【正文】 模力）。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 課題總體設(shè)計(jì)方案 注塑機(jī)構(gòu)成 一般注塑機(jī)包括注射裝置、合模裝置、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等。隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，此傳統(tǒng)控制方法的缺點(diǎn)越來越顯著地表現(xiàn)出來，如維修量大，繼電器壽命短，接線相當(dāng)復(fù)雜。 迄今為止，用這種方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品覆蓋了幾乎 40%的日常生活中塑料制品。最后，在軟件設(shè)計(jì)中，通過學(xué)習(xí)使用西門子 STEP7 編程軟件進(jìn)行編程和調(diào)試。因此，開展基于 PLC 的注塑機(jī)的控制研究。必將推動注塑生產(chǎn)的長足進(jìn)步和繁榮發(fā)展，不僅為社會提供高質(zhì)量產(chǎn)品，還可排除安全隱患、保障生命和財(cái) 產(chǎn)、 節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，提供更加重要的無形的社會財(cái)富。通過使用 PLC 對注塑機(jī)控制系統(tǒng)的改造，不僅能夠達(dá) 到 原有的控制功能，而且還提高了控制系統(tǒng)的精度，方便維修。 注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似，一般螺桿式注塑機(jī)的成型工藝過程是：首先將粒狀或粉狀塑料加入機(jī)筒內(nèi)，并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機(jī)筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后機(jī)器進(jìn)行合模和注射座前移，使 噴嘴貼緊模具的澆口道，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進(jìn)，從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品（保壓的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔內(nèi)補(bǔ)充物料，以及保證制品具有一定的密度和尺寸公差）。采用有觸點(diǎn)的開關(guān)動作，工作頻率低，可靠性差，易出故障。 注射裝置：它的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。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。包括統(tǒng)計(jì) I/O點(diǎn)，選擇 PLC機(jī)型，進(jìn)行 I/O定義號分配，繪制I/O模塊接線圖，設(shè)計(jì)主電路圖和液壓控制回路。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)要求和控制功能的方法很多，如繼電器、 PLC、單片機(jī)等。 （ 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(shí)現(xiàn)分散式、異地控制。 （ 6） 具有很高的性能價(jià)格比。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。即注塑機(jī)的每一個(gè)工步都設(shè)有一個(gè)按鈕。 I/O 點(diǎn)數(shù)大概為 22 點(diǎn)輸入、 11 點(diǎn)輸出，且均為數(shù)字量。 根據(jù)以上分析， 初步估計(jì)小型機(jī)即可滿足要求。適合我國的國情，洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 特別適合用于小型企業(yè)。 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(dú)到之處： 指令內(nèi)容包括位邏輯指令、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算指令、 PID 指令、字符串指令、時(shí)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。西門子提供多種類型的 CPU 以適應(yīng)各種應(yīng)用要求。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。根據(jù)上述幾條， CPU224（ 14入 /10出 ） 加兩個(gè)擴(kuò)展模塊或者 CPU226都能滿足要求。因此，我選擇了 S7200 CPU226 DC/DC/DC。 表 22 S7200型 PLC I/O定義號分配（輸入點(diǎn)） 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(jìn) 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(yùn)行起動 行程開關(guān) 9 SB2 自動運(yùn)行停止 按鈕 10 SB3 手動鎖模 按鈕 11 SB4 手動注射臺前進(jìn) 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(jī)啟動 按鈕 18 SB11 油泵電機(jī)停止 按鈕 19 SB12 油泵電機(jī)過載消除 按鈕 20 FR1 油泵電機(jī)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(jì)（論文） 9 表 23 S7200型 PLC I/O定義號分配（輸出點(diǎn)） 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(jìn) 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(jī)運(yùn)行接觸器 AC220V 9 HL1 自動運(yùn)行指示 LED（ DC24V， GN） 10 HL2 手動運(yùn)行指示 LED（ DC24V， GN） 11 HL3 油泵電機(jī)過載指示 LED（ DC24V， RD） I/O 點(diǎn)接線圖 根據(jù)對注塑機(jī)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(jī)起動按鈕 SB10 和停止按鈕 SB11 以及油泵電機(jī)過載消除按鈕 SB12。 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(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí) PLC 又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以 實(shí)現(xiàn)控制目的。 