【正文】 Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2S 7 2 0 0自 動 運 行 指 示 燈手 動 運 行 指 示 燈油 泵 電 機 過 載 指 示 燈+1 L2 L3 LC P U 2 2 6 C N3 M 圖 21 I/O 端子接線圖 主電路設(shè)計 在本次設(shè)計的主回路中，用交流接觸器 KM1 控制油泵電動機 M1，由繼電器 FR1 實現(xiàn)過載保護(hù)，自動開關(guān) QF0 為總電源開關(guān)，既可以完成主回路的短路保護(hù)又起到隔離三相交流電源的作用，使用和維修更便捷。 I/0 定義 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) SQSQ2，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。 本次設(shè)計的注塑機，通過計算，需要 22 個輸入點、 11 個輸出點， 且均為數(shù)字量。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴展不能滿足要求時，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；同時，有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時要注意。用戶的存儲量在滿足基本的控制要求外，一般留有 10％ ～ 25％ 的考慮裕量。而 FXlS422BD 價格就是 ，還不到 400 元。 通過上述綜合比較， PLC 控制不僅擁有以上兩種控制方法的優(yōu)點，還克服了它們的不足，所以，最終選擇了用 PLC 來控制。 （ 3） 編程簡單、使用方便。這種控制方式由于采用導(dǎo)線連接，僅適用于某一個固定的工藝過程，一旦過程有變化就得重新連接、安裝，存在研制和調(diào)試時間長、修改不方便、壽命短、可靠性差、故障檢查困難、控制精度低等不足，注塑機水平難以提高，也缺乏市場競爭力。 3. 硬件部分設(shè)計，包括 I/O 定義分配，繪制 I/O 模塊接線圖 , PLC 外部接線圖，設(shè)計主電路圖和液壓控制回路。當(dāng)完全冷卻定型后，模具打開，在頂 出機構(gòu)的作用下，制件被頂出，從而完成一個注塑成型周期。同時，合模油缸中的壓力油推動合模機構(gòu)動作，移動模板使模具閉合。在螺桿筒外加熱和螺桿剪切熱的作用下，物料實現(xiàn)其物理狀態(tài)的變化，最后成黏流態(tài)，并形成一定的壓力。 圖 11 注塑機結(jié)構(gòu)簡化示意圖 各種注塑機完成注塑成型的動作可能不完全相同，但其成型的基本過程還是相同的。 基本上全電動注射機具備以下三大優(yōu)點： 1. 精密度高且具極佳之重復(fù)性。 液壓傳動技術(shù)的優(yōu)勢：由于與傳統(tǒng)相關(guān)的原因，液壓傳動系統(tǒng)也具備有電動機所沒有的優(yōu)勢。 在注射機中采用電動機而不是液壓系統(tǒng)，這為塑料加工者帶來了能源需求降低、操作環(huán)境友好和低噪聲的優(yōu)點，更低的保養(yǎng)要求是采用電動注射機的又一個好處。以加拿大 HUSKY 公司為代表的瓶坯機、包裝機，集中體現(xiàn)了高新技術(shù)含量的特征。自 20 世紀(jì) 60 年代末美國費洛斯公司首先使用計算機控制技術(shù)開始，經(jīng)過 20 世紀(jì) 80 年代 以后的高速發(fā)展，它已經(jīng)不再是簡單的動作控制，而是包括熔體溫度、注射壓力、注射速度、保壓時間、冷卻過程、保壓時間、冷卻過程及液壓回路等多種參數(shù)的綜合控制。注射機的高效率主要體現(xiàn)在工作節(jié)拍 快，制品周期短，普遍比過去提高 24%以上。注射壓力從過去的 120150Mpa 提高到目前的 180250Mpa。其中以美國最為明顯，在 1980 年全美國約有 140 臺10000KN 以上鎖模力的大型注射機投入市場，到 1985 年增至 500 臺。我國塑料機械 2020 年銷售總額在70 億元人民幣左右，以臺數(shù)計約為 5 萬臺，其中 40%左右是注射成型機。必將推動注塑生產(chǎn)的長足進(jìn)步和繁榮發(fā)展，為社會提供高質(zhì)量產(chǎn)品的同時，還可排除安全隱患、保障生命和財產(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富。 近年來，隨著國外新型注塑機大量進(jìn)入中國市場，中國用戶對國外注塑機的性能 (如作業(yè)可靠性、效率等 )有了較深入的了解。目前世界上 80%的工程塑料制品采用注射成型加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。塑料在材料結(jié)構(gòu)中所 占的比例正在逐年上升。因而，對注塑機的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造很有研究必要。 