【正文】 定性； 提高速度、縮短成型周期； 生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和省力。 但所采用的技術(shù)手段， 都離不開以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自控技術(shù)。因此，注塑機(jī)控制成為目前注塑機(jī)發(fā)展中一個(gè)很重要的內(nèi)容，主要包括動(dòng)作程序控制（如開 /閉模、注射、保壓等）和過程程序控制（例如，注射過程的速度和壓力程序控制等）兩個(gè)方面 [2]。 系統(tǒng)中相關(guān)技術(shù)的組成 可編程序控制器 PLC 部分 1987 年 2 月，國(guó)際電工委員會(huì)頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿，該草案中對(duì)可編程控制器給出的定義是： 可 編程 控制器是一種 數(shù)字運(yùn)算操作 系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境 下 應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 。 它采用 了 可編 程序 的存儲(chǔ)器，用 來在 其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù) 運(yùn)算等 操作 的指令 ；并通過數(shù)字 式 或模擬式輸入 /輸出 ， 控制各種類型的 生產(chǎn) 機(jī)械 和 生產(chǎn)過程。 可 編程 控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng) 連 成一個(gè)整體 、易于擴(kuò)充其功能的原 理 設(shè)計(jì) [10]。 PLC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 22 所 示 ： 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 7 頁 共 32 頁 編程器 輸 輸 入 用戶程序存儲(chǔ)器 出 接 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 接 口 口 電 電 路 中央處理單元 路 電源部件 圖 22 PLC 內(nèi)部區(qū)域組成 PLC 是按繼電 ― 接觸線路原理設(shè)計(jì)的。其等效的內(nèi)部電器 及 線路與繼電接觸線路相同。由 PLC 定義可知，它與一般計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)相似，也有中央處理單元（ CPU）、存儲(chǔ)器（ MEMORY）、輸入 /輸出（ INTUT/OUTPUT）接口、電源部件及外部設(shè)備接口等。但是由于 PLC 是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，為便于接線、便于擴(kuò)充功能、便于操作及維護(hù)，它的結(jié)構(gòu)及組成又與一般計(jì)算機(jī)有所區(qū)別。 PLC 的一些特點(diǎn)如下 : 通用性強(qiáng)。 PLC 是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其控制操作功能可以通 過軟件編制確定，在生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)線設(shè)備更新時(shí)，不必改變 PLC 硬件設(shè)備，只需改變編程程序就可實(shí)現(xiàn)不同的控制方案，具有良好的通用性。 編程方便。大多數(shù) PLC 可采用類似繼電控制電路圖形式的 “ 梯形圖 ” 進(jìn)行編程，控制線路清晰直觀，稍加培訓(xùn)即可進(jìn)行編程，受到普遍歡迎。 PLC 與個(gè)人計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)或加入到集散控制系統(tǒng)之中時(shí)，通過在上位機(jī)上用梯形圖編程，使編程更容易、更方便。 功能完善。由于計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的運(yùn)算處理能力，故以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代PLC 不僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制功能，還能完成 A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換 、模擬量處理、高速計(jì)數(shù)、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，還可以通過上位機(jī)進(jìn)行顯示、報(bào)警、記錄，進(jìn)行人 ― 機(jī)對(duì)話，使控制水平大大提高。 擴(kuò)展靈活。 PLC 產(chǎn)品均帶有擴(kuò)展單元，可以方便地適應(yīng)不同輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)及不同輸入 /輸出方式的需求。模塊式 PLC 的各種功能模塊制成插板，可以根據(jù)需要靈活配置，從幾個(gè)輸入 /輸出點(diǎn)的最小型系統(tǒng)到幾千個(gè)點(diǎn)的超大型系統(tǒng)均可輕易實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展靈活，組合方便。 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 8 頁 共 32 頁 系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試容易。當(dāng)需要組成控制系統(tǒng)時(shí)，用簡(jiǎn)單的編程方法將程序存入存儲(chǔ)器內(nèi)，接上相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)，便可構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，不需要 繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等，它的輸出可直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（負(fù)載電流一般可達(dá) 2A），中間一般不需要設(shè)置轉(zhuǎn)換單元，因此大大簡(jiǎn)化了硬件的接線，減少設(shè)計(jì)及施工工作量。同時(shí) PLC 又能事先進(jìn)行模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量，并且 PLC 的監(jiān)視功能很強(qiáng)，模塊化 結(jié)構(gòu) 大大減少了維修量。 可靠性高?？删幊炭刂破鞑捎么笠?guī)模集成電路，可靠性要比有觸點(diǎn)的繼電接觸系統(tǒng)高很多。在其自身的設(shè)計(jì)中，采用了冗余措施和容錯(cuò)技術(shù)。另外，輸入 /輸出采用了屏蔽、隔離、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)等措施，提高了抗工業(yè)環(huán)境干擾的能力，使 PLC 適合于在工業(yè)環(huán)境下使用， 可靠性大大提高。 由于可編程控制器具備以上特點(diǎn)，它把微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與開關(guān)量控制技術(shù)很好地融合在一起，還把連接量直接數(shù)字控制 DDC 技術(shù)加進(jìn)去并且有與監(jiān)控計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的功能，因此應(yīng)用十分廣泛，幾乎覆蓋各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，正成為新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品。