学习总结]基于plc的注塑机控制系统设计论文

学习总结]基于plc的注塑机控制系统设计论文内容摘要：

度、时间、压力及速度于设定值。 电气部分主要由动力、动作程序和加热等控制所组成。 注塑机控制系统原理 本设计控制系统主要由液压马达、液压阀、电磁继电器、温度传 10 感器、接近开关、光栅开关、三相异步电机、各种开关、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 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 度热电偶模拟信号输入 FX2N4ADTC 17路开关信号输入 可编程控制器 FX2N48MR 中间继电器 接触器 FX2N4DA 触 摸 屏 液压系统控制信号 油泵控制信号 交流调功器 11 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。 12 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℃）。 注塑机控制系统的硬件设计 PLC 选型的方法及原则 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。 应考虑的因素如下： 一、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。 二、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 13 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。 三、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。 四、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满足新的控制要求，给生产带来很大方便。 五、 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，要根据具体的情况进行合理的选择。 六、 PLC 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）。 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。 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 14 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。 以此为依据，本系统的设计选用三菱公司的 FX2N系列（见表 21）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 21 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 点及分配 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、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： 15 基本单元： FX2N48MR（输入点 24点，输出点 24 点） 功能模块： FX2N。