【正文】 主要作用是使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的 壓力和速度將熔料注射入模具中。它主要由塑化部件（機筒、螺桿或柱塞、噴嘴等）、料斗、螺桿傳動裝置（油馬達等）、注射油缸、注射座移動油缸等組成。 合模裝置：它是保證成型模具可靠的閉合和實現(xiàn)啟閉模動作以及取出制品的部件。由于熔料以很高的壓力注入模腔中，為了鎖緊模具而不致使制品產(chǎn)生飛邊或影響制品質(zhì)量，就要對模具施加足夠的鎖緊力（即合模力）。合模裝置主要包括固定模板、移動模板、后墻板、連接前后模板用的拉桿、合模油缸、頂出油缸、調(diào)模裝置等組成。 液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)：它是保證注塑機按工藝過程預(yù)定的要求（如壓力、速度、 溫度、時間等）和動作程序準(zhǔn)確有效的進行工作而設(shè)置的動力和控制系統(tǒng)。 主要研究任務(wù) ，擬訂控制系統(tǒng)的總體方案。 。包括統(tǒng)計 I/O點，選擇 PLC機型，進行 I/O定義號分配，繪制I/O模塊接線圖，設(shè)計主電路圖和液壓控制回路。 。即編寫控制系統(tǒng)梯形圖程序。 注塑機工作流程 注塑機生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模、注射臺前進、注射、保壓、解壓、注射臺后退、開模等工序。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。注塑機的工作方式有手動和自 動循環(huán)兩種形式。其自動循環(huán)時的工藝流程如圖 11所示。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 注 射 臺 前 進鎖 模原 位注 射保 壓解 壓注 射 臺 后 退開 模開 模 結(jié) 束頂 出 產(chǎn) 品Y V 1Y V 2Y V 3Y V 4Y V 5Y V 6Y V 7 圖 11 注塑機自動循環(huán)狀態(tài)工藝流程 從圖 11 中可以看出，注塑機的控制過程是順序控制。能夠?qū)崿F(xiàn)這個要求和控制功能的方法很多，如繼電器、 PLC、單片機等。 傳統(tǒng)的繼電器 控制價格低廉，它 是針對一定的生產(chǎn)機械，固定的生產(chǎn)工藝而設(shè)計，采用硬件接線方式安裝而成，為接線程序控制，只能進行開關(guān)量的控制，接線多，可靠性差，修改不容易，維修不方便。 單片機控制是 程序存儲 控制，在設(shè)計時硬件和軟件均要設(shè)計，抗干擾性能差，不通用，并且需要有接口電路與之配套。 PLC控制有如下的優(yōu)點： （ 1） 抗干擾能力強和可靠性強。 （ 2） 采用模塊化組合式結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)構(gòu)成十分靈活、可根據(jù)需要任意組合、易于維修、易于實現(xiàn)分散式、異地控制。 （ 3） 編程簡單、使用方便。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 （ 4） 擴充方便、組合靈活。 （ 5） 體積小、重量輕、功耗低。 （ 6） 具有很高的性能價格比。 通過上述綜合比較，繼電器控制雖然價格最低，但是它 修改不容易，維修不方便 ；單片機控制雖然能夠滿足要求，但是它設(shè)計復(fù)雜，抗干擾性差， 在軟硬件開發(fā)時 對人員的技術(shù)水平要求較高，一般應(yīng)具有一定的計算機專業(yè)知識，不通用 ；PLC 控制不僅綜合了以上兩種控制方法的優(yōu)點，還克服了它們的不足，所以， 最終我選擇了用 PLC 來控制。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 2 章 硬件設(shè)計 PLC 機型的選擇 機型選擇時要考慮功能要求、 I/O 點數(shù)和內(nèi)存等幾項內(nèi)容。 功能確定 注塑機生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模、 注射臺前進、注射、保壓、解壓、注射臺后退、開模等工序。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。 本設(shè)計中的液壓油泵電 機由交流接觸器完成開、停控制。油泵電機接觸器、各液壓閥上的電磁鐵得電和時間繼電器動作與否均由 PLC 控制。 工作方式要求除了自動工作方式外，為了便于設(shè)備的調(diào)整及單件產(chǎn)品生產(chǎn)，注塑機還設(shè)有手動工作方式。