基于plc注塑成型机控制系统设计主体论文(编辑修改稿)

基于plc注塑成型机控制系统设计主体论文(编辑修改稿)内容摘要：

个部分的结构。 注塑成型机组态画面包括注塑成型机的注塑部分、合模部分、液压系统、控制系统等几个部分。 注射动作部分 它的主要作用是使进入喷筒内的熔化状态的塑料物料，以足够的压力和速度将其物料注射进定模板内部。 因此注射部分应该有较强的推进力，计量准确的性能，并且在注射时对 物料 能提供压力和速度。 注射部分一般由注塑部分（喷筒、螺旋控制 杆 、喷嘴等）及注射 部分 等组成。 各个合模动作部分 合模 部分 是保证动模板与定模板的 吸合 与 断开 及推动整个合模部分与注射部分连接或分开。 在注射时，进入模控中的熔料 还具有一定的压力，这就要求模吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计 （论文） 第 12 页 共 32 页 合装置给予模具以足够的合紧力，以防止在熔料的压力下模具 被打开，从而导致制品溢边或使制品精度下降。 顶出部分是顶出 塑料 制品的工作部件。 合模部分主要由 动定模板、合模部分、顶出部分组成。 液压系统部分 注塑成型机是由塑料熔 化 、模子闭合、注射入模、压力保持、制品固化、闭模取出主品等工序所组成的连续生产过程，液压和电气则是为了保证注 塑 成型机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间及位置）和动作程序，准确无误的进行工作而设置的动力和控制系统、液压部分重要有动力油泵、压力阀 （控制压力变化）、流量阀（控制速度变化）、方向阀、管路、油箱 、电机 等 [12]。 控制系统 控制系统控制注塑周期的顺序（顺序控制）及维持过程、压力等需要设定的控制部分。 电气部分主要由动力、动作程序和加热等控制所组成 [13]。 注塑成型机工艺 控制原理 本设计控制系统主要由液压马达、 电 动 阀、温度传感器、 压力传感器、位置传感器、速度传感器、 三相异步电机、各种开关、监控显示装置和 PLC 控制器及特殊 功能模块等组成。 注塑机开始工作时，监控装置（ 组态控制画面 ）首先根据本次生产任务进行各种初始化（温度设定、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 动 阀 进行 启动， 加热喷筒内熔化的塑料 ，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。 如图 27 所示。 开关量 可 中间继电器 KA 模拟量输出 信号输入 编 控制 信号输出 显示 程 序 组态控制界 控 接触器 KM 电动阀信 面信号输入 制 信号 输出 号显示 器 图 27 注塑机 控制系统 简易原理 图 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计 （论文） 第 13 页 共 32 页 电动阀 ， 就是用电动执行器控制阀门 ， 从而实现阀门的开和关。 其可分为上下两部分，上半部分为电动执行器，下半部分为阀门。 电动阀 的工作原理是 ： 电动阀通常由 电动执行机构 和阀门连接起来，经过安装调试后成为电动阀。 电动阀使用电能作为动力来接通电动执行机构驱动阀门 ，实现阀门的开关、调节动作。 从而达到对管道介质的开关或是调节目的。 中间继电器 ， 用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。 中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。 所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过 载能力比较小。 所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。 新国标对中间继电器的定义是 K，老国标是 KA。 一般是直流电源供电。 少数使用交流供电。 中间继电器 的工作原理是 ： 线圈装在 “ U” 形 导磁体 上，导磁体上面有一个活动的衔铁，导磁体两侧装有两排触点弹片。 在非动作状态下触点弹片将衔铁向上托起，使衔铁与导磁体之间保持一定间隙。 当气隙间的电磁力矩超过反作用力矩时，衔铁被吸向导磁体，同时衔铁压 动触点 弹片，使 常闭 触点断开 常开触点 闭合，完成继电器工作。 当电磁力矩减小到一定值时，由于触点弹片的反作用力矩，而使触点与衔铁返回到初始位置，准备下次工作。 接触器指利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。 因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制（某些型别可达 800A）电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象，也可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载，并作为远距离控制装置。 接触器的工作原理是 ： 当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带 动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。 当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。 直流接触器的工作原理跟温度开关的原理有点相似。 