【正文】 模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便 ,在 I／ O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、 I／ O 模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。 IO 服務(wù)掃描階段 CPU 在內(nèi)存中設(shè)置兩個(gè)暫存區(qū)，一個(gè) 是輸入暫存區(qū)（輸入映象寄存器），一個(gè)是輸出暫存區(qū)（輸出映象寄存器），執(zhí)行用戶程序時(shí)，用到的輸入值從輸入暫存區(qū)中取得，結(jié)果放在輸出暫存區(qū)。 6 與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的階段 目 前的大中型 PLC 都 是用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的交換，比如，controllogix 使用 control， quantum 使用 MODBUS 。 WDT故障可能由CPU 硬件引起，也可能用戶程序執(zhí)行時(shí)間太長(zhǎng)，使 掃描時(shí)間超過(guò) WDT時(shí)間而引起的，用編程器可以消除故障。 選擇的基本原則 在功能滿足要求 的前提下，選擇最可 靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型 ； 在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 ＰＬＣ ； 對(duì)于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶Ａ／ Ｄ轉(zhuǎn)換、Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求 ； 而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)ＰＩＤ運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)。一般達(dá) 30 萬(wàn)小時(shí)以上。與計(jì)算機(jī)相連。也就是通過(guò)輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。光電三級(jí)管：在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)。斷電內(nèi)容消失。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。 存儲(chǔ)器 具有記憶 功能的半導(dǎo)體電路。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動(dòng)器。比如現(xiàn)在比較流行的工業(yè)以太網(wǎng)等，對(duì)通信有特殊要求的用戶。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。其中 PLC 特有的編程語(yǔ)言 — 梯形圖一直沿用至今。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。我國(guó)在這方面與國(guó)外相比還存在較大的差距， PLC 在注塑機(jī)上的應(yīng)用還僅僅停留在簡(jiǎn)單的邏輯控制上面，甚至大部分廠家還使用繼電器作為控制器。 PLC強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，使其應(yīng)用領(lǐng)域從單機(jī)自動(dòng)化、生產(chǎn)線自動(dòng)化，擴(kuò)大到車間及工廠生產(chǎn)綜合自動(dòng)化，最終建立計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ Computer Integrated Manufacturing System， CIMS）、智能制造系統(tǒng)（ Intelligent Manufacturing System， IMS）。 1 注塑機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng) 2 摘 要 本論文主要闡述了 XSZY250A 型注塑機(jī)的機(jī)電系統(tǒng)控制問(wèn)題?？删幊绦蚩刂破鳎?Programmable Controller， PLC）是一種介于計(jì)算機(jī)和簡(jiǎn)單順序控制器之間的自動(dòng)控制裝置 ,在硬接線邏輯控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型技術(shù) ,得益于微電子和控制技術(shù)的發(fā)展與綜合，在 三十年時(shí)間內(nèi)，迅速發(fā)展成為一種多功能、智能化的綜合控制器系統(tǒng)。針對(duì)注塑機(jī)全電氣化控制發(fā)展要求，國(guó)外（日本、奧地利等）采用 PLC 研制成功了全電氣化注塑機(jī)。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。這樣，使 PLC 得功能大大增強(qiáng)。近期的 PLC（ 80年代中、后期至今）進(jìn)入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的 PLC 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。內(nèi)診斷是 PLC 內(nèi)部各部件性能和功能的診斷，外診斷是中央處理機(jī)與 I/O 模塊信息交換的診斷；串行接口（ RS232C），一般中型以上的 PLC 都提供一個(gè)或一個(gè)以上串行標(biāo)準(zhǔn)接口（ RS232C），以例連接打印機(jī)、 CRT、上位計(jì)算機(jī)或另一臺(tái) PLC8；通信功能，現(xiàn)在的 PLC 能夠支持多種通信協(xié)議。