基于plc注塑机控制系统的设计毕业论文

基于plc注塑机控制系统的设计毕业论文内容摘要：

运行准备 运行模式选择 手动 自动 合 /开模 整进 /退 射进 /退 预塑 顶出 启动 合模 合模完 整进 整进完 注射 时间到 预塑 预塑完 整退 整退完 开模 开模完 顶出 计数 顶出完 电源开关 17 图 31 注塑机控制系统工艺流程 当选择自动模式时，按下启动按钮，当确认合模安全时合模电磁阀动作，合模 /开模油缸在油压力的作用下驱动导杠动作，使动模板向上面与定模板快速地闭合。 合模完毕后，合模到接近开关动作，整 进 /整退气缸在油压力的作用下驱动拉杆动作 ,使射台向前移动。 射台整进到后，接近开关动作，射胶电磁阀得电，螺杠在液压力的推动下完成射胶并保压一段时间。 当射胶时间到达设定值时，射胶电磁阀断电自复位，预塑电磁阀得电，预塑液压马达完成预塑的同时，螺杠退回原来的位置。 预塑完后接近开关工作，整进电磁阀断电自复位，射台在液压的作用下退回。 射台退回后，射台退到位接近开关动作，合模电磁阀断电自复位， 完成开模动作。 开模完后，顶出油缸动作将制品顶出，落下的制品使计件光栅动作，产品计数，便完成一个生产周期。 当选择手动操作时，分别打 开各个转换开关，即可使各个电磁阀得电工作或断电自复位，使油缸在液压力的作用下驱动导杆分别进行合模 /开模、整进 /整退，射胶，预塑，顶出等动作，完成调机工作。 系统的程序设计 注塑机的温度控制 生产的过程中， 螺杠筒温度控制是十分重要的。 如果温度过高，螺杠筒中的塑料会发生分解而变质；如果温度过低会使塑料塑化不良，流动性变差，制品成型不好。 注塑机中通常采用 PID 控制的方法，一般能达到177。 1℃的精度要求。 温度传感器将螺杠内的动态的温度转化为标准的 电压信号（或电流信号），标准的电信号通过 A/D转换送入 PLC 18 中与温度的设定值进行比较，根据比较的结果在 PLC内进行 PID 调节，PID 调节的输出经 D/A 转换后直接作为交流调功器的输入控制信号，及时的调整负载的输入功率，使实际温度与设定相同。 其温度过程控制原理框图如图 3－ 2所示。 图 3－ 2 温度过程控制原理框图 注塑机的温度控制一般要求都在 400℃以内，而 FX2N4ADTC 的摄氏温度的测量范围为 100℃ ~+1200℃，其相对应的数字量范围为1000~+12020，它的测温精度为 ℃。 从热电偶传来的温度信号在0℃ ~+400℃的范围内，所以经 FX2N4ADTC 输入到 PLC 中的数字量的范围应为 0~+4000。 从触摸屏设定到 PLC 的实际温度值应该转换为对应的数字量才能使系统正常的工作，具体的转换方法是： PLC 内的数字量 =温度实际设定值 *10 而将 PLC 中的数字量换算为实际温度在触摸屏上加以显示也必须经过相应的转化，具体的转换方法是： 实际温度值 =PLC内的数字量 /10 FX2N4DA采用 DC+4~+20mA电流输出是对应的数字量为 0~+1000，所 PLC 的 PID运算时采用上限为 1000，下限为 0，使 PID的运算结果能真实的反映到对交流调功器的输入功率的 调整上。 PLC PID调节 D/A转换 交流 调功 加热器 热电偶 A/D转换 19 注塑机的步序控制 根据注塑机的工艺流程图、 I/O 配置图及分配表得出该机的各个工作过程：在各输入信号及各时间控制的先后作用下，按照各自工况运行的顺序，各执行机构自动有序地依次工作。 对该机 PLC 控制系统选用 SFC（顺序功能图）的程序设计方法，可以很容易编制程序，达到合理安全控制的目的。 在编制 PLC程序时，选用 D 作为 T、 C的间接数据寄存器，该机 PLC顺序控制系统图（见图 33），状态转移的描述文字如下： 当 PLC通电后在初始脉冲的作用下系统进入准备状态 S0等待进一步的操作 ①当按下油泵电机启动 按钮信号转移到 S20（即 STL S20）时，需要处理的相关信号有：首先油泵电机启动接触器 Y0得电，使油泵电机按星 三角降压启动的方式启动。 