【導(dǎo)讀】基于PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。指導(dǎo)教師（職稱）：。電氣工程及其自動(dòng)化。［摘要］采用繼電器和開關(guān)閥的注塑機(jī)控制系統(tǒng)的接線復(fù)雜、控制精度低、維修不。便且缺乏柔性,基于PLC技術(shù)的控制方式可大大提高整機(jī)的綜合性能。SIMATICS7-200小型PLC系統(tǒng)對(duì)注塑機(jī)的控制單元進(jìn)行了通用化設(shè)計(jì)：包括系統(tǒng)的硬件。接線和I/O分配;采用STEP7-Micro/WIN32軟件平臺(tái)進(jìn)行編程,方式靈活、界面友好且調(diào)。［關(guān)鍵詞］控制系統(tǒng)；可編程控制器；塑料注塑成型機(jī)；起保停電路

　　

【正文】 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 M0.0000 啟模 T37 閘板開啟 T39 卸壓 預(yù)塑 保壓 T38 6 6 T37 注射座前進(jìn) 穩(wěn)壓 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 — Micro/WIN 編程 軟件 STEP7Micro/WIN 編程軟件主界面及基本組成 （ 1） STEP7Micro/WIN 編程軟件，它的主界面窗口組件如圖 9所示 。 圖 9 STEP7Micro/WIN （ 2） STEP7 項(xiàng)目包括下列基本組件： ① 程序塊 :由可執(zhí)行的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序、可選子程序和中斷程序組成。 ② 數(shù)據(jù)塊 :由數(shù)據(jù)（變量存儲(chǔ)器的初始值）和注釋組成。 ③ 系統(tǒng)塊 :用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，例如存儲(chǔ)器的斷電保持范圍、 PLC 的輸出狀態(tài)、模擬量與數(shù)字量輸入濾波值等。 ④ 符號(hào)表 :允許程序員用符號(hào)來代替存儲(chǔ)器的地址，符號(hào)地址便于記憶，使程序更容易理解。 ⑤ 狀態(tài)表 :用來觀察程序執(zhí)行時(shí)指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到 PLC，僅僅是監(jiān)控用戶程序運(yùn)行情況的一種工具。 PLC 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的程序 創(chuàng)建 （ 1） 打開項(xiàng)目 執(zhí)行“文件”→“新建”命令，可以新建一個(gè)項(xiàng)目?？梢员４鏋閿U(kuò)展名為“ .mwp”的新建項(xiàng)目?；驁?zhí)行“文件 打開 命令 可以打開項(xiàng)目。 （ 2） 輸入指令 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 輸入梯形圖指令可以通過指令樹、工具條按鈕等方式進(jìn)行。指令樹中包含了幾乎所有的指令，或在工具條上直接放常用的指令?；蛴每旖萱I F F F9 鍵進(jìn)行操作。 （ 3） 創(chuàng)建邏輯網(wǎng)絡(luò) 用梯形圖編寫的程序就是將組件排列成邏輯網(wǎng)絡(luò)?？梢酝ㄟ^工具欄或者右鍵快捷菜單進(jìn)行程序編輯，形成程序網(wǎng)絡(luò)。 （ 4） 輸入地址 在梯形圖輸入指令時(shí)，參數(shù)最初是由“？？？”顯示的，表示參數(shù)未賦值，可以用絕對(duì)值或者符號(hào)標(biāo)明程序中的指令操作數(shù)。絕對(duì)引用是指使用內(nèi)存區(qū)的位或 者字節(jié)位置標(biāo)識(shí)地址，符號(hào)引用則是指使用數(shù)字、字母的字符組成標(biāo)識(shí)地址。如果有未賦值的參數(shù)，程序?qū)⒉荒苷＞幾g。 （ 5） 編譯與保存 編譯可以通過工具欄按鈕或者 PLC 菜單進(jìn)行?？赏ㄟ^“ PLC”菜單中的“編譯”命令，或者工具欄上的“編譯”按鈕，編譯當(dāng)前被激活的編輯器中的程序。若選擇“ PLC”菜單中的“全部編譯”命令，則按照順序編譯程序塊（主程序、全部子程序、全部中斷程序）、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊等全部塊。使用“全部編譯”，與哪一個(gè)窗口是活動(dòng)的無關(guān)。編譯結(jié)束后，輸出窗口顯示編譯信息?？梢酝ㄟ^工具欄的“保存”按鈕、“文件”菜 單中的“保存”命令及“另存為”進(jìn)行保存 [11]。 控制程序的調(diào)試與仿真 程序調(diào)試 (1) 調(diào)試條件 ① 選擇合適的 CPU 外電路，根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)要求以及 I/O 資源配置進(jìn)行模擬連接，輸入端由 PLC 按鍵模擬，輸出端組態(tài)王模擬即可； ② 使用 STEP7— Micro/WIN 編程軟件進(jìn)行編程； (2) 程序調(diào)試步驟 ① 打開 STEP7Micro/ 軟件； ② 在命令菜單中選擇 DebugProgram Edit in RUN； ③ 把 以設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)程序語句在 RUN 模式下輸入； ④ 輸入程序有誤，系統(tǒng)提示不能運(yùn)行； ⑤ 修改有誤程序，繼續(xù)輸入程序直到系統(tǒng)檢測(cè)無誤為止； ⑥ 退出 RUN 模式在命令菜單中選擇 DebugProgram Edit in RUN，然后點(diǎn)擊取消復(fù)選標(biāo)志。 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 系統(tǒng)仿真 由于客觀條件的限制，只能對(duì)部分系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。 仿真調(diào)試時(shí)，按信號(hào)裝置的運(yùn)行條件，依次設(shè)置輸入信號(hào)，并觀察輸出正確與否，同時(shí)可通過編程器監(jiān)控內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)，在輸入端接上手動(dòng)按鈕而 在 PLC 的輸出指示燈上看輸出，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來控制。觀察輸出指示燈能否在每個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)得電。