QF1 和 QF2 分別為 PLC 和 DC 的開關(guān)。 L 1L 2L 3NQ F OK M 1F R 1M 13~P EU 1V 1W 1N L↓C P U 2 2 6+ 2 4 VD C 2 4 VP L CD C 2 4 V / 8 AT C2 2 0 V隔 離 變 壓 器1 : 1Q F 1Q F 2G 1油 泵 電 機(jī)F U 1 圖 22 注塑機(jī)系統(tǒng)主電路圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 液壓控制回路設(shè)計(jì) 基本回路的選擇 ： 本系統(tǒng)采用三個(gè)液壓缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別執(zhí)行鎖模，注射臺移動和注射的動作。鎖模所需壓力比較大，可不用，因此，在注射臺移動和注射以及保壓油路的進(jìn)油路上設(shè)計(jì)三個(gè)減壓閥。由 于換向閥的 H型中位機(jī)能，所以單向閥 2和 3均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。調(diào)節(jié)減壓閥 7可以改變進(jìn)油壓力。 液壓原理圖如圖 23所示。 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)方法主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與繼電器電路轉(zhuǎn)換法、使用順序功能圖的順序控制設(shè)計(jì)法和使用起保停電路的順序控制設(shè)計(jì)法。它并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的直觀的技術(shù)語言，很容易畫出?？紤]到注塑機(jī)還有手動控制要求，用 、 、 代表注塑機(jī)的初始化狀態(tài)、自動狀態(tài)和手動狀態(tài)，并選用 至 輔助繼電器代表手動時(shí)的各個(gè)步序。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 代表原位， 代表閉模， 代表注射臺前進(jìn)， 代表注射， 代表保壓， 解壓 ，注射臺后退 開模。動作流程圖如圖 31 所示。 RM 1 5 . 01M 1 4 . 0S1I 2 . 0I 2 . 4 M 1 5 . 0S1M 1 5 . 0I 2 . 1I 0 . 7M 1 4 . 0I 1 . 0M 1 4 . 0R1I 2 . 3SM 1 6 . 01M 1 6 . 0I 2 . 2M 1 6 . 0R1I 2 . 4S1R1M 1 4 . 1M 1 4 . 2I 2 . 5 M 1 4 . 2S1M 1 4 . 1R1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 M 1 0 . 1 I 2 . 4 I 2 . 5M 1 0 . 2I 2 . 4 I 2 . 5M 1 0 . 0S1M 1 3 . 1M 1 3 . 2I 1 . 1I 1 . 2M 1 3 . 3M 1 3 . 4M 1 3 . 5M 1 3 . 6M 1 3 . 7M 1 2 . 7S M 0 . 1I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7I 0 . 6M 1 0 . 0M 1 0 . 1M 1 0 . 2R1M 1 0 . 0I 2 . 4M 1 0 . 1S1M 1 2 . 0I 2 . 5M 1 0 . 1R1M 1 0 . 0 I 2 . 5 M 1 0 . 2S1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 I 2 . 4M 1 0 . 2R1M 1 3 . 1M 1 3 . 2M 1 3 . 3M 1 3 . 4M 1 3 . 5M 1 3 . 6M 1 3 . 7 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 M 1 5 . 0 M 1 0 . 2 I 1 . 1 M 1 3 . 1S1I 1 . 1 M 1 3 . 1R1M 1 5 . 0 M 1 0 . 2 I 1 . 2 M 1 3 . 2S1I 1 . 2 M 1 3 . 2R1M 1 5 . 0 M 1 0 . 2 I 1 . 3 M 1 3 . 3S1I 1 . 3 M 1 3 . 31RM 1 5 . 0M 1 0 . 2 I 1 . 4M 1 3 . 4S1I 1 . 4 M 1 3 . 4R1M 1 5 . 0 M 1 0 . 2 I 1 . 5 M 1 3 . 5S1I 1 . 5 M 1 3 . 5R1M 1 5 . 0M 1 0 . 2M 1 3 . 6I 1 . 6S1I 1 . 6 M 1 3 . 6R1M 1 5 . 0 M 1 0 . 2I 1 . 7M 1 3 . 7S1I 1 . 7M 1 3 . 7R1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 M O V _ BE N E N DO I NO U T M B BM 1 5 . 0 M 1 4 . 0 M 1 0 . 1M 1 1 . 0S M 0 . 1M 1 2 . 1 M 1 2 . 2 M 1 2 . 3 M 1 2 . 4 M 1 2 . 5 M 1 2 . 6 M 1 2 . 7 M 1 2 . 0E NS H L _ BE N OM B B I N O U T M B B1 NM 1 5 . 0 M 1 4 . 0 M 1 0 . 1 M 1 2 . 0 I 0 . 0 I 0 . 1M 1 1 . 0M 1 2 . 1I 0 . 2M 1 2 . 2I 0 . 3M 1 2 . 3 T 3 7M 1 2 . 4 T 3 8M 1 2 . 5 I 0 . 4M 1 2 . 6 I 0 . 5M 1 2 . 7I 0 . 6洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 T 3 7I N T O N+ 2 0 P T 1 0 0 m sT 3 8I N T O N+ 3 0 P T 1 0 0 m sM 1 2 . 3M 1 2 . 4M 1 2 . 1M 1 3 . 1M 1 2 . 2M 1 3 . 2M 1 2 . 3M 1 3 . 3M 1 2 . 4M 1 3 . 4M 1 2 . 5M 1 3 . 5M 1 2 . 6M 1 3 . 6M 1 2 . 7M 1 3 . 7Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6M 1 5 . 0M 1 4 . 1M 1 4 . 2M 1 6 . 0Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2 圖 32 梯形圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 由梯形圖可得到語句表如下： Network1 // 油泵電機(jī)啟動 LD O AN S , 1 Network 2 // 油泵電機(jī)停止 LD R , 1 Network 3 // 自動狀態(tài)啟動 LD