【文章內(nèi)容簡介】 ，功能各異，在結(jié)構(gòu)、價格、性能上也是各不相同。所以在選擇機型的時候，主要是要考慮滿足功能、確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、維護方便、性價比最合適。（2）PLC容量的選擇：容量的選擇包括I/O點數(shù)的選擇和用戶存儲器的選擇。I/O點數(shù)的選擇不僅要滿足控制要求，而且要留有一定的裕量，又由于PLC的價格是和I/O點數(shù)成正相關(guān)的，所以I/O點數(shù)力爭選擇到最合適，一般選擇10%15%的備用。用戶存儲器容量的選擇在滿足基本的控制需求外，留有10%25%的考慮裕量。（3）I/O模塊的選擇：I/O控口模塊用來實現(xiàn)PLC對工業(yè)過程的控制。在控制過程中，I/O控口模塊檢測控制現(xiàn)場的各種參數(shù)，以此作為PLC實現(xiàn)現(xiàn)場控制的依據(jù)，同時，它將PLC的處理結(jié)果傳送到被控設備，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)PLC對設備的控制。對于一些小型的系統(tǒng)，不需要擴展，CPU上的I/O點夠用了，但是對于比較大的系統(tǒng)，由于CPU上的I/O點數(shù)不夠，這時就需要進行擴展。本次設計的注塑機控制系統(tǒng)，通過計算，需要19個輸入點、16個輸出點，而且都是數(shù)字量，因此不需要進行擴展，經(jīng)過對功能需求、穩(wěn)定可靠、性價比等的考慮，最終決定選擇西門子S7200 PLC CPU 226 CN。（4）電源模塊的選擇：當有擴展模塊時，CPU通過I/O總線為其提供5V電源，所有擴展模塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU提供的電源額定值。CPU內(nèi)部+5V電源是否滿足所有擴展模塊的需要，擴展模塊的+5V電源不能外接電源，只能由CPU供給。 I/O定義與分配通過對注塑機工藝流程和功能的分析，其輸入信號有自動、手動工作方式選擇開關(guān)SA,液壓泵停止、啟動按鈕SBSB2，注塑機停止啟動按鈕SBSB4，自動運動啟動按鈕SB5，手動合模、開模按鈕SBSB7，手動保壓、卸壓按鈕SBSB9，手動注射按鈕SB10，急停按鈕SB11，行程開關(guān)SQ1SQ4，溫度檢測繼電器K，壓力檢測繼電器KP；其輸出信號有液壓泵運行KM1，注射電動機運行KM2，加熱運行KA，電磁閥YV1YV7，液壓泵運行指示HL1，注射電動機運行指示HL2，溫度到達設定值指示HL3，自動工作方式指示HL4，手動工作方式指示HL5，壓力到達設定值指示HL6。對各信號進行I/O定義分配，得到輸入點、。表 PLC I/O地址分配圖輸入輸出輸入繼電器元件輸出繼電器元件自動工作方式液壓泵運行KM1手動工作方式注射電動機運行KM2液壓泵停止按鈕SB1加熱器運行KA液壓泵啟動按鈕SB2電磁閥YV1注射電動機停止按鈕SB3電磁閥YV2注射電動機啟動按鈕SB4電磁閥YV3自動運行啟動按鈕SB5電磁閥YV4手動合模按鈕SB6電磁閥YV5手動開模按鈕SB7電磁閥YV6手動保壓按鈕SB8電磁閥YV7手動卸壓按鈕SB9液壓泵運行指示HL1手動注射按鈕SB10注射電動機運行指示HL2急停按鈕SB11溫度到達設置值指示HL3合模到位SQ1自動工作方式指示HL4注射結(jié)束SQ2手動工作方式指示HL5開模到位SQ3壓力到達設置值指示HL6預塑結(jié)束SQ4溫度檢測繼電器K壓力檢測繼電器KＰ根據(jù)以上的PLC I/O地址分配，畫出PLC的I/O接線圖如圖12所示。圖 12 PLC的I/O接線圖在本次設計的主回路中，用交流接觸器KM1控制液壓泵電動機的運行，由繼電器FR1實現(xiàn)過載保護；用交流接觸器KM2控制注射電動機的運行，并且由繼電器FR2實現(xiàn)過載保護。QS0為總電源開關(guān)，不僅可以完成主回路的短路保護而且可以起到隔離三相交流電源的作用，使用和維修也更加便捷。QS2和QS3分別為PLC和DC的開關(guān)。由FU實現(xiàn)對各過載回路的短路保護作用。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。注塑機系統(tǒng)主回路如圖13所示。圖 13 系統(tǒng)主回路電氣接線圖第四章 注塑機控制系統(tǒng)軟件設計 STEP 7Micro/WIN 編程軟件的簡介安裝編程軟件的計算機使用Windows操作系統(tǒng)，為了實現(xiàn)PLC與計算機的通信，必須配備下列設備中的一種。（1）一條PC/PPI電纜或PPI多主站電纜，它們因價格便宜，使用最多。