【正文】 保持一定壓力的回路。當換向閥 8處在左位時，壓力油經(jīng)單向閥 3進入液壓缸左腔，同時壓力油也進入單向閥 2的控制油口 k，打開單向閥 2，使液壓缸右腔的回油可經(jīng)閥 2及換向閥流回油箱，活塞向右運動，到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位。 鎖緊回路的選擇：鎖緊回 路的功用是使液壓缸能夠在任意位置上停留，且停留后不會因外力作用而移動位置的回路。 減壓回路的選擇： 因為系統(tǒng)中各工序所需要的壓力不相同，所以需要在油 路中設置減壓閥。 M鎖 模 液 壓 缸注 射 移 動 液壓 缸注 射 液 壓 缸1 332Y A 1Y A 78145Y A 2Y A 69Y A 5Y A 31 0Y A 41 167K KK1 21 51 4S Q 3S Q 6 S Q 4S Q 5 圖 23 液壓原理圖 本系統(tǒng)采用三個液壓缸作為執(zhí)行機構(gòu)，分別執(zhí)行鎖模，注射臺移動和注射的動作。 注塑機系統(tǒng)主電路圖如圖 22 所示。由 FU1 實現(xiàn)對各過載回路的短路保護作用。 S Q 1S Q 2S Q 3S Q 4S Q 5 S Q 6S Q 7S B 1S B 2S B 3S B 4S B 5S B 6S B 7S B 8S B 9S B 1 0S B 1 1S B 1 2F R 1S A 1 1S A 1 22 4 VI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 51 M2 MY V 1Y V 2Y V 3Y V 4Y V 5Y V 6Y V 7K M 1H L 1H L 2H L 31 2 VF UQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2S 7 2 0 0自 動 運 行 指 示 燈手 動 運 行 指 示 燈油 泵 電 機 過 載 指 示 燈+1 L2 L3 LC P U 2 2 6 C N3 M 圖 21 I/O 端子接線圖 主電路設計 在本次設計的主回路中，用交流接觸器 KM1 控制油泵電動機 M1，由繼電器 FR1 實現(xiàn)過載保護，自動開關 QF0 為總電源開關，既可以完成主回路的短路保護又起到隔離三相交流電源的作用，使用和維修更便捷。對 各個 信號用 I/0 定義分配，得到的 輸入點、輸出點分配如表 21 所示。 I/0 定義 根據(jù)對注塑機的工藝過程和功能的分析，其輸入信號有安全門開關 SQSQ2，行程開關 SQ SQ SQ SQ SQ7，自動循環(huán)起動按鈕 SB1 和停止按鈕 SB2，工作方式選擇開關 SA1 SA12，熱繼電器 FR1，各工序手動按鈕 SB3～ SB9，油泵電機起動按鈕 SB10 和停止按鈕 SB11 以及油泵 電機過載消除按鈕 SB12。根據(jù)上述幾條， 通過市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)注塑機中德國產(chǎn)的PLC 在價格、售后服務和產(chǎn)品質(zhì)量的綜合評比中，穩(wěn)居第一。 本次設計的注塑機，通過計算，需要 22 個輸入點、 11 個輸出點， 且均為數(shù)字量。 擴展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊，輸入輸出模塊、溫度模塊，高速輸入模塊等。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊的數(shù)量都有限制，當擴展不能滿足要求時，可采用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；同時，有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編制時要注意。在控制過程中， I/O 控口模塊檢測控制現(xiàn)場的各種參數(shù)，以此作為 PLC 實現(xiàn)現(xiàn)場控制的依據(jù)，同時，它將 PLC 的處理結(jié)果傳送到被控設備，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn) PLC 對設備的控制。用戶的存儲量在滿足基本的控制要求外，一般留有 10％ ～ 25％ 的考慮裕量。 PLC 容量的選擇：通常講的 PLC 容量是指輸入輸出點 I/0 的點數(shù)和用戶存儲器的容量。而 FXlS422BD 價格就是 ，還不到 400 元。 