【文章內(nèi)容簡介】 度、時間、壓力及速度于設(shè)定值。電氣部分主要由動力、動作程序和加熱等控制所組成 。 注塑機(jī)控制系統(tǒng)原理 本設(shè)計控制系統(tǒng)主要由液壓馬達(dá)、液壓閥、電磁繼電器、溫度傳 10 感器、接近開關(guān)、光柵開關(guān)、三相異步電機(jī)、各種開關(guān)、監(jiān)控顯示裝置（觸摸屏）和 PLC 控制器及其特許功能模塊等組成。 注塑機(jī)開始工作時，監(jiān)控裝置（觸摸屏）首先根據(jù)本次生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行各種初始化（溫度設(shè)定、計件值清零、保壓時間設(shè)定等），然后PLC 控制器按一定時序發(fā)出控 制信號控制液壓傳動機(jī)構(gòu)的電磁閥和交流調(diào)功器的啟動，交流調(diào)功器以全功率輸出給加熱負(fù)載，并讓溫度迅速穩(wěn)定在設(shè)定值，此后液壓傳動機(jī)構(gòu)將開始生產(chǎn)的動作步序。注塑機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖如圖 22所示。 圖 22 注塑機(jī) 控制系統(tǒng)原理框圖 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求 注塑機(jī)一般分為手動、自動兩種工作模式。手動模式時按下相應(yīng)的功能按鈕時，能完成相應(yīng)的操作，此模式一般為調(diào)試模具及維修時使用；自動模式時，只需按下啟動按鈕，注塑機(jī)就能按照調(diào)定的速 度熱電偶模擬信號輸入 FX2N4ADTC 17路開關(guān)信號輸入 可編程控制器 FX2N48MR 中間繼電器 接觸器 FX2N4DA 觸 摸 屏 液壓系統(tǒng)控制信號 油泵控制信號 交流調(diào)功器 11 和壓力將相應(yīng)的動作進(jìn)行到底，此模式一般多用在生產(chǎn)階段，工作流程如下：起始位置→合?！M(jìn)→注射→保壓延時→預(yù)塑→整退→啟?！敵觥鹗嘉恢?。 模具的開啟與閉合 合模時：電磁鐵得電后，合模油缸油路接通，在油壓的推動下模具閉合。開模時：電磁鐵失電后，開模油缸油路接通，在油壓的推動下模具打開。 注射座的整進(jìn)與整退 注射座整進(jìn)時：電磁鐵得電后，注射座在油壓的推動下前進(jìn)到位，注射座射進(jìn)完成接近開關(guān)工作。注射座整退時：電磁鐵失電后，注射座退回到原始位置，注射座射退完成接近開關(guān)工作 注料桿的射進(jìn) 注塑電磁鐵得電后，注料桿在油壓的推動下，把料筒內(nèi)的融好的原料快速壓入模具，擠壓完成后并保持一段時間（保壓），使模具內(nèi)的塑料不會回流。 預(yù)塑液壓馬達(dá)的動作 預(yù)塑電磁閥得電，預(yù)塑液壓馬達(dá)開始工作，帶動注塑螺杠旋轉(zhuǎn)，使原料不斷的向前輸送，螺杠則在壓力的作用下后退并計量，當(dāng)后退到一定位置時，限位開關(guān)動作，預(yù)塑完成。 頂杠的頂出與復(fù)位 頂出電磁閥得電后，頂杠在油壓的推動下將模具內(nèi)的產(chǎn)品頂出。 12 保模時間 高溫原材料擠入模具后，需要在模具中 冷卻一段時間，讓其基本成型后才能打開模具，這一段時間為保模時間。由于產(chǎn)品的大小和原材料的性質(zhì)的不同，不同產(chǎn)品的保模時間有所不同，這就要求保模時間長短可以調(diào)整。 注塑料筒溫度 注塑機(jī)的料筒溫度是注塑機(jī)的一個重要參數(shù)。原料進(jìn)入到料筒后，在加熱器與注塑杠剪切能共同作用下塑化，如果溫度控制不好，將導(dǎo)致原料塑化不良。注塑機(jī)在生產(chǎn)的過程中要求料筒的溫度隨著 產(chǎn)品和原材料的不同，可以對溫度作出調(diào)整（一般不超過 400℃）。 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PLC 選型的方法及原則 機(jī)型選擇的基 本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價格比。應(yīng)考慮的因素如下： 一、結(jié)構(gòu)合理 對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC。 二、功能強(qiáng)弱適當(dāng) 對于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，一般選用抵擋的 PLC。對于以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用含有 A/D 轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和含有 D/A 轉(zhuǎn)換的模擬量輸出 13 模塊，以及具有加減乘除運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔機(jī)的 PLC。 三、機(jī)型統(tǒng)一 PLC 的 結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把 PLC 的 I/O和 CPU 放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價格便宜。