【正文】 當在SSR輸入端加直流或脈沖信號時，輸出端輸出相對于輸入端為導通或關斷狀態(tài)。因此SSR既有微弱控制信號的傳遞和轉換作用，同時又起光電隔離器件的作用，避免強弱信號的串擾，從而使控制裝置工作可靠，抗干擾能力強。再由I/V轉換電路將電流信號轉換成1～5V的電壓信號，直接輸入到單片機的A/D輸入端。（2）溫變模塊溫變模塊的作用就是把非電量信號變換成電信號。鉑電阻在0℃時的電阻值分別為兩種：100和10，其中，優(yōu)選值為100。鉑電阻的主要技術參數(shù)有：（a）鉑電阻溫度與電阻的關系在200～0℃范圍內，鉑電阻的電阻值與溫度t的關系為式（63） ℃）] （63）在0～800℃范圍內，與t的關系為式（64） （64）式中 ——溫度為t℃時的鉑電阻的電阻值 ——0℃時鉑電阻的電阻值A、B、C分別為常數(shù)，其值為：A=/℃B=/℃C=/℃滿足上式的鉑電阻，其溫度系數(shù)為： =/℃（b）電阻值鉑電阻溫度傳感器的精度與鉑絲的純度有關，通常用電阻比/來衡量鉑絲的純度，其中和分別為鉑電阻傳感器在100℃和0℃的電阻值。另一方面熱電偶測溫時還得需要溫度冷端補償，這會增加硬件系統(tǒng)和軟件編程的難度。圖66 螺桿加熱系統(tǒng)階躍響應圖料筒溫度閉環(huán)控制框圖如圖67所示圖67 溫變閉環(huán)控制框圖（1）溫度傳感器：熱電阻傳感器主要是利用溫度變化時傳感器電阻發(fā)生變化的原理測量溫度，這種溫度傳感器在常溫和較低溫區(qū)范圍內有比熱電偶更高的靈敏度，常用于（200——650℃ ）內的溫度測量。根據(jù)圖示曲線，用一階慣性環(huán)節(jié)家純遲延來擬合，則被控對象的傳遞函數(shù)為： （62） 料筒溫度控制方案溫變模塊把由于溫度變化而引起鉑熱電阻的變化轉換成標準的點信號輸出，單片機經(jīng)采樣電路得到該信號，然后進行A/D轉換，采用PID算法求出控制量，計算機通過PWM輸出控制信號，經(jīng)驅動電路控制固態(tài)繼電器（SSR）的直流端，通過調節(jié)給定周期中SSR的通斷次數(shù)比，來控制加熱線圈上的輸出功率，從而達到控制溫度的目的。但是由于料筒一般采用定值控制，且誤差范圍不大，這種影響可近似看作定植，這樣系統(tǒng)就可簡化為三個獨立的單輸入單輸出環(huán)節(jié)。我們可以把料筒看作一個三輸入三輸出的耦合系統(tǒng)，系統(tǒng)如圖65所示。料筒溫度分布狀況如圖64圖64 料筒溫度分布圖65 耦合系統(tǒng)料筒外加熱器采用分三段加熱，每一段裝一組加熱線圈，有一相電源加熱。如果溫度過高，料筒中的塑料會發(fā)生分解而變質；如果溫度過低會使塑料塑化不良，流動性變差，制品成型不好。從表63可看出，注塑機整個順序控制的要求是：檢測工序到位后，注塑機就應該打開相應的閥執(zhí)行下一個工序，順序控制是檢測狀態(tài)（接近開關）和輸出狀態(tài)（電磁閥）的過程[6]。表61 電平變化表ABCDE備注接近開關+5V0微機讀取接近開關的狀態(tài)信息是反向的狀態(tài)（A點）0+5V微機輸出（C點+5V0+24V電磁閥（D）失電0+12V0電磁閥（D）得電表62 行程開關的作用說 明1X安全作用，關上安全門才能閉模3X模板閉緊，注射開始4X切斷D1電源，移模慢速5X開模結束7X預塑停止，進行冷卻9X注射完畢，開始保壓位移傳感器檢測位移量表63 注射工藝與電磁閥的對應關系 電磁閥注塑工藝D1D2D3D4D5D6D7D8D9接近開關狀態(tài)快速閉模+++1X=1慢速閉模++4X=1注射+++++3X=1保壓++++9X=1預塑+++7X=0慢速啟模++4X=1快速啟模+++4X=0啟模停止5X=1注釋“+”電磁閥得電，“1”觸點接通，“0”觸點斷開順序控制共用了六個接近開關，輸出的控制點為九個電磁閥和一個比例流量閥及一個比例壓力閥。 注塑機PLC程序的順序控制設計順序控制的目的就是要完成上述介紹的工藝流程，讓注塑機有條不紊地按照PLC的命令工作。另外，在存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。PLC的I／O點數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在I／O點數(shù)確定的基礎上，按下式估算存儲容量后，再加20％~30％的裕量。 (2) 存儲容量的選擇用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關。 (1)I／O點數(shù)的選擇PLC平均的I／O點的價格還比較高，因此應該合理選用PLC的I／O點的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點最少，但必須留有一定的裕量。３)機型統(tǒng)一，其外部設備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。主要考慮到以下三方面問題：１)機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應該慎重考慮PLC的響應速度，可選用具有高速I／O處理功能的PLC，或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。