SB3时，进入手动模式，则 X3为“ 1”， X4 断开为“ 0”，此时可通过对 X X X X X11分别对注塑机的手动调整进行控制。 若选择手动合模转换开关 X5为“ 1”时，动模板向上合模， X5 为“ 0”时，即断电后动模板向下开模；若选择手动整进转换开关当 X6为“ 1”时，注射座向前整进， X6 为“ 0”时，即断电后注射座后退；若手动射胶转换开关 X7 为“ 1”时， Y4 为 “ 1”得电后向前射胶， X7为“ 0”时；则 Y4 为“ 0”断电后射胶结束。 若手动预塑开关 X10为“ 1”，则 Y5 为“ 1”得电后预塑液压马达向后预塑， X10 为“ 0”时；则 Y5为“ 0”断电后预塑结束。 若选择手动顶出 X11为“ 1”时，则 Y6 为“ 1” 20 得电将产品顶出， X11为“ 0”时，顶杠复位。 B. 当选择自动模式时，则 X4为“ 1”； X3就断开为“ 0”，当按动启动按扭时（注：启动按扭时与 X4串联输入到 PLC）， S21自锁得电。 （ X X4）上串联有常闭的复位开关 X2，当 X2为“ 0”时， 系统不复位， X2 为 “ 1”时，注塑机回到初始状态（ YY Y Y Y6分别为“ 0”，）。 ②当信号转移到 S21（即 STL S21）时，需要处理的相关信号有：确定合模安全时（安全光栅 X12）为“ 0”， Y2得电自锁；复位开关 X2 为“ 0”，合模到位接近开关为“ 1”，信号转移到 S22；当复位开关 X2 为“ 1”，信号转移到 S26。 ③当信号转移到 S22（即 STL S22）时，需要处理的相关信号有： Y3得电自锁；复位开关 X2 为“ 0”，射到位接近开关为“ 1”，信号转移到S23；当复位开关 X2 为“ 1”，信号转移到 S25。 ④当信号转 移到 S23（即 STL S23）时，需要处理的相关信号有： Y4得电自锁，同时 T0开始计时； T0计时时间到后，如果复位开关 X2 为“ 0”，信号转移到 S24；当复位开关 X2为“ 1”，信号转移到 S25。 ⑤当信号转移到 S24（即 STL S24）时，需要处理的相关信号有： Y4断电复位，同时 Y5 得电自锁；预塑完接近开关为“ 1”，信号转移到S25。 ⑥当信号转移到 S25（即 STL S25）时，需要处理的相关信号有： Y5断电复位，同时 Y3 断电复位；射台后到位接近开关为“ 1”，信号转移 到 S26。 21 图 33 PLC注塑机顺序控制系统图 Y0 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y1 SET Y2 S26 S27 SET Y6 RST Y2 M6 INC D200 RST Y6 RST Y3 SET Y5 S24 RST Y4 RST Y5 S25 S20 S23 SET Y4 T0 SET Y3 S22 S21 S0 22 ⑦当信号转移到 S26（即 STL S26）时，需要处理的相关信号有： Y2断电复位；开模到位接近开关为“ 1”，信号转移到 S27。 ⑧当信号转移到 S26（即 STL S26）时，需要处理的相关信号有： Y6得电自锁；当顶下的产品使计件光栅 X20 得电工作，产品总数寄存器D200 加一，同时 Y6 复位。 自动启动开关 X4为“ 1”，信号转移到 S0，顺序控制程序完成，返回（ RET）主程序，完成一个工作周期。 