它與目前應(yīng)用于工業(yè)過程的各種順序控制設(shè)備相比較，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 速度傳感器 在自動(dòng)化技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量較多，而且直線運(yùn)動(dòng)速度也經(jīng)常通過旋轉(zhuǎn)速度 間接測(cè)量 。目前廣泛使用的 速度傳感器 是 直流測(cè)速發(fā)電機(jī) ，可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。測(cè)速機(jī)要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持 線性關(guān)系 ，并要求輸出電壓陡度大，時(shí)間及溫度穩(wěn)定性好。 旋轉(zhuǎn)式速度傳感 器與運(yùn)動(dòng)物體直接接觸。當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體與旋轉(zhuǎn)式速度傳感器接觸時(shí)，摩擦力帶動(dòng)傳感器的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)。裝在滾輪上的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖傳感器，發(fā)送出一連串的脈沖。每個(gè)脈沖代表著一定的距離值，從而就能測(cè)出線速度。 電磁感應(yīng) 式 速度傳感器與運(yùn)動(dòng)物體無直接接觸 ，在轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上安裝齒輪，外側(cè)是電磁線圈，轉(zhuǎn)動(dòng)是由于輪齒間隙通過，得 到 方波 變化的電壓，葉輪的葉片邊緣貼有 反射膜 ，流體流動(dòng)時(shí)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周 光纖傳輸 反光一次，產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)。可由檢測(cè)到的脈沖數(shù)，計(jì)算出速度 [8]。 主要應(yīng)用于本設(shè)計(jì)中 高壓注射 部分推進(jìn)的速度檢測(cè) 。 實(shí)物圖如下圖 23 所示 ： 圖 23 速度傳感器 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 9 頁 共 32 頁 溫度傳感器 當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體 A 和 B 組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為 T，稱為工作端或熱端，另一端溫 度為， 稱為自由端 （ 也稱參考端 ） 或冷端，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè)： 當(dāng)有電流流過兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，熱電偶原理圖此處便吸收或放出熱量 （ 取決于電流的方向 ） ，稱為珀?duì)柼?yīng)； 當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量 （ 取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向 ） ，稱為湯姆遜效應(yīng)。 兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì) 是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩 種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無關(guān)。無論接觸電勢(shì)或溫差電勢(shì)都是由于集中于接觸處端點(diǎn)的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，熱電偶測(cè)量的熱電勢(shì)是二者的合成。 ABΔV=V V （ 21） 10ΔT=TT （ 22） 實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng) △ V 很小時(shí)， △ V 與 △ T 成正比關(guān)系 ： ? ? ? ?B A 1 0V = V V T T （ 23） △ V 對(duì) △ T 的微分熱電勢(shì)為熱電勢(shì)率，又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點(diǎn)的溫度差。 實(shí)物圖如下圖24 所示 ： 圖 24 溫度傳感器 ABE0T吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 10 頁 共 32 頁 工業(yè) 壓力傳感器 電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為 一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓 力 傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D 轉(zhuǎn)換和 CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 金屬電阻應(yīng)變片的 工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示： LR=ρS (24) 式中： ρ 金屬導(dǎo)體的電阻率（ m?? ） S 導(dǎo)體的截面積（ ） L 導(dǎo)體的長(zhǎng)度（ m） 以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都 會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測(cè)出加在電阻的變化（通常是測(cè)量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。 實(shí)物圖如下圖 25所示 ： 圖 25 工業(yè)壓力傳感器 光電式 位置傳感器 信號(hào)盤安裝在發(fā)光二極管 （ LED） 與光敏晶體管 （ 或光敏二極管 ） 之間。當(dāng)信號(hào)盤上的透光孔旋轉(zhuǎn)到 LED 與光敏晶體管之間時(shí)， LED 發(fā)出的光線就會(huì)照射到光敏晶體管 上，此時(shí)光敏晶體管導(dǎo)通，其集電極輸出低電平 （ ～ ） ；當(dāng)信號(hào)2m吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 11 頁 共 32 頁 盤上的遮光部分旋轉(zhuǎn)到 LED 與光敏晶體管之間時(shí)， LED 發(fā)出的光線就不能照射到光敏晶體管上，此時(shí)光敏晶體管截止，其集電極輸出高電平 （ ～ ） 。 如果信號(hào)盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，透光孔和遮光部分就會(huì)交替地轉(zhuǎn)過 LED而透光或遮光，光敏晶體管集電極就會(huì)交替地輸出高電平和低電平。當(dāng)傳感器軸隨曲軸和配氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)盤上的透 光孔和遮光部分便從 LED 與光敏晶體管之間轉(zhuǎn)過， LED發(fā)出的光線受信號(hào)盤透光和遮光作用就會(huì)交替照射到信號(hào)發(fā)生器的光敏晶體管上，信號(hào)傳感器中就會(huì)產(chǎn)生與曲軸位置和凸輪軸位置對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)中各個(gè)動(dòng)作階段的位置檢測(cè)。 實(shí)物圖如下圖 26 所示： 圖 26 位置傳感器 注塑成型機(jī)注塑 機(jī)械結(jié)構(gòu) 使用組態(tài)軟件繪制注塑成型機(jī) 工作界面 ， 畫出 注塑成型機(jī)組成結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分。通過繪制這樣的組態(tài)畫面，使我能 有效 的了解注塑成型機(jī)其各