然后由 CPU 把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。 CPU 通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線與 I/O 接口電路相連接。由只讀存儲(chǔ)器、 ROM 組成。用戶使用的。發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電 信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的 4 光信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào) 0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線圈沒(méi)有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。二種是通過(guò) PLC 的 RS232 口。 PLC 的特點(diǎn) 可靠性高 由于可靠性是用戶首選依 據(jù)，應(yīng)此每個(gè) PLC 廠商都將可靠性作為第一指標(biāo)，以單片機(jī)為核心在硬件和軟件上 采取大量抗干擾措施，提升 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間。采用積木式模塊或結(jié)構(gòu)具有較大的靈活性和擴(kuò)展性， 可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求或運(yùn)行情況隨時(shí)對(duì)程序 5 進(jìn)行再線修改 不用改硬線。 PLC 的工作過(guò)程 自監(jiān)視掃描階段 為 了保證工作的可靠性， PLC 內(nèi)部具有自監(jiān)視或自診斷功能，自監(jiān)視功能是由監(jiān)視定時(shí)器（ WDT， watchdog timer）完成的， WDT 是一個(gè)硬件時(shí)鐘，自監(jiān)視過(guò)程主要是檢查及復(fù)位 WDT，如果在復(fù)位前掃描時(shí)間已經(jīng)超過(guò) WDT 的設(shè)定值， CPU將停止運(yùn)行， IO復(fù)位，給出報(bào)警信號(hào)，這種故障稱為 WDT 故障。 與編程器交換信息階段 用戶使用編程器（計(jì)算集中的編程軟件）對(duì) PLC 進(jìn)行用戶程序的上傳、下載或者使用上位機(jī)中的 SCADA 系統(tǒng)對(duì) PLC 進(jìn)行監(jiān)視控制時(shí)， PLC 的 CPU 交出控制權(quán)，處于被動(dòng)狀態(tài)，上述工作完成或達(dá)到信心交換的規(guī)定時(shí)間后， CPU 重新得到總線權(quán)，恢復(fù)主動(dòng)狀態(tài)。該階段中，根據(jù)用戶程序中的指令， PLC從輸入狀態(tài)暫存區(qū)和其他軟元件的暫存區(qū)中將有關(guān)狀態(tài)讀出，從第一條指令開始順序執(zhí)行，每一步的執(zhí)行結(jié)果存入輸出狀態(tài)暫存區(qū)。 PLC 機(jī)型的選擇步驟與原則 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： 7 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要 開關(guān) 量控制的設(shè)備都可滿足。 響應(yīng)速度要求 系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。 機(jī)型盡量統(tǒng)一 ， 一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC的機(jī)型統(tǒng)一。 8 PLC 容量的選擇步驟與原則 I／ O 點(diǎn)數(shù)的選擇 PLC 平均的 I／ O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I／ O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的 I／ O 點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。 PLC 的 I／ O 點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了 PLC 系統(tǒng)的功能要求，因此可在 I／ O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加 20％ ~30％的裕量 。 S7200PLC 可提供 4個(gè)不同的基本型號(hào)與 8種 CPU 可供選擇使用。 SIMATIC 人機(jī)界面（ HMI）從 S7300 中取得數(shù)據(jù)， S7300 按 用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。 （ 3） SIMATIC S7400 PLC ， S7400 PLC 是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。 10 3 塑料模 簡(jiǎn)介 塑料模具分類 按照塑料制品成型方法分類 （ 1） 壓塑模： 塑料裝在受熱的型腔或加料室內(nèi)，然后加壓。 （ 3） 注射模： 塑料在注射機(jī)上裝有螺桿攪拌的料筒內(nèi)受熱進(jìn)行塑化，達(dá)到半熔融狀態(tài)時(shí)，在壓力作用下熔料通過(guò)模具的注射系統(tǒng)進(jìn)入到有一定溫度的型腔內(nèi)固化成塑料制品。 