但由于整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 功能有限，只適合于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴(kuò)展，比整體式靈活。 四、是否在線編程 PLC 的特點(diǎn)之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序就滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。 五、 PLC 的環(huán)境適應(yīng)性 由于 PLC 是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設(shè)計成能在惡劣的 環(huán)境條件下可靠地工作。盡管如此，每種 PLC 都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要進(jìn)行充分的考慮，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。 六、 PLC 容量選擇 PLC 容量包括兩個方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲器的容量（字?jǐn)?shù)）。容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ恳宰鰝溆?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲容量時，一般按實(shí)際需要的 10%～ 25%考慮裕量。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲器字?jǐn)?shù)為開關(guān)量乘以 8；對于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲器字?jǐn)?shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以 100。 I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。由于目前 I/O 點(diǎn)數(shù)較多的 PLC 價格 14 較高，若備用的 I/O 的點(diǎn)的數(shù)量太多將使成本增加。根據(jù)被控對象的輸入和輸出信號的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常 I/O 點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的 10%～ 15%考慮備用量。 以此為依據(jù)，本系統(tǒng)的設(shè)計選用三菱公司的 FX2N系列（見表 21）可編程序控制器。 FX2N是 FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合此設(shè)計的要求。 表 21 FX2N 系列基本單元 型 號 輸 入 點(diǎn) 數(shù) 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 擴(kuò)展模塊 可用點(diǎn)數(shù) 繼電器輸出 可 控硅輸出 晶體管輸出 FX2N16MR001 FX2N16MS FX2N16MT 8 8 24～ 32 FX2N32MR001 FX2N32MS FX2N32MT 16 16 24～ 32 FX2N48MR001 FX2N48MS FX2N48MT 24 24 48～ 64 FX2N64MR001 FX2N64MS FX2N64MT 32 32 48～ 64 FX2N80MR001 FX2N80MS FX2N80MT 40 40 48～ 64 確 定 I/O 點(diǎn)及分配 輸入設(shè)備 —— 用以產(chǎn)生輸入控制信號（如按鈕、指令開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器等）。本系統(tǒng)中包括雙向選擇開關(guān) 4 個，按鈕開關(guān) 5 個，光柵開關(guān) 2個和接近開關(guān) 5 個。 輸出設(shè)備 —— 由 PLC 的輸出信號驅(qū)動的執(zhí)行元件，如繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等。該系統(tǒng)中有中間繼電器 5個，接觸器 2個，電磁閥 5 個，指示燈 1個。 本系統(tǒng)中實(shí)際需要輸入點(diǎn) 17點(diǎn)，輸出點(diǎn) 8點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)，以及考慮到今后對系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充使用，要保留一定的裕量，因此我們選用的 PLC型號為三菱公司的 FX2N系列，其選擇如下： 15 基本單元： FX2N48MR（輸入點(diǎn) 24點(diǎn)，輸出點(diǎn) 24 點(diǎn)） 功能模塊： FX2N