PLC 在注塑機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 摘 要 由于注塑過程是一個非穩(wěn)定、非恒溫的過程，在合模、注射、升 (降 )溫等各生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)將直接影響塑料制品的品質(zhì)，因而對注塑機的控制系統(tǒng)提出了很高的要求。繼電器動作慢，定時不準(zhǔn)確，系統(tǒng)控制精度差等。塑料具有諸多優(yōu)良特性，如質(zhì)地輕巧、耐水、耐化學(xué)腐蝕，塑料制品外形美觀、便于加工安裝，具有優(yōu)異的電氣特性及化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良的吸震和消聲隔離作用，能很好地與金屬、玻璃、木材及其它材料相膠結(jié)等，正是由于塑料具有諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各部門和日常生活中。 注射成型是加工塑料制品的主要方法之一，這種方法能制得外形復(fù)雜、尺寸精確和帶有金屬嵌件的制品，對各種聚合物加工的適應(yīng)性強，易于實現(xiàn)全自動化生 產(chǎn)，因此在塑料機械中占有很大比重。以此為對象研究注塑成型的控制系統(tǒng)及過程監(jiān)測，對改進(jìn)加工手段，提高塑料制品質(zhì)量、推動注塑工業(yè)的發(fā)展有著重要作用。 綜上所述，開展基于 PLC 的注塑機的控制研究，是一個既有理論意義，又有很高應(yīng)用價值的研究課題。今年來，汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等行業(yè)對注塑制品日益增長的需要，更推動了注射成型技術(shù)水平的發(fā)展和提高。到了 20 世紀(jì) 70 年代中后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別是汽車、船舶、宇航、機械以及大型家用電器方面的廣泛應(yīng)用，使大型注射機得到了迅速發(fā)展。注射速度從過去的 100mm/s 提高到現(xiàn)在的 250mm/s，有的達(dá)到 450mm/900mm/s。變頻調(diào)速控制、伺服控制技術(shù)的注射機，其能耗進(jìn)位傳統(tǒng)機器的 30%。注射機的控制技術(shù)經(jīng)歷了繼電器、接觸器控制以及可編程控制器控制和專用計算機控制的發(fā)展過程。 目前注射機發(fā)展的另一個重要方面，是各種專用注射機，如排氣式注射機、發(fā)泡注射機、多色注射機等。日本四個品牌注塑機分別為東洋、住友、日精和東芝。電動傳動技術(shù)，沒有漏油現(xiàn)象，維修方面，縮短了生產(chǎn)周期。對于大型機器和經(jīng)過成本優(yōu)化的中型機器來說這些優(yōu)勢就顯得非常有價值 。 注塑機的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理 注塑機根據(jù)注射成型工藝要求是一個機電一體化很強的機種，主要由注塑部件、鎖模部件、機身、液壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、加料裝置等組成，如圖 11 所示。在此輸送過程中，物料被逐漸壓實，物料中的氣體由加料口排出。到此，預(yù)塑完畢。模腔中的融料經(jīng)過冷卻，由黏流態(tài)回復(fù)到玻璃態(tài)，從而定型，獲得一定尺寸精度和表面光潔度的制品。 2. 分析注塑機的工藝流程，擬訂控制系統(tǒng)的總體方案。 20 世紀(jì) 60 年代采用繼電器、接觸器控制，大多數(shù)為開環(huán)方式，由行程開關(guān)和擋塊進(jìn)行動作程序的切換控制。 （ 2） 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強。 （ 6） 具有很高的性價比。比如，三菱 FX2N128MR001 系列，價格是。對于 I/0 點的選擇原則是應(yīng)保有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，但是因?PLC的 I/0 點數(shù)與 價格成正比，若留有太多的空余點，會使成本大大增加，因此在實際的應(yīng)用過程中，一般是根據(jù)輸入、輸出信號的總點數(shù)，并考慮以后的擴充，選用 10％～ 15％ 的備用量。 對于小的系統(tǒng)， 如 80 點以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴展，當(dāng)系統(tǒng) 較大時，就要擴展。 PLC 的這種模塊化設(shè)計為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。通過綜合比較，選用西門子 S7200， CPU226。 