PLC 機型的選擇：面對眾多廣家提出的多種系列、功能各異的 PLC 產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、性能、價格各不相同。 通過上述綜合比較， PLC 控制不僅擁有以上兩種控制方法的優(yōu)點，還克服了它們的不足，所以，最終選擇了用 PLC 來控制。 （ 5） 體積小、重量輕、功耗低。 （ 3） 編程簡單、使用方便。 PLC控制有如下的優(yōu)點： （ 1） 抗干擾能力強和可靠性強。這種控制方式由于采用導線連接，僅適用于某一個固定的工藝過程，一旦過程有變化就得重新連接、安裝，存在研制和調(diào)試時間長、修改不方便、壽命短、可靠性差、故障檢查困難、控制精度低等不足，注塑機水平難以提高，也缺乏市場競爭力。 第 2 章 硬件系統(tǒng)的設計 PLC 機型的選擇 由于注塑機的控制過程是順序控制，能夠?qū)崿F(xiàn)這個要求和控制功能的方法很多，如繼電器、單片機、 PLC 等。 3. 硬件部分設計，包括 I/O 定義分配，繪制 I/O 模塊接線圖 , PLC 外部接線圖，設計主電路圖和液壓控制回路。 閉 模注 射 座 整 體 前 進注 射保 壓冷 卻 預 塑啟 模注 射 座 后退頂 出 制 品頂 出 桿 退回閉 模 圖 13 注塑機自動循環(huán)狀態(tài)工藝流程 主要研究任務 1. 實現(xiàn)手動和全自動兩種操作模式，可隨時切換操作模式。當完全冷卻定型后，模具打開，在頂 出機構(gòu)的作用下，制件被頂出，從而完成一個注塑成型周期。當融料充滿模腔后，螺桿仍對融料保持一定的壓力 (即所謂的保壓 )，以防止模腔中融料的反流，并向模腔內(nèi)補充因制品冷卻收縮所需要的物料。同時，合模油缸中的壓力油推動合模機構(gòu)動作，移動模板使模具閉合。與此同時螺桿筒前端和螺桿頭部融料逐漸增多，當達到所需要的遠射量時 (即螺桿退 回到一定位置時 )，計量控制裝置開始起作用，螺桿停止轉(zhuǎn)動和后退。在螺桿筒外加熱和螺桿剪切熱的作用下，物料實現(xiàn)其物理狀態(tài)的變化，最后成黏流態(tài)，并形成一定的壓力。 a)合模 b)注射 c)保壓 d)塑化 e)頂出 f)開始下一個周期 圖 12 注塑機工作原理圖 從料斗落入螺桿筒中的物料，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動沿著螺桿向前輸送。 圖 11 注塑機結(jié)構(gòu)簡化示意圖 各種注塑機完成注塑成型的動作可能不完全相同，但其成型的基本過程還是相同的。 3. 節(jié)省能源。 基本上全電動注射機具備以下三大優(yōu)點： 1. 精密度高且具極佳之重復性。而且，液壓傳動代表一種歷史悠久的、經(jīng)過了時間技術的驗證。 液壓傳動技術的優(yōu)勢：由于與傳統(tǒng)相關的原因，液壓傳動系統(tǒng)也具備有電動機所沒有的優(yōu)勢。在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄壁技術部件 或連接時，具有巨大的優(yōu)勢。 在注射機中采用電動機而不是液壓系統(tǒng)，這為塑料加工者帶來了能源需求降低、操作環(huán)境友好和低噪聲的優(yōu)點，更低的保養(yǎng)要求是采用電動注射機的又一個好處。 電動注塑機的技術水平和發(fā)展趨勢 日本電動注射機具有集節(jié)能、高精準度、高速及穩(wěn)定等優(yōu)點于一身的電動注射技術。以加拿大 HUSKY 公司為代表的瓶坯機、包裝機，集中體現(xiàn)了高新技術含量的特征。德國克勞斯馬菲公司的 PM 控制系統(tǒng)，通過鎖模力、模腔壓力和充模過程的控制，使制品質(zhì)量的誤差精確到 %。自 20 世紀 60 年代末美國費洛斯公司首先使用計算機控制技術開始，經(jīng)過 20 世紀 80 年代 以后的高速發(fā)展，它已經(jīng)不再是簡單的動作控制，而是包括熔體溫度、注射壓力、注射速度、保壓時間、冷卻過程、保壓時間、冷卻過程及液壓回路等多種參數(shù)的綜合控制。日本展覽會上最快的注射機，其工作周期只有 秒。注射機的高效率主要體現(xiàn)在工作節(jié)拍 快，制品周期短，普遍比過去提高 24%以上。節(jié)能方面，從過去的流量比例和壓力比例控制發(fā)展到變量控制或定量控制。注射壓力從過去的 120150Mpa 提高到目前的 180250Mpa。 從目前國際水平看，注射機的移模速度已從過去的 2030/min 提高到4050m/min，高的速度甚至達到了 70m/min。其中以美國最為明顯，在 1980 年全美國約有 140 臺10000KN 以上鎖模力的大型注射機投入市場，到 1985 年增至 500 臺。 