即注塑機的每一個工步都設(shè)有一個按鈕。當(dāng)選擇“自動”工作方式時，按下起動按鈕后，注塑過程自動完成；選擇“手動”時，當(dāng)某個按鈕按下時，機器就執(zhí)行該按鈕對應(yīng)的動作。 根據(jù)對注塑機的工藝過程和功能的分析，其輸入信號有安全門開關(guān) SQ SQ2，行程開關(guān) SQ SQ SQ SQ SQ7，自動循環(huán)起動 按鈕 SB1 和停止按鈕 SB2，工作方式選擇開關(guān) SA1 SA12，熱繼電器 FR1，各工序手動按鈕 SB3～ SB9，油泵電機起動按鈕 SB10 和停止按鈕 SB11 以及油泵電機過載消除按鈕 SB12。輸出信號有 YV1～ YV7 共 7 個電磁閥，油泵電機運行接觸器 KM1 和三個指示燈 HL1～HL3。 I/O 點數(shù)大概為 22 點輸入、 11 點輸出，且均為數(shù)字量。根據(jù)輸入輸出點數(shù)可選擇功能適合的 PLC。 大多數(shù)情況下， PLC 的內(nèi)存均能滿足用戶的需要。由于本課題所設(shè)計的要求的 I/O 點數(shù)不是很多，可選用小型機即可滿足要求。 根據(jù)以上分析， 初步估計小型機即可滿足要求。 通過在小型機市場上一些調(diào)查了解， SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200 系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價格比。適合我國的國情，洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 特別適合用于小型企業(yè)。 S7200PLC 系統(tǒng)是緊湊型可編程序控制器。系統(tǒng)的硬件構(gòu)架由成系統(tǒng)的 CPU 模塊和豐富的擴展模塊組成。它能夠滿足各種設(shè)備的自動化控制需求。 S7200 除具有 PLC 基本的控制功能 外，其性能更在如下方面有其獨到之處： 指令內(nèi)容包括位邏輯指令、計數(shù)器、定時器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運算指令、 PID 指令、字符串指令、時鐘指令、通訊指令，以及和智能模塊配合的專用指令等一系列的邏輯指令。 STEP7Micro/WIN32 編程軟件為用戶提供了開發(fā)、編輯和監(jiān)控的良好編程環(huán)境。全中文的界面、中文的在線幫助信息、 Windows 的界面風(fēng)格以及豐富的編程向?qū)?，能使用戶快速進入狀態(tài)，得心應(yīng)手。 S7200 將一個微處理器、一個集成的電源和若干數(shù)字量 I/O 點接在 一個緊湊的封裝中，組成一個功能強大的 PLC。西門子提供多種類型的 CPU 以適應(yīng)各種應(yīng)用要求。不同類型的 CPU 具有不同的 CPU 目前提供的 S7200CPU 有： CPU22CPU22 CPU22 CPU226 和 CPU226XM。對于每個型號，西門子提供 DC（ 24V）和 AC（ 120V～ 220V） 兩種電源供電的 CPU 類型。 S7200CPU 為了擴展 I/O 點和執(zhí)行特殊的功能，可以連接擴展模塊（ CPU221 除外）。主要有數(shù)字量 I/O 模塊、模擬量 I/O 模塊、通訊模塊和特殊功能模塊。每種模塊中又有很多類型，足夠滿足不 同類型用戶的需求。 根據(jù)對本課題的了解，本課題的 I/O 點數(shù)大概為 22 點輸入、 11 點輸出，且均為數(shù)字量?？紤]到要留有適量的余量以做備用，因此，一般可以按實際需要的10%～ 15%選擇。根據(jù)上述幾條， CPU224（ 14入 /10出 ） 加兩個擴展模塊或者 CPU226都能滿足要求。但是考慮到若使用 CPU224，輸出模塊中只用到一個輸出點，也不大經(jīng)濟。在定義號分配時也必須根據(jù)模塊上的點進行分配，比較麻煩。使用CPU226，輸入輸出點都恰好滿足需要并留有一定的余量，分配定義號時也比較方便。因此，我選擇了 S7200 CPU226 DC/DC/DC。它的 I/O 點數(shù)為 24/16,可以滿足需要。 CPU226 的主要技術(shù)參數(shù)如表 21 所示。