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。 整个 注塑成型机 的动作按照步进方式循环执行，从合模到 启 模为一个 最短的生产周期，其中每一个动作的执行 可以经过组态 界面进行设定 也可以按照给定的程序进行执行 ；具备手动调试画面及中断功能，在 注塑成型机 运行 的 过程中 机体运行 的 每一步动作状态在 组态 界面上实时显示。 起始位置 → 合模 → 整进 → 保压延时 、 预塑 → 注射 → 整退 → 启模 → 顶出 → 起始位置。 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计 （论文） 第 14 页 共 32 页 工作流程 如下 28 所示 ： 开始 初始位置 闭模 闸板闭合 稳压阶段 加料 保压阶段 预塑 及 高压注射 卸压 闸板开启 启模 复位 图 28 注塑成型机工作流程图 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。 预塑部分的整进与整退。 预塑部分整进时：电磁铁得电后， 注塑缸 部分在油压的推动下前进到位。 预塑部分整退时：电磁铁失电后， 注塑缸 部分回到原始位置。 预塑液压马达动作。 预塑电磁阀得电 ，预塑液压马达开始工作，带动 螺旋控制杆 旋转，使原料不断的向前输送，当 注塑缸 后退到一定位置时，限位开关动作，预塑 完成 顶 模部分 的顶出与复位。 顶出电 动 阀得电后，顶 模部分 在油压的推动下将模具内的 成 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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计 （论文） 第 15 页 共 32 页 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 螺旋控制杆 剪切 物料的 能共同作用下 能一定程度上保证喷筒内温度能恒定在设定值上 ，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（ 其温度 一般不超过 400℃ ）。 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计 （论文） 第 16 页 共 32 页 第 3 章 注塑成型机硬件部分设计 PLC 选型方法 PLC 产品的种类繁多。 PLC 的型号不同 ， 对应着其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等均各不相同 ， 适用的场合也各有侧重。 因此 ， 合理选用 PLC， 对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标有着重要意义。 PLC 机型的选择 PLC 的选择主要应从 PLC 的机型、容量、 I/O 模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑 [10]。 机型选择的原则 合理的结构型式 PLC 主要有整体式和模块式两种结构型式： （ 1）整体式 PLC 的每一个 I/O 点的平均价格比模块式的便宜 ， 且体积相对较小 ， 一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中； （ 2）模块式 PLC 的功能扩展灵活方便 ， 在 I/O 点数、输入点数与输出点数的比例、 I/O 模块的种类等方面选择余地大 ， 且维修方便 ， 一般 用 于较复杂的控制系统。 安装方式的选择 PLC 系统的安装方式分为集中式、远程 I/O 式以及多台PLC 联网的分布式。 集中式不需要设置驱动远程 I/O 硬件 ， 系统反应快、成本低；远程 I/O 式适用于大型系统 ， 系统的装置分布范围很广 ， 远程 I/O 可以分散安装在现场装置附近 ， 连线短 ， 但需要增设驱动器和远程 I/O 电源；多台 PLC 联网的分布式适用于多台设备分别独立控制 ， 又要相互联系的场合 ， 可以选用小型 PLC，但必须要附加通讯模块。 相应的功能要求一般小型 （ 低档 ） PLC 具有逻辑运算、定时、计数等功能 ，对于只需要开关量控制的设备都可满足。 对于以开关量控制为主 ， 带少量模拟量控制的系统 ， 可选用能带 A/D 和 D/A 转换单元 ， 具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档 PLC。 对于控制较复杂 ， 要求实现闭环控制、通信联网等功能 ，可视控制规模大小及复杂程度 ， 选用中档或高档 PLC。 但是中、高档 PLC 价格较贵 ， 一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。 响应速度要求 PLC 是为工业自动化设计的通用控制器 ， 不同档次 PLC 的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。 如果要跨范围使用 PLC， 或者某些功能或信号有特殊的速度要求时 ， 则应该慎重考虑 PLC 的响应速度 ， 可选用具有吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计 （论文） 第 17 页 共 32 页 高速 I/O 处理功能的 PLC， 或选用具有快速响应模块和中断输入 模块的 PLC 等。 系统可靠性的要求对于一般系统 PLC 的可靠性均能满足。 对可靠性要求很高的系统 ， 应考虑是。