調(diào)試過程中觀察各基本環(huán)節(jié)是否滿足控制要求 [15]。 (2) 系統(tǒng)仿真圖 本系統(tǒng)仿真的主要示意圖。 ① 注塑機(jī)控制系統(tǒng)閉模仿真示意圖如圖 10所示。按下啟動(dòng)按鈕，在程序中用初始化脈沖 將初始步對(duì)應(yīng)的編程元件 置位，為轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)作好準(zhǔn)備，安全門行程開關(guān) SQ SQ2閉合，即 、 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，則將“閉?！睂?duì)應(yīng)的編程元 件 置位，進(jìn)入“閉?！惫げ剑闺姶砰y YV1 接通。 圖 10 注塑機(jī)閉模仿真示意圖 ② 注塑機(jī)控制系統(tǒng)閘板閉合仿真示意圖如圖 11 所示。若“閉模”到位，即 SQ3 被壓下， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，則將“閘板閉合”對(duì)應(yīng)的編程元件 置位，進(jìn)入“閘板閉合”工步，使電磁閥 YV YV YV8 接通。 圖 11 注塑機(jī)閘板閉合仿真示意圖 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 ④ 注塑機(jī)保壓 仿真示意圖如圖 12所示?！白⑸洹钡轿唬?SQ4 被壓下， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，則將“保壓”對(duì)應(yīng)的編程元件置位，進(jìn)入下一工步，使電磁閥 YV4接通。 圖 12 注塑機(jī)保壓 仿真示意圖 ⑤ 注塑機(jī)卸壓 仿真示意圖如圖 13所示。；將 SQ6壓下， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合進(jìn)入下一工步，使電磁閥 YV6 接通。 圖 13 注塑機(jī)卸壓仿真示意圖 ⑥ 注塑機(jī)啟模 仿真示意圖如圖 14所示。將 SQ7壓下， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合進(jìn)入下一工步，使電磁閥 YV7 接通，模具打開。 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 14 注塑機(jī)啟模仿真示意圖 通過控制系統(tǒng)的部分開關(guān)量輸入模擬和輸出結(jié)果的驗(yàn)證，控制程序基本滿足本設(shè)計(jì)要求。 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 結(jié)束語 基于 PLC 的 塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng) 已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，通過對(duì)該系統(tǒng)的調(diào)試與仿真，其功能基本達(dá)到要求。 本設(shè)計(jì)以 PLC 為核心，通過對(duì) 塑料注塑成型機(jī)控制 系統(tǒng)的詳細(xì)分析，完成了控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。其中主要包括 塑料注塑成型機(jī)的閉模 、閘板閉合、穩(wěn)壓、高壓注射、保壓、卸壓、啟模的設(shè)計(jì)， I/O 地址分配，程序流程圖的繪制， PLC 程序編寫及電氣原理圖的繪制。并利用 S7— 200 仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行了調(diào)試與仿真，將 PLC控制和 塑料注塑成型機(jī) 控制系統(tǒng)進(jìn)行了很好的連接。 針對(duì)本設(shè)計(jì)中的 塑料注塑成型機(jī)控制 系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中的許多功能還有待于擴(kuò)展、完善。例如： 模腔內(nèi)塑料不足 、 冷 卻階段時(shí)接觸塑料的面過熱 、 流道不合理、澆口截面過小 等實(shí)踐中可能出現(xiàn)的問題 由于時(shí)間倉(cāng)促，知識(shí)量有限，設(shè)計(jì)中也還存在著一些不足 ， 對(duì)于設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化仍須進(jìn)一步改進(jìn) 。 四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，為我踏入工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中，我不僅學(xué)到了一些平時(shí)未涉及的科目，擴(kuò)大了知識(shí)面，而且還能將各方面的知識(shí)有機(jī)的綜合應(yīng)用，大大提高了自身的能力。同時(shí)也為自己將來步入社會(huì)，在工作崗位上做出成績(jī)?cè)黾恿艘环葑孕?。 基于 PLC的塑料注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初 .PLC編程及應(yīng)用（第 3版） [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020:225244 [2] SIMATIC S7200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)，西門子公司 ,2020:144148 [3] 廖常初 .可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用 [M].重慶大學(xué)出版社， 2020:123128 [4] 倪衛(wèi)濤 .基于 PLC控制的注塑機(jī)自動(dòng)調(diào)模的實(shí)現(xiàn) [J].機(jī)電工程 ,(10):5562 [5] 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 ,(6):184190 [6] 時(shí)永剛等 .軟 PLC在全電動(dòng)注塑機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].測(cè)控自動(dòng)化 ,(10):1822 [7] 王永華 .現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020:113122 [8] 賈玉芬 . 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