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 表 21 CPU226主要技術(shù)參數(shù) CPU 226 技術(shù)數(shù)據(jù) 描述 CPU 226 DC/DC/DC 物理特性 尺寸 (W X H X D) 196 x 80 x 62 mm 重量 550 g 功耗 11 W I/O 特性 本機數(shù)字量輸入 24 輸入 本機數(shù)字量輸出 16 輸出 本機模擬量輸入 無 本機模擬量輸出 無 常規(guī)特性 定時器總數(shù) 256 個 1ms 4 個 10ms 16 個 100ms 236 個 計數(shù)器總數(shù) 256(由超級電容或電池備份 ) 時間中斷 2 個 1ms 分辨率 邊沿中斷 4 個上升沿和 /或 4 個下降沿 集成的通信功能 接口 2 個 RS485 接口 輸入電源 輸入電壓 至 VDC 輸入電流 150mA (僅 CPU， 24 VDC)/1050mA (最大負載， 24 VDC) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 I/0 定義號分配 輸入點分配如表 22 所示，輸出點分配如表 23 所示。 表 22 S7200型 PLC I/O定義號分配（輸入點） 序號 符號 定義號 功能 備注 1 SQ1 前安全門 行程開關(guān) 2 SQ2 后安全門 行程開關(guān) 3 SQ3 自動鎖模 行程開關(guān) 4 SQ4 自動注射臺前進 行程開關(guān) 5 SQ5 自動解壓 行程開關(guān) 6 SQ6 自動注射臺后退 行程開關(guān) 7 SQ7 自動開模 行程開關(guān) 8 SB1 自動運行起動 行程開關(guān) 9 SB2 自動運行停止 按鈕 10 SB3 手動鎖模 按鈕 11 SB4 手動注射臺前進 按鈕 12 SB5 手動注射 按鈕 13 SB6 手動保壓 按鈕 14 SB7 手動解壓 按鈕 15 SB8 手動注射臺后退 按鈕 16 SB9 手動開模 按鈕 17 SB10 油泵電機啟動 按鈕 18 SB11 油泵電機停止 按鈕 19 SB12 油泵電機過載消除 按鈕 20 FR1 油泵電機熱繼電器 21 SA11 工 作方式選擇：自動 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 22 SA12 工作方式選擇：手動 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 23 S7200型 PLC I/O定義號分配（輸出點） 序號 符號 定義號 功能 備注 1 YV1 鎖模 DC24V 電磁閥 2 YV2 注射臺前進 DC24V 電磁閥 3 YV3 注射 DC24V 電磁閥 4 YV4 保壓 DC24V 電磁閥 5 YV5 解壓 DC24V 電磁閥 6 YV6 注射臺后退 DC24V 電磁閥 7 YV7 開模 DC24V 電磁閥 8 KM1 油泵電機運行接觸器 AC220V 9 HL1 自動運行指示 LED（ DC24V， GN） 10 HL2 手動運行指示 LED（ DC24V， GN） 11 HL3 油泵電機過載指示 LED（ DC24V， RD） I/O 點接線圖 根據(jù)對注塑機的工藝過程和功能的分析，其輸入信號有安全門開關(guān) SQ SQ2，行程開關(guān) SQ SQ SQ SQ SQ7，自動循環(huán)起動按鈕 SB1 和停止按鈕 SB2，工作方式選擇開關(guān) SA1 SA12，熱繼電器 FR1，各工序手動按鈕 SB3～ SB9，油泵電機起動按鈕 SB10 和停止按鈕 SB11 以及油泵電機過載消除按鈕 SB12。輸出信號有 YV1～ YV7 共 7 個電磁閥，油泵電機運行接觸器 KM1 和三個指示燈 HL1～HL3。 I/O 點數(shù)大概為 22 點輸入、 11 點輸出，且均為數(shù)字量。 輸入 /輸出單元通常也稱 I/O 單元或 I/O 模塊，是 PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為 PLC對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時 PLC 又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以 實現(xiàn)控制目的。 根據(jù)上述 I/O 點分配和 CPU226 的端子接線圖規(guī)范，畫出 PLC 的 I/O 點接線圖，如圖 21 所示。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 S Q 1S Q 2S Q 3S Q 4S Q 5 S Q 6S Q 7S B 1S B 2S B 3S B 4S B 5S B 6S B 7S B 8S B 9S B 1 0S B 1 1S B 1 2F R 1S A 1 1S A 1 22 4 VI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 51 M2 MY V 1Y V 2Y V 3Y V 4Y V 5Y V 6Y V 7K M 1H L 1