對于以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A轉換單元，具有加減算術運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。集中式不需要設置驅動遠程I／O硬件，系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設驅動器和遠程I／O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。整體式PLC的每一個I／O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I／O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復雜的控制系統(tǒng)。 PLC機型的選擇PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標有著重要意義。 PLC機型的選擇步驟與原則 隨著PLC技術的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 (2) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 (1)輸入采樣階段 在輸入采樣階段PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 。 C、電源 PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。 b、存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。 PLC的基本結構 PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示：a. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。第六章 PLC控制程序設計 PLC的基本概念 可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。密封可靠適用于中高壓液壓缸。在本次設計中，采用導向套導向的結構形式，其特點為：(1)導向套與活塞桿接觸支承導向，磨損后便于更換，導向套也可用耐磨材料。導向套的位置可安裝在密封圈的內側，也可以裝在外側。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向，也可做成與端蓋分開的導向套結構。應用較多，如組合機床與工程機械上的液壓缸。本次設計中采用外半環(huán)連接，如下圖3所示：圖3 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式優(yōu)點：結構較簡單；加工裝配方便缺點：外型尺寸大；缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚2) 活塞桿與活塞的連接結構參閱液壓系統(tǒng)設計簡明手冊P15表28，采用組合式結構中的螺紋連接。設計時根據(jù)具體情況進行選擇。主要包括：缸體與缸蓋的連接結構、活塞與活塞桿的連接結構、活塞桿導向部分結構、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結構等。一般液壓缸缸體長度不應大于內徑的20~30倍。隔套的長度C由需要的最小導向長度H決定，即液壓缸：最小導向長度：，取 H=72mm活塞寬度：B==64mm缸蓋滑動支承面長度：隔套長度：夾緊與定位液壓缸：最小導向長度：，取 H=47mm活塞寬度：B==，取 B=50mm缸蓋滑動支承面長度：隔套長度：5) 缸體長度的確定液壓缸缸體內部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和?；钊膶挾菳一般取B=(~10)D；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內徑D而定；當D80mm時，??；當D80mm時，取。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。無孔時 有孔時 式中 t——缸蓋有效厚度(m)；——缸蓋止口內徑(m)； ——缸蓋孔的直徑(m)。 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為為同理 夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：缸體外徑夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：，2）液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，并參閱液壓系統(tǒng)設計簡明手冊P12表26中的系列尺寸來選取標準值。則： 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 式中 ——液壓缸壁厚(m)；D——液壓缸內徑(m)； ——試驗壓力，一般取最大工作壓力的(~)倍； ——缸筒材料的許用應力。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。⑵注射座移動缸的活塞和活塞桿直徑座移動缸最大載荷為其頂緊之時，此時缸的回油流量雖經(jīng)