【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 運(yùn)行準(zhǔn)備 運(yùn)行模式選擇 手動(dòng) 自動(dòng) 合 /開(kāi)模 整進(jìn) /退 射進(jìn) /退 預(yù)塑 頂出 啟動(dòng) 合模 合模完 整進(jìn) 整進(jìn)完 注射 時(shí)間到 預(yù)塑 預(yù)塑完 整退 整退完 開(kāi)模 開(kāi)模完 頂出 計(jì)數(shù) 頂出完 電源開(kāi)關(guān) 17 圖 31 注塑機(jī)控制系統(tǒng)工藝流程 當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)確認(rèn)合模安全時(shí)合模電磁閥動(dòng)作，合模 /開(kāi)模油缸在油壓力的作用下驅(qū)動(dòng)導(dǎo)杠動(dòng)作，使動(dòng)模板向上面與定模板快速地閉合。合模完畢后，合模到接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，整 進(jìn) /整退氣缸在油壓力的作用下驅(qū)動(dòng)拉桿動(dòng)作 ,使射臺(tái)向前移動(dòng)。射臺(tái)整進(jìn)到后，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，射膠電磁閥得電，螺杠在液壓力的推動(dòng)下完成射膠并保壓一段時(shí)間。當(dāng)射膠時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)，射膠電磁閥斷電自復(fù)位，預(yù)塑電磁閥得電，預(yù)塑液壓馬達(dá)完成預(yù)塑的同時(shí)，螺杠退回原來(lái)的位置。預(yù)塑完后接近開(kāi)關(guān)工作，整進(jìn)電磁閥斷電自復(fù)位，射臺(tái)在液壓的作用下退回。射臺(tái)退回后，射臺(tái)退到位接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，合模電磁閥斷電自復(fù)位， 完成開(kāi)模動(dòng)作。開(kāi)模完后，頂出油缸動(dòng)作將制品頂出，落下的制品使計(jì)件光柵動(dòng)作，產(chǎn)品計(jì)數(shù)，便完成一個(gè)生產(chǎn)周期。 當(dāng)選擇手動(dòng)操作時(shí)，分別打 開(kāi)各個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，即可使各個(gè)電磁閥得電工作或斷電自復(fù)位，使油缸在液壓力的作用下驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿分別進(jìn)行合模 /開(kāi)模、整進(jìn) /整退，射膠，預(yù)塑，頂出等動(dòng)作，完成調(diào)機(jī)工作。 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 注塑機(jī)的溫度控制 生產(chǎn)的過(guò)程中， 螺杠筒溫度控制是十分重要的。如果溫度過(guò)高，螺杠筒中的塑料會(huì)發(fā)生分解而變質(zhì)；如果溫度過(guò)低會(huì)使塑料塑化不良，流動(dòng)性變差，制品成型不好。注塑機(jī)中通常采用 PID 控制的方法，一般能達(dá)到177。 1℃的精度要求。溫度傳感器將螺杠內(nèi)的動(dòng)態(tài)的溫度轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的 電壓信號(hào)（或電流信號(hào)），標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換送入 PLC 18 中與溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果在 PLC內(nèi)進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)，PID 調(diào)節(jié)的輸出經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后直接作為交流調(diào)功器的輸入控制信號(hào)，及時(shí)的調(diào)整負(fù)載的輸入功率，使實(shí)際溫度與設(shè)定相同。 其溫度過(guò)程控制原理框圖如圖 3－ 2所示。 圖 3－ 2 溫度過(guò)程控制原理框圖 注塑機(jī)的溫度控制一般要求都在 400℃以內(nèi)，而 FX2N4ADTC 的攝氏溫度的測(cè)量范圍為 100℃ ~+1200℃，其相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量范圍為1000~+12020，它的測(cè)溫精度為 ℃。從熱電偶傳來(lái)的溫度信號(hào)在0℃ ~+400℃的范圍內(nèi)，所以經(jīng) FX2N4ADTC 輸入到 PLC 中的數(shù)字量的范圍應(yīng)為 0~+4000。