從注塑機問世起，鎖模力在 10005000kN、注射量在 502020g 的中小型注射劑占絕大多數(shù)。我國塑料機械 2020 年銷售總額在70 億元人民幣左右，以臺數(shù)計約為 5 萬臺，其中 40%左右是注射成型機。目前在工程塑料業(yè)中， 80%的塑料制品采用了注射成型。必將推動注塑生產(chǎn)的長足進步和繁榮發(fā)展，為社會提供高質(zhì)量產(chǎn)品的同時，還可排除安全隱患、保障生命和財產(chǎn)、節(jié)約資源、保護環(huán)境，提供更加重要的無形的社會財富。不少用戶為了追求高效率的作業(yè)以保證工期的按時完成，寧愿投入更多的資金來購買進口注塑機或者跟國產(chǎn)新注塑機價格相當?shù)ぷ骺煽啃匀匀惠^高的國外二手注塑機，近幾年國外二手注塑機的進口和銷售走紅就是因為這個原因。 近年來，隨著國外新型注塑機大量進入中國市場，中國用戶對國外注塑機的性能 (如作業(yè)可靠性、效率等 )有了較深入的了解。注塑機是注射成型的主要設備，它是塑料加工機械的典型代表。目前世界上 80%的工程塑料制品采用注射成型加工技術進行生產(chǎn)。正是由于企業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪袑λ芰现破返膹娏倚枨?，以及塑料制品其原材料的來源也很豐富、廉價，極大地促進了塑料工業(yè)特別是塑料機械工業(yè)的不斷發(fā)展與進步，促進了塑料加工技術和工藝的不斷完善。塑料在材料結(jié)構(gòu)中所 占的比例正在逐年上升。通過組態(tài)軟件的仿真配合，設計出一個完整的由 PLC 控制的注塑機系統(tǒng)，實現(xiàn)低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修的目標！ 關鍵詞： 注塑機，西門子 S7200，組態(tài)仿真 Application of the injection molding machine control system of PLC ABSTRACT As the injection process is a non stable, non isothermal process, the mold, injection, or ( descending ) temperature of the production process parameters in the process of plastic products will directly affect the quality of the injection molding machine, the control system has put forward highe r request. Along with the electronic technology continues to progress and develop, the traditional control method has been more and more obviously shown, such as repair a large quantity, relay for life is short, the wiring is quite plex. The contact switches action, low working frequency, poor reliability, easy fault. Relay action slow, timing is not accurate, system control accuracy. Thus, the injection molding machine control system reformation is the research necessary to, The injection molding machine structure is analyzed, and the inlet of Siemens S7200PLC programming method and the use of the method are introduced in this paper. Through with the configuration software in the simulation， designing of a plete control by PLC injection molding machine system, and achieve low power consumption, low