迟时间的要求、负载状态变化是否频繁等，还应注意同一输出模块对电阻性负载、电感性负载和白 炽 灯的驱动能力的差异。 输出模块的输出电流额定值应大于负载电流的最大值。 本系统设计中根据实际选用的是 AC220V开关量输入模块和继电器型输出模块。 以此为依据，本系统的设计选用三菱公司的 FX2N系列（见 表 ）可编程序控制器。 FX2N是 FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程序控制器，完全符合此设计的要求。 表 FX2N 系列基本单元 型 号 输 入 点 数 输 出 点 数 扩展模块 可用点数 继电器输出 可控硅输出 晶体管输出 FX2N16MR001 FX2N16MS FX2N16MT 8 8 24～ 32 FX2N32MR001 FX2N32MS FX2N32MT 16 16 24～ 32 FX2N48MR001 FX2N48MS FX2N48MT 24 24 48～ 64 FX2N64MR001 FX2N64MS FX2N64MT 32 32 48～ 64 FX2N80MR001 FX2N80MS FX2N80MT 40 40 48～ 64 确定 I/O 点及选择 PLC 可编程控制器控制系统 I/O 点数估计 输入设备 —— 用以产生输入控制信号（如按钮、指令开关、限位开关、接近开关、 渤海船舶职业学院（毕业论文）专用纸 12 传感器等）。 本系统中包括双向选择开关 4 个，按钮开关 5 个，光栅开关 2 个和接近开关 5 个。 输出设备 —— 由 PLC 的输出信号驱动的执行元件，如继电器、接触器、电磁阀、指示灯等。 该系统中有中间继电器 5个，接触器 2 个，电磁阀 5 个，指示灯 1 个。 本系统中实际需要输入点 17 点，输出点 8 点，根据输入输出点数，以及考虑到今后对 系统的维护和扩充使用，要保留一定的裕量，因此我们选用的 PLC 型号为三菱公司的 FX2N系列，其选择如下： 基本单元： FX2N48MR（输入点 24 点，输出点 24 点） 功能模块： FX2N－ 4ADTC 模块 1 个、 FX2N－ 4DA 模块 1 个、 FX2N422BD 通信口 1个 在确定了控制对象的控制任务和选择好 PLC 的机型后，即可安排输入、输出的配置，并对输入、输出进行地址编号。 分配 I/O地址时要注意以下问题： （ 1） 设备 I/O地址尽可能连续； （ 2） 相邻设备 I/O地址尽可能连续； （ 3） 输入 /输出 I/O 地址分开 ； （ 4） 每一框架 I/O 地址不要全部占满，要留有一定的余量，便于系统扩展和工艺流程的改，但不宜保留太多，否则会增加系统成本； （ 5） 充分考虑控制柜与控制柜之间、框架与框架之间、模块与模块之间的信号联系，合理地安排 I/O 地址，减少它们之间的内部连线。 PLC 的 I/O 分配表 表 PLC 的 I/O 分配表 序号 名称 元件符号 备注 输 X0 电机启动 SB1 启动按纽 X1 电机停止 SB2 停止按纽 X2 复位开关 SB3 X3 手动模式选择 SA1 手动 /自动双向选择开关 X4 自动模式选择 X5 手动开 /合模 SA2 开模 /合模双向选择开关 X6 手动射台进 /退 SA3 射进 /射退选择开关 X7 手动注射 SB4 X10 手动预塑 SB5 X11 手动顶出 SA4 渤海船舶职业学院（毕业论文）专用纸 13 入 X12 模间安全光栅 SQ1 光栅 X13 合模到接近开关 SQ2 接近开关 X14 射台进接近开关 SQ3 X15 射台退接近开关 SQ4 X16 预塑完接近开。