表 21 S7200 型 PLC I/O 定義號分配 輸 入 輸 出 前安全門 SQ1 鎖模 YV1 后安全門 SQ2 注射臺前進(jìn) YV2 自動鎖模 SQ3 注射 YV3 自動注射臺前進(jìn) SQ4 保壓 YV4 自動解壓 SQ5 解壓 YV5 自動注射臺后退 SQ6 注射臺后退 YV6 自動開模 SQ7 開模 YV7 自動運行起動 SB1 油泵電機運行接觸 KM1 自動運行停止 SB2 自動運行指示 HL1 手動鎖模 SB3 手動運行指示 HL2 手動注射臺前進(jìn) SB4 油泵電機過載指示 HL3 手動注射 SB5 手動保壓 SB6 手動解壓 SB7 手動注射臺后退 SB8 手動開模 SB9 油泵電機啟動 SB10 油泵電機停止 SB11 油泵電機過載消除 SB12 油泵電機熱繼電器 FR1 工作方式選擇：自動 SA11 工作方式選擇：手動 SA12 PLC 外部接線圖 根據(jù)上述 I/O 點分配，畫出 PLC 的 I/O 點接線圖，如圖 21 所示。 G1中包括電磁閥的直流電源、整流過濾電源、開關(guān)電源和穩(wěn)壓源。考慮到整個工作流程中所需油量都不大，從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用了限壓式變量葉片泵作為油源。本系統(tǒng)采用液控單向閥來鎖緊（如圖）。本系統(tǒng)有兩個保壓回路，首先，換向閥 10處 于中位時，可以通過液控單向閥 12保壓；其次，換向閥 11處于右位時，可以繼續(xù)往液壓缸 15的右腔進(jìn)油，補充減少的壓力。 表 22 液壓元件明細(xì)表 1 油泵 9 三位四通電磁換向閥 2 液控單向閥 10 三位四通電磁換向閥 3 液控單向閥 11 二位二通電磁換向閥 4 溢流閥 12 液控單向閥 5 減壓閥 13 鎖模液壓缸 6 減壓閥 14 注射臺移動液壓缸 7 減壓閥 15 注射液壓缸 8 三位四通電磁換向閥 電磁鐵得電順序如表 23 所示。 首先，選擇一些輔助繼電器代表控制中的各個步序，從“原位”至“開?！钡母鱾€工步（“開模結(jié)束”和 “頂出產(chǎn)品”時電磁閥不動作，不當(dāng)成工步）選用 。 注塑機的流程圖分為兩大部分，左邊為手動部分，右邊為自動部分。此外代表工步的輔助繼電器電器框外還繪有此工步時 PLC應(yīng)有的輸出，如閉模工步時，電磁閥 YV1（ ） 置 1。一是用程序語言說明功能圖中代表各工步的輔助繼電器的復(fù)位、置位條件；二是說明代表各工步的輔助繼電器與輸出的關(guān)系，梯形圖如圖 32所示。組態(tài)軟件的功能和特點可歸納如下：概念簡單，易于理解和使用；功能齊全，便于方案設(shè)計；實時性與并行處理；建立實時數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運行；利 用豐富的“動畫組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動的動態(tài)畫面；引入“運行策略”的概念。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。 圖 42 工程向?qū)е? 在工程路徑文本框中輸入一個有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。 點擊“完成”，則完成了一個新工程的建立。同時支持畫面之間的圖形對象拷貝，可重復(fù)使用以前的開發(fā)結(jié)果。 根據(jù)本設(shè)計要求，畫出本系統(tǒng)工作所需要圖畫如圖 45 所示。單擊“下一步”，選擇地址為“ 2”。至于新建的設(shè)備相當(dāng)于一個中間裝置，它將實物 PLC 與自己建造的變量聯(lián)系起來，相當(dāng)于把程序與界面聯(lián)系了起來，為以后的控制做好了準(zhǔn)備。 圖 47 定義變量 在變量類型中選取變量類型，一般的變量類型有“內(nèi)存”和“ IO”兩種類型，在這兩種類型中又分“離散、整數(shù)、實數(shù)、字符串形”。 本設(shè)計所有的定義變量如圖 48 所示 。 在對話框中有各種連接，根據(jù)設(shè)計需要選擇，分別選擇“水平移動”和“垂直移動”兩種連接方式，或者別的連接方式。 經(jīng)過編寫，本設(shè)計命令語言如圖 410 所示。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。尤其在課題設(shè)計的前期準(zhǔn)備階段，韓老師提出許多寶貴的設(shè)計意見，在最后的測試修改階韓老師在百忙之中抽出時間為我們提供了必要的幫助，這樣使得我們得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計開發(fā)工作，在短暫的兩個多月的相處時間里，老師淵博的知識，敏銳的思路和實事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表示 衷心的感謝和崇高的敬意。 insufficient lubrication between ball and retainer wears and weakens the retainer． In this situation， lubrication is critical if the retainer is a fully machined type． Ribbon or crown retainers， in contrast， allow lubricants to more easily reach all surfaces． Rust is a form of moisture contamination and often indicates the wrong materi