（2）一塊插在個人計算機中的通信處理器(CP)卡和多點借口（MPI）電纜。雙擊光盤中的“STEP 7Micro/”，開始安裝編程軟件，使用默認安裝語言（英語）,在安裝過程中按照提示完成安裝。安裝完成后，雙擊STEP 7Micro/WIN圖標即可打開該軟件，STEP 7Micro/WIN編程軟件的中文界面窗口如圖14所示。圖14 STEP 7Micro/WIN軟件的編程窗口（1）瀏覽表瀏覽表顯示常用編程視圖及工具。查看：顯示程序塊、符號表、狀態(tài)表、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉引用、通用、設置PG/PC接口等圖標。工具：顯示指令向?qū)?、文本顯示向?qū)?、位置控制向?qū)АM253控制面板、以太網(wǎng)向?qū)?、ASi向?qū)?、配方向?qū)Ъ癙ID調(diào)節(jié)控制面板等工具。（2）指令樹提供所有項目對象和當前程序編輯器（LAD、FBD或STL）需要的所有編程指令，如圖15所示。圖15 指令樹（3）輸出窗口在編譯程序或指令庫時提供信息。當輸出窗口列出程序錯誤時，雙擊錯誤信息，會自動在程序編輯器窗口中顯示相應的程序網(wǎng)絡。（4）程序區(qū)是用戶編程程序的區(qū)域，由可執(zhí)行代碼和注釋組成?？蓤?zhí)行的代碼由主程序（OB1）、可選子程序和中斷程序組成（S7200工程項目中規(guī)定的主程序只有一個，子程序有64個；用SBR0—SBR63表示，中斷程序有128個；用INT0INT127表示）。代碼被編譯并下載到PLC中時，程序注釋被忽略。（5）狀態(tài)欄提供在STEP 7Micro/WIN軟件中操作時的操作狀態(tài)信息，如圖16所示。圖16 狀態(tài)欄（6）局部變量表包含對局部變量所作的定義賦值（即子程序和中斷服務程序使用的變量）。（7）菜單欄STEP 7Micro/WIN編程軟件允許使用鼠標或鍵盤在菜單欄中執(zhí)行操作各種命令和工具，其菜單欄如圖17所示，此處，還可以定制“工具”菜單，在該菜單中增加命令和工具。圖17 菜單欄工具欄中提供常用命令和工具的快捷按鈕，如圖18所示，用戶可以定制每個工具欄的內(nèi)容和外觀。其中，標準工具欄如圖19所示，調(diào)試工具欄如圖20所示，常用工具欄如圖21所示，LAD指令工具欄如圖22所示。圖18 工具欄圖19 標準工具欄圖20 調(diào)試工具欄圖21 常用工具欄圖22 LAD指令工具欄 注塑機的工作過程為：按下電源開關(guān)液壓泵啟動，系統(tǒng)進入準備狀態(tài)，此時可選擇手動或自動操作模式。其工藝流程圖如圖23所示。圖23 注塑機工藝流程圖在選擇自動工作方式下，首先對原料進行加熱，每次工作循環(huán)的開始都要檢測原料溫度是否達到設置值，否則無法進行加工，當溫度到達設置值時，加工過程方可開始。按下自動運行按鈕時，注塑機進行合模，合模到位后行程開關(guān)SQ1動作，注塑機進行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓時壓力繼電器KP檢測到壓力到達設置值時，然后注塑機進行注射，注塑結(jié)束行程開關(guān)SQ2動作后，系統(tǒng)進行保壓，保壓一段時間之后，進行冷卻，冷卻時間到，則進行預塑，預塑行程開關(guān)SQ3動作后，注射結(jié)束，進行卸壓，卸壓時間到，則進行開模，開模到位行程開關(guān)SQ4動作后，可進行循環(huán)加工。若在手動工作方式下，則可以自由合模或開模，保壓或卸壓，手動注射，這主要是作為換模時微調(diào)模具之用。在自動加工過程中，若有故障發(fā)生，則須按下急停按鈕，立即停止當前加工進程并進行開模動作，開模到位后處于停止位置。系統(tǒng)運行時個注塑機各電氣元件動作如下圖所示。 表41 注塑機元件動作表 電磁閥動作過程YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7SQ1SQ2SQ3SQ4合模++合模到位++穩(wěn)壓+注射++注射結(jié)束++保壓+冷卻+預塑++卸壓+開模+++開模到位+根據(jù)以上工藝流程圖，可設計出如下自動工作方式下的PLC程序流程圖，如圖24所示。圖24 自動方式下的PLC程序流程圖根據(jù)以上程序流程圖，然后再根據(jù)注塑機工藝流程圖，寫出該系統(tǒng)的程序梯形圖程序，見附錄1。由上面編寫好的梯形圖程序，比較容易寫出注塑機控制系統(tǒng)的語句表如下。TITLE=程序注釋Network 1 // 網(wǎng)絡標題// 通電初始化LD R , 5S , 1Network 2 // 液壓泵啟動LD O AN =