PLC 注塑机控制系统的总体程序 1. PLC 控制系统程序梯形图： ＊ 开油泵电机 ＊ 手动合模 ＊ 手动整进 ＊ 手动注射 ＊ 关油泵电机 ＊ 手动顶出 ＊ 自动模式 ＊ 手动预塑 23 ＊ 合模 ＊注射 ＊ 预塑 ＊整进 24 触摸屏的画面及程序设计 触摸屏作为一种新的电脑输入设备，是目前最简单的、方便、自然的一种人机交互方式，它可以用来监控系统的运行情况、发出相关命令、显示设定比例、实际流量等，这里考虑到与三菱系列 PLC 的通信，应选用三菱 GTOF930 触摸屏，它是用 RS422连接器与 PLC进行通信，完成数据的传送。 因考虑到操作人员有时不小心会误操作的现象，为了人机安全，本设计未把一些所有的操作按钮都加入到触摸屏当中去，因此画面比较简洁（见图 34）。 ＊ 预塑完 ＊整退 ＊开模 ＊ 顶出 ＊产品计数 25 图 34 GTOF930触摸屏显示 界面 GTOF930触摸屏显示的界面中包括：温度设定 D600、保压时间设定 D100、实时温度显示 D60产品总数显示 D200、运行指示灯 Y总数清零开关 M5。 在 GTDesigner2 触摸屏设计软件中分别对各个键进行设置。 其中温度设定（ D600）键选择数值输入， 3 位十进制数，设置范围为 0999℃，设定温度时，点击该键在弹出的界面（如 35a）做相映的设置即可。 保压时间设定键（ D100）也选择数值输入， 2 位十进制数，小数位为 1位，设置范围为 ，设定保压时间时，点击该键在弹出的界面（如 35b）做相映的设置即可。 实时温度显示键（ D601）选择数值输出型， 3位十进制数，显示范围为 0999℃。 产品总数显示键（ D200）选择数值输出型， 5 位十进制数，显示范围为099999 个，当显示值为 99999 个时归零。 总数清零开关键（ M5）位开关，按下总数清零键，计件总数清零。 运行指示灯（ Y7），当注塑机进入生产过程时指示灯变绿，退出生产过程时指示灯变黄。 （ a） （ b） 图 45 GOTF930触摸屏的键位设 置 26 第 4 章 总结 本课题致力于设计一套实用的 PLC 注塑机控制系统，结合交流调功温度控制技术，并通过触摸屏的显示画面来监控生产过程中各种情况。 从进料到成品的形成的整个过程，对注塑机的时序动作、注射压力以及料筒温度能够进行准确地控制。 注塑机控制系统采用 PLC 为控制核心，使系统的控制更智能化，取代常规的温控系统，精度更灵敏，温度更恒定，误差更小，受外部环境和物料的影响更弱。 但本设计还存在各种不足之处，如人机界面的功能不够强大、实时中断控制系统不够完善等，希望经过日后的不断研究能在此方面得到进一步的改善。 27 ※ ※ ※ ※ ※ 致 谢 本论文是在王燕芳指导老师的指导下完成的， 在此论文撰写过程中，要特别感谢 王老 师的指导与督促，没有 她 的帮助也就没有今天的这篇论文 ，在实习期间，她经常联系我，关心我的工作以及毕业设计，在此表示诚挚的敬意与感谢。 我们即将毕业，再一次向三年中在学习和生活中给予过我帮助的老师和同学表示感谢。 2020 年 6 月 参考文献 [1] 张利平 .液压传动与控制 [M].西安 ：西北工业大学出版社 , [2] 李忠文 .注塑机电路维修 [M].北京：化学工业出版社 , [3] 曹菁等 .基于 PLC 和触摸屏的注塑机控制系统研究 [J].测试与控制 ,20（ 6） :184190 [4] 钟汉如 .注塑机控制系统 [M].北京：化学工业出版社 , [5] 陈立定等 .电气控制与可编程序控制器的原理及应用 [M].北京：机械工业出版社 , [6] 郁汉琪 .电气控制与可编程序控制器应用技术 [M].南京：东南大学出版社 , [7] 陈山林 .基于 PLC特殊功能模块的温度控制系统 [J].仪器仪表学报， ： 903905 [8] 张松华等 .基于 PLC的注塑机控制系统的设计 [J].仪器仪表用户 ,2020,（ 6） :1516. [9] 孙传友等 .测控电路及装置 [M].北京：北京航空航天大学出版社 , [10] 陈雅 等 .注胚机自动控制系统的设计 [J].广东自动化与信息工程 ,2020,（ 3） :252 28 29 附件 专业。