【正文】 此次設(shè)計(jì)期間老師給了我莫大的幫助與指導(dǎo)，在此我表示最衷心的感謝。讓我 有 克服困難的勇氣和決心也從原來(lái)的程度上進(jìn)了一大步。吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 31 頁(yè) 共 32 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]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 [2]賈玉芬 .S7200 系列 PLC 在塑料注塑成型機(jī)上的應(yīng)用 [J].機(jī)床電器 .:3541 [3]閻亞林、彭志平、鄭利文 .現(xiàn)代注塑機(jī)控制技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 . [4]劉建軍 .注塑機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].福建：三明學(xué)院 . [5]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(hù) .(6):1516 [6]廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用（第 3 版） [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .20xx:225244 [7] 可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè) [M].西門(mén)子公司 .20xx:144148 [8]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 .20xx:113122 [9]高安邦、成建生、陳銀燕 .機(jī)床電氣與 PLC 控制技術(shù)項(xiàng)目教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [10]弭洪濤 .PLC 應(yīng)用技術(shù)（第 2 版） [M].北京：中國(guó)電力出版社 .20xx:226236 [11]曹菁 .三菱 PLC 觸摸屏和變頻器應(yīng)用技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [12]王成元 .現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [13]張靜之、劉建華 .電力電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [14]A. Mader, Ed Brinksma. Design of a PLC control program for a batch plant VHS case study1[J]. European Journal of Control,(4):1822 [15]Hiro Yamasaki. The future of sensor interface electronics[J].Sensors and actuators A, ：129133 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 32 頁(yè) 共 32 頁(yè) 致 謝 在老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的不懈努力，完成了基于 PLC注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于時(shí)間倉(cāng)促，知識(shí)量有限，對(duì)于本次設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化仍須進(jìn)一步改進(jìn)。 針對(duì)設(shè)計(jì)中的許多功能還有待于擴(kuò)展、完善。本設(shè)計(jì)以 PLC 為核心，通過(guò)對(duì) 注塑成型機(jī) 參數(shù)、塑料原材料及注塑成型機(jī)的組成和工藝流程的詳細(xì)分析，完成了 本設(shè)計(jì) 的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 圖 53 注塑成型機(jī)控制系統(tǒng) 注射 仿真演示 注塑機(jī)啟模 仿真示意圖如圖 54 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(kāi) ， 控制程序基本滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)要求 。 圖 51 注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)閉模仿真演示 注塑機(jī)控制系統(tǒng)閘板閉合仿真示意圖如圖 52 所示 ： 若 “ 閉模 ” 階段到達(dá)指定位置時(shí)，即 SQ3 被壓下， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，則將 “ 閘板閉合 ” 部分依據(jù)軟件編程中將其中對(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 。 如下面的編程圖所示： 圖 412 編程圖標(biāo) 圖 413 部分程序 語(yǔ)言吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 28 頁(yè) 共 32 頁(yè) 第 5 章 控制系統(tǒng)的調(diào)試與仿真 程序調(diào)試 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，輸出端組態(tài)王模擬即可； 使用 STEP7Micro/WIN 編程軟件進(jìn)行編程 。 如下面的的各個(gè)界面所示： 圖 45 圖表界面 圖 46 塑料熔化反應(yīng)界面 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 26 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 47 注塑成型機(jī)工作界面 圖 48 傳感器工作界面 圖 49 小圖框控制界面 完成上述的所有畫(huà)面后，對(duì)畫(huà)面中的各個(gè)元件進(jìn)行 設(shè)置變量 （因?yàn)闂l件有吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 27 頁(yè) 共 32 頁(yè) 限只能進(jìn)行設(shè)置內(nèi)存變量）以便于完成本設(shè)計(jì)中組態(tài)畫(huà)面的編程 ， 點(diǎn)擊左側(cè)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)置變量 。 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 25 頁(yè) 共 32 頁(yè) 應(yīng)用部分 根據(jù)本設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求在組態(tài)軟件中繪制工作界面：在組態(tài)界面上新建 “ 圖表 ” 、 “ 小圖框 ” 、 “ 熔化反應(yīng)界面 ” 、 “ 注塑機(jī)設(shè)計(jì) ” 、 “ 電動(dòng)閥動(dòng)作畫(huà)面 ”幾個(gè)畫(huà)面 。觀察指示燈能否在每個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)得電。 組 態(tài)王 軟件 模擬調(diào)試 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。編譯結(jié)束后，輸出窗口顯示編譯信息。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。 編譯可以通過(guò)工具欄按鈕或者 PLC 菜單進(jìn)行。如果有未賦值的參數(shù)，程序?qū)⒉荒苷＞幾g。 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)?？梢酝ㄟ^(guò)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)。 創(chuàng)建邏輯網(wǎng)絡(luò) 。指令樹(shù)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。 輸入指令 ?？梢员４鏋閿U(kuò)展名為 “ .mwp” 的新建項(xiàng)目。 PLC 程序 的編寫(xiě) 打開(kāi)項(xiàng)目 。 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè) 狀態(tài)表 。 