從觸摸屏設(shè)定到 PLC 的實(shí)際溫度值應(yīng)該轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量才能使系統(tǒng)正常的工作，具體的轉(zhuǎn)換方法是： PLC 內(nèi)的數(shù)字量 =溫度實(shí)際設(shè)定值 *10 而將 PLC 中的數(shù)字量換算為實(shí)際溫度在觸摸屏上加以顯示也必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，具體的轉(zhuǎn)換方法是： 實(shí)際溫度值 =PLC內(nèi)的數(shù)字量 /10 FX2N4DA采用 DC+4~+20mA電流輸出是對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為 0~+1000，所 PLC 的 PID運(yùn)算時(shí)采用上限為 1000，下限為 0，使 PID的運(yùn)算結(jié)果能真實(shí)的反映到對(duì)交流調(diào)功器的輸入功率的 調(diào)整上。 PLC PID調(diào)節(jié) D/A轉(zhuǎn)換 交流 調(diào)功 加熱器 熱電偶 A/D轉(zhuǎn)換 19 注塑機(jī)的步序控制 根據(jù)注塑機(jī)的工藝流程圖、 I/O 配置圖及分配表得出該機(jī)的各個(gè)工作過(guò)程：在各輸入信號(hào)及各時(shí)間控制的先后作用下，按照各自工況運(yùn)行的順序，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地依次工作。對(duì)該機(jī) PLC 控制系統(tǒng)選用 SFC（順序功能圖）的程序設(shè)計(jì)方法，可以很容易編制程序，達(dá)到合理安全控制的目的。在編制 PLC程序時(shí)，選用 D 作為 T、 C的間接數(shù)據(jù)寄存器，該機(jī) PLC順序控制系統(tǒng)圖（見(jiàn)圖 33），狀態(tài)轉(zhuǎn)移的描述文字如下： 當(dāng) PLC通電后在初始脈沖的作用下系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài) S0等待進(jìn)一步的操作 ①當(dāng)按下油泵電機(jī)啟動(dòng) 按鈕信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S20（即 STL S20）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：首先油泵電機(jī)啟動(dòng)接觸器 Y0得電，使油泵電機(jī)按星 三角降壓?jiǎn)?dòng)的方式啟動(dòng)。 SB3時(shí)，進(jìn)入手動(dòng)模式，則 X3為“ 1”， X4 斷開(kāi)為“ 0”，此時(shí)可通過(guò)對(duì) X X X X X11分別對(duì)注塑機(jī)的手動(dòng)調(diào)整進(jìn)行控制。若選擇手動(dòng)合模轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) X5為“ 1”時(shí)，動(dòng)模板向上合模， X5 為“ 0”時(shí)，即斷電后動(dòng)模板向下開(kāi)模；若選擇手動(dòng)整進(jìn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)當(dāng) X6為“ 1”時(shí)，注射座向前整進(jìn)， X6 為“ 0”時(shí)，即斷電后注射座后退；若手動(dòng)射膠轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) X7 為“ 1”時(shí)， Y4 為 “ 1”得電后向前射膠， X7為“ 0”時(shí)；則 Y4 為“ 0”斷電后射膠結(jié)束。若手動(dòng)預(yù)塑開(kāi)關(guān) X10為“ 1”，則 Y5 為“ 1”得電后預(yù)塑液壓馬達(dá)向后預(yù)塑， X10 為“ 0”時(shí)；則 Y5為“ 0”斷電后預(yù)塑結(jié)束。若選擇手動(dòng)頂出 X11為“ 1”時(shí)，則 Y6 為“ 1” 20 得電將產(chǎn)品頂出， X11為“ 0”時(shí)，頂杠復(fù)位。 B. 當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，則 X4為“ 1”； X3就斷開(kāi)為“ 0”，當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)按扭時(shí)（注：?jiǎn)?dòng)按扭時(shí)與 X4串聯(lián)輸入到 PLC）， S21自鎖得電。 （ X X4）上串聯(lián)有常閉的復(fù)位開(kāi)關(guān) X2，當(dāng) X2為“ 0”時(shí)， 系統(tǒng)不復(fù)位， X2 為 “ 1”時(shí)，注塑機(jī)回到初始狀態(tài)（ YY Y Y Y6分別為“ 0”，）。 ②當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S21（即 STL S21）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：確定合模安全時(shí)（安全光柵 X12）為“ 0”， Y2得電自鎖；復(fù)位開(kāi)關(guān) X2 為“ 0”，合模到位接近開(kāi)關(guān)為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S22；當(dāng)復(fù)位開(kāi)關(guān) X2 為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S26。 ③當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S22（即 STL S22）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有： Y3得電自鎖；復(fù)位開(kāi)關(guān) X2 為“ 0”，射到位接近開(kāi)關(guān)為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到S23；當(dāng)復(fù)位開(kāi)關(guān) X2 為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25。 ④當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn) 移到 S23（即 STL S23）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有： Y4得電自鎖，同時(shí) T0開(kāi)始計(jì)時(shí)； T0計(jì)時(shí)時(shí)間到后，如果復(fù)位開(kāi)關(guān) X2 為“ 0”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S24；當(dāng)復(fù)位開(kāi)關(guān) X2為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25。 ⑤當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S24（即 STL S24）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有： Y4斷電復(fù)位，同時(shí) Y5 得電自鎖；預(yù)塑完接近開(kāi)關(guān)為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到S25。 ⑥當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25（即 STL S25）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有： Y5斷電復(fù)位，同時(shí) Y3 斷電復(fù)位；射臺(tái)后到位接近開(kāi)關(guān)為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移 到 S26。 21 圖 33 PLC注塑機(jī)順序控制系統(tǒng)圖 Y0 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y1 SET Y2 S26 S27 SET Y6 RST Y2 M6 INC D200 RST Y6 RST Y3 SET Y5 S24 RST Y4 RST Y5 S25 S20 S23 SET Y4 T0 SET Y3 S22 S21 S0 22 ⑦當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S26（即 STL S26）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有： Y2斷電復(fù)位；開(kāi)模到位接近開(kāi)關(guān)為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S27。 ⑧當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S26（即 STL S26）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有： Y6得電自鎖；當(dāng)頂下的產(chǎn)品使計(jì)件光柵 X20 得電工作，產(chǎn)品總數(shù)寄存器D200 加一，同時(shí) Y6 復(fù)位。自動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān) X4為“ 1”，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S0，順序控制程序完成，返回（ RET）主程序，完成一個(gè)工作周期。 PLC 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的總體程序 1. PLC 控制系統(tǒng)程序梯形圖： ＊ 開(kāi)油泵電機(jī) ＊ 手動(dòng)合模 ＊ 手動(dòng)整進(jìn) ＊ 手動(dòng)注射 ＊ 關(guān)油泵電機(jī) ＊ 手動(dòng)頂出 ＊ 自動(dòng)模式 ＊ 手動(dòng)預(yù)塑 23 ＊ 合模 ＊注射 ＊ 預(yù)塑 ＊整進(jìn) 24 觸摸屏的畫面及程序設(shè)計(jì) 觸摸屏作為一種新的電腦輸入設(shè)備，是目前最簡(jiǎn)單的、方便、自然的一種人機(jī)交互方式，它可以用來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況、發(fā)出相關(guān)命令、顯示設(shè)定比例、實(shí)際流量等，這里考慮到與三菱系列 PLC 的通信，應(yīng)選用三菱 GTOF930 觸摸屏，它是用 RS422連接器與 PLC進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)的傳送。 因考慮到操作人員有時(shí)不小心會(huì)誤操作的現(xiàn)象，為了人機(jī)安全，本設(shè)計(jì)未把一些所有的操作按鈕都加入到觸摸屏當(dāng)中去，因此畫面比較簡(jiǎn)潔（見(jiàn)圖 34）。 ＊ 預(yù)塑完 ＊整退 ＊開(kāi)模 ＊ 頂出 ＊產(chǎn)品計(jì)數(shù) 25 圖 34 GTOF930觸摸屏顯示 界面 GTOF930觸摸屏顯示的界面中包括：溫度設(shè)定 D600、保壓時(shí)間設(shè)定 D100、實(shí)時(shí)溫度顯示 D60產(chǎn)品總數(shù)顯示 D200、運(yùn)行指示燈 Y總數(shù)清零開(kāi)關(guān) M5。在 GTDesigner2 觸摸屏設(shè)計(jì)軟件中分別對(duì)各個(gè)鍵進(jìn)行設(shè)置。其中溫度設(shè)定（ D600）鍵選擇數(shù)值輸入， 3 位十進(jìn)制數(shù)，設(shè)置范圍為 0999℃，設(shè)定溫度時(shí)，點(diǎn)擊該鍵在彈出的界面（如 35a）做相映的設(shè)置即可。保壓時(shí)間設(shè)定鍵（ D100）也選擇數(shù)值輸入， 2 位十進(jìn)制數(shù)，小數(shù)位為 1位，設(shè)置范圍為 ，設(shè)定保壓時(shí)間時(shí)，點(diǎn)擊該鍵在彈出的界面（如 35b）做相映的設(shè)置即可。實(shí)時(shí)溫度顯示鍵（ D601）選擇數(shù)值輸出型， 3位十進(jìn)制數(shù)，顯示范圍為 0999℃。產(chǎn)品總數(shù)顯示鍵（ D200）選擇數(shù)值輸出型， 5 位十進(jìn)制數(shù)，顯示范圍為099999 個(gè)，當(dāng)顯示值為 99999 個(gè)時(shí)歸零?？倲?shù)清零開(kāi)關(guān)鍵（ M5）位開(kāi)關(guān)，按下總數(shù)清零鍵，計(jì)件總數(shù)清零。運(yùn)行指示燈（ Y7），當(dāng)注塑機(jī)進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程時(shí)指示燈變綠，退出生產(chǎn)過(guò)程時(shí)指示燈變黃。 （ a） （ b） 圖 45 GOTF930觸摸屏的鍵位設(shè) 置 26 第 4 章 總結(jié) 本課題致力于設(shè)計(jì)一套實(shí)用的 PLC 注塑機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)合交流調(diào)功溫度控制技術(shù)，并通過(guò)觸摸屏的顯示畫面來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中各種情況。 從進(jìn)料到成品的形成的整個(gè)過(guò)程，對(duì)注塑機(jī)的時(shí)序動(dòng)作、注射壓力以及料筒溫度能夠進(jìn)行準(zhǔn)確地控制。注塑機(jī)控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制核心，使系統(tǒng)的控制更智能化，取代常規(guī)的溫控系統(tǒng)，精度更靈敏，溫度更恒定，誤差更小，受外部環(huán)境和物料的影響更弱。但本設(shè)計(jì)還存在各種不足之處，如人機(jī)界面的功能不夠強(qiáng)大、實(shí)時(shí)中斷控制系統(tǒng)不夠完善等，希望經(jīng)過(guò)日后的不斷研究能在此方面得到進(jìn)一步的改善。 27 ※ ※ ※ ※ ※ 致 謝 本論文是在王燕芳指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成的， 在此論文撰寫過(guò)程中，要特別感謝 王老 師的指導(dǎo)與督促，沒(méi)有 她 的幫助也就沒(méi)有今天的這篇論文 ，在實(shí)習(xí)期間，她經(jīng)常聯(lián)系我，關(guān)心我的工作以及畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示誠(chéng)摯的敬意與感謝。 我們即將畢業(yè)，再一次向三年中在學(xué)習(xí)和生活中給予過(guò)我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝。 2020 年 6 月 參考文獻(xiàn) [1] 張利平 .液壓傳動(dòng)與控制 [M].西安 ：西北工業(yè)大學(xué)出版社 , [2] 李忠文 .注塑機(jī)電路維修 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , [3] 曹菁等 .基于 PLC 和觸摸屏的注塑機(jī)控制系統(tǒng)研究 [J].測(cè)試與控制 ,20（ 6） :184190 [4] 鐘漢如 .注塑機(jī)控制系統(tǒng) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , [5] 陳立定等 .電氣控制與可編程序控制器的原理及應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , [6] 郁漢琪 .電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) [M].南京：東南大學(xué)出版社 , [7] 陳山林 .基于 PLC特殊功能模塊的溫度控制系統(tǒng) [J].儀器儀表學(xué)報(bào)， ： 903905 [8] 張松華等 .基于 PLC的注塑機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].儀器儀表用戶 ,2020,（ 6） :1516. 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