開車前應(yīng)做好：檢查各運(yùn)動(dòng)部位（拉桿、導(dǎo)軌、導(dǎo)桿、油缸等）表面是否清潔，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件 進(jìn)行潤(rùn)滑，檢查緊固件是否松動(dòng)，電路、油路、水管是否連接可靠，加熱裝置是否連接可靠，熱電偶與料斗接觸是否良好，檢查液壓裝置的油量，打開冷卻系統(tǒng)。 注射機(jī)的操作 及維護(hù) 操作安全 每次操作前檢查注射機(jī)的安全門是否可靠。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，手不得伸入噴嘴和模具澆口之間或注射機(jī)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位。如果料筒中有剩余冷料。 （ 3） 塑化部位的裝拆 。 12 注塑機(jī)的維護(hù) 首先使用上要注意上面提到的問(wèn)題。 檢查工作分每天檢查和定期檢查 ， 每天檢查：加熱圈裝置是否工作正常，熱電偶接觸 是否良好；溫度控制儀是否在 0 位；各電氣開關(guān)，特別是安全門和緊急停車開關(guān)情況；模具安裝固定螺栓情況；冷卻水循環(huán)的供應(yīng)情況；檢測(cè)儀表，如壓力表、功率表、轉(zhuǎn)速表等；油箱內(nèi)的油量；運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑。為減少能量的損失，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng) 的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。 過(guò)去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對(duì)水、空氣等的污染控制往往不夠重視。 主動(dòng)維護(hù) 開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)。 液壓 CAD 技術(shù) 充 分利用現(xiàn)有的液壓 CAD 設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識(shí)庫(kù)信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì) 制造 銷售 使用 設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。為此將液壓系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟及主要內(nèi)容用程序流程圖畫出來(lái)，幫助大家更系統(tǒng)地掌握這部分內(nèi)容。由于驗(yàn)算一般比較復(fù)雜，本章省略了這部分內(nèi)容。圖 中各步驟不是固定不變的。其總 控制 是一步一步按進(jìn) 順序 行。它把整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)時(shí)間段，在這段時(shí)間里可以有一個(gè)輸出，也可有多個(gè)輸出，但他們各自狀態(tài)不變。如步是根據(jù) PLC 輸出狀態(tài)的變化來(lái)劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出狀態(tài)不變，但是相鄰步之間輸出狀態(tài)是不同的。但這四步的狀態(tài)改變都必須是由 PLC 輸出狀態(tài)的變化引起的，否則就不能這樣劃分，例如從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)與輸 PLC 出無(wú)關(guān)，那么快進(jìn)和工進(jìn)只能算一步。法用轉(zhuǎn) 順序控制設(shè)計(jì) 換條件 控制 代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的變 順序 化，然后用代表各步的編程元件去各 控制 輸出繼電器。 ② 工藝流程分解若干步，每一步表示一穩(wěn)定狀態(tài)。 ⑥ 急停信號(hào)的處理。液壓油才能進(jìn)入電液換向閥 5右位控制腔。合模缸右腔 油液經(jīng)電液換向閥 5和冷卻器回油箱。 高壓合模 當(dāng)動(dòng)模板撞及行程開關(guān)規(guī)定的距離段，壓下高壓鎖模行程開關(guān)時(shí)，電磁鐵13YA 失電（電磁鐵 2YA、 3YA 得電）泵 1卸荷泵 2供油，系統(tǒng)壓力由高壓電磁溢流閥 4控制，進(jìn)行高壓合模。 注射 根據(jù)制品和注射工作條件，注射螺桿以一定的壓力和速度 將料筒前端熔料經(jīng) 噴嘴注入到模腔。 19 快速注射 電磁鐵 1YA、 2YA、 7YA、 8YA、 10YA 和 12YA 得電泵 2 的壓力油經(jīng)電液換向閥 11 右位而不經(jīng)過(guò)單向截流閥 14 經(jīng)入注射缸右腔使注射速度加快。保壓壓力由遠(yuǎn)程控制閥 18 調(diào)節(jié)，泵 2 供的多余油由電磁溢流閥 4 回油箱。 防流延 電磁鐵 2YA、 7YA 和 9YA 得電，泵 1 卸荷泵 2 的壓力油一方面經(jīng)電磁換向閥 11 的左位進(jìn)入注射座移動(dòng)缸右腔使噴嘴和模具保持 接觸，另一方面壓力油經(jīng)電液換向閥 11 的 2 進(jìn)入注射缸左位使螺桿強(qiáng)制的移減少料桶的前端壓力防止在注射 座整體后退使，噴嘴端部物料的流出注射缸右腔和移動(dòng)缸左 腔油液分別經(jīng)電液換向閥 11 的左位和電磁換向閥 9 的右位回油箱 。 （ 2） 快開模 電磁鐵 1YA、 2YA和 4YA 得電，泵 2雙泵供油經(jīng)電液換向閥 5的左右進(jìn)入合模缸有右腔使開模速度提高。 頂出缸前進(jìn) 電磁鐵 2YA 和 5YA 得電，泵 1卸荷泵 2的壓力油經(jīng)電液換向閥 8的左位單向截流閥 7 進(jìn)入頂出缸左腔推動(dòng)頂桿頂出制品，其運(yùn)動(dòng)速度由單向截流閥 7 調(diào)節(jié)，此時(shí)壓力由電磁 溢流閥