符號(hào)表 。 系統(tǒng)塊 。 數(shù)據(jù)塊 。 STEP7Micro/WIN 編程軟件 STEP7Micro/WIN 編程軟件主界面 STEP7Micro/WIN 編程軟件，它的主界面窗口組件如圖 43 所示 ： 圖 43 STEP7Micro/WIN 編程軟件界面窗口 STEP7Micro/WIN 編程軟件 基本組成 STEP7 項(xiàng)目包 括下列基本組件： 程序塊 。 根據(jù)控制流程圖、 I/O 配置圖及分配表，編制程序。 開(kāi) 模完后，頂出油缸動(dòng)作將制品頂出，落下制品，便完成一個(gè)生產(chǎn)周期 [4]。預(yù)塑完后接近開(kāi)關(guān)工作 ，注射缸 在液壓的作用下退回。合模完畢后， 整體移動(dòng)到噴嘴處 ， 同時(shí)開(kāi)啟加料開(kāi)關(guān) 并保壓一段時(shí)間。 硬件措施分為以下幾個(gè)方面： 信號(hào)隔離 ； 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè) 接 地屏蔽 ； 采用兩路電源分別供電 ； 電纜選擇與敷設(shè) ； 其中消除干擾的主要方法是阻斷干擾侵入的途徑和降低系統(tǒng)對(duì)干擾的敏 感性，提 高系統(tǒng)自身的抗干擾能力。在 組態(tài)王 中創(chuàng) 建通訊設(shè)備，選擇對(duì)應(yīng)的 COM 口，選擇 PPI 協(xié)議， COM 口的波特率設(shè)置為實(shí)際設(shè)置，數(shù)據(jù)位 8位，偶校驗(yàn) 。分配 I/O 地址時(shí)要注意以下問(wèn)題： 設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)； 相鄰設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)； 輸入 與 輸出 I/O 地址分開(kāi)； 每一框架 I/O 地址不要 全部占滿(mǎn)，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和工藝流程的改 動(dòng) ，但不宜保留太多，否則會(huì)增加系統(tǒng)成本； 充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號(hào)聯(lián)系，合理地安排 I/O 地址，減少它們之間的內(nèi)部連線(xiàn)。因此注塑成型機(jī)的電氣控制系統(tǒng)采用 PLC 控制 去除 4 種傳感器外 需要有 9 個(gè)輸入點(diǎn)， 8 個(gè)輸出點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我選用西門(mén)子 S7200 系列 PLC，基本單元選用 CPU224 模塊，其輸入 14 點(diǎn)，輸出 10 點(diǎn) ；擴(kuò)展單元選用 EM235 模擬量模塊，其有 4 個(gè)輸入， 1 個(gè)輸出， 能滿(mǎn)足控制要求 [7]。模擬了輸入、模擬量輸出以及溫度控制模塊就是用于將過(guò)程變量轉(zhuǎn)換為 PLC可以接受的數(shù)字信號(hào)以及將 PLC內(nèi)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。 輸出 模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類(lèi)型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短 、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開(kāi)關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng) 合， 但價(jià)格較貴，過(guò)載能力較差。 I/O 模塊的選擇 I/O 模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。如I/O 點(diǎn)數(shù)，控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。 用戶(hù)存儲(chǔ)器容量的估算。根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)。 一般 PLC 及其外部電路（ I/O 模塊、輔助電源等）都能在下列 表 31 環(huán)境 條件下可靠工作： 表 31 PLC 及其外部電路工作環(huán)境 溫度 工作溫度 0～ 55℃ 儲(chǔ)存溫度 40℃ ～ +85℃ 溫度 相對(duì)濕度 5%～ 95%（無(wú)凝結(jié)霜） 振動(dòng)和沖擊 滿(mǎn)足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 電源 交流 220V，允許變化范圍為 15%～ +15%，頻率為 47～ 53Hz，瞬間停電保持 10ms 環(huán)境 周?chē)諝獠荒芑煊锌扇夹浴⒈ㄐ院透g性氣體對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇 PLC 容量選擇 PLC 容量包括兩個(gè)方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)，二是用戶(hù)存儲(chǔ)器的容量。 應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。 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(mǎn)足。 響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器 ， 不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿(mǎn)足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。對(duì)于控制較復(fù)雜 ， 要求實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能 ，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度 ， 選用中檔或高檔 PLC。 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(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿(mǎn)足。 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I/O 式以及多臺(tái)PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 PLC 機(jī)型的選擇 PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、 I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮 [10]。 PLC 的型號(hào)不同 ， 對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等均各不相同 ， 適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。注塑機(jī)在生產(chǎn)的過(guò)程中要求料筒的溫度隨著產(chǎn)品和原材料的不同，可以對(duì)溫度作出調(diào)整（ 其溫度 一般不超過(guò) 400℃ ） 。 注塑機(jī)的料筒溫度是注塑機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。由于產(chǎn)品的大小和原材料的性吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) 質(zhì)的不同，不同產(chǎn)品的保模時(shí)間有所不同，這就要求保模時(shí)間長(zhǎng)短可以調(diào)整。 保模時(shí)間 。 預(yù)塑電磁閥得電 ，預(yù)塑液壓馬達(dá)開(kāi)始工作，帶動(dòng) 螺旋控制桿 旋轉(zhuǎn)，使原料不斷的向前輸送，當(dāng) 注塑缸 后退到一定位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，預(yù)塑 完成 頂 模部分 的頂出與復(fù)位 。預(yù)塑部分整退時(shí)：電磁鐵失電后， 注塑缸 部分回到原始位置。 預(yù)塑部分的整進(jìn)與整退 。 合模時(shí)：電磁鐵得電后，合模油缸油路接通，在油壓的推動(dòng)下模具閉合。 起始位置 → 合模 → 整進(jìn) → 保壓延時(shí) 、 預(yù)塑 → 注射 → 整退 → 啟模 → 頂出 → 起始位置 。 按下啟動(dòng)按鈕，