【正文】 求是一個(gè)機(jī)電一體化很強(qiáng)的機(jī)種，主要由注塑部件、鎖模部件、機(jī)身、液壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、加料裝置等組成，如圖11所示。現(xiàn)在以螺桿式注塑機(jī)為例予以說(shuō)明，它的注塑流程經(jīng)歷合模、注射、保壓、塑化、頂出，完成一個(gè)周期，接著開(kāi)始下一個(gè)周期，如圖12所示。在此輸送過(guò)程中，物料被逐漸壓實(shí)，物料中的氣體由加料口排出。當(dāng)螺桿頭部的融料壓力達(dá)到能克服注射油缸活塞退回時(shí)的阻力(所謂背壓)時(shí)，螺桿便后退，進(jìn)行所謂計(jì)量過(guò)程。到此，預(yù)塑完畢。繼而，注塑座前移接通注射噴嘴與模具型腔的通道，注塑油缸充入壓力油，使油缸活塞帶動(dòng)螺桿按要求的壓力和速度將融料注入到模腔內(nèi)。模腔中的融料經(jīng)過(guò)冷卻，由黏流態(tài)回復(fù)到玻璃態(tài)，從而定型，獲得一定尺寸精度和表面光潔度的制品。注塑機(jī)的自動(dòng)循環(huán)時(shí)的工藝流程如圖13所示。2. 分析注塑機(jī)的工藝流程，擬訂控制系統(tǒng)的總體方案。 4. 軟件部分設(shè)計(jì)，即編寫(xiě)控制系統(tǒng)梯形圖程序，語(yǔ)句表。20世紀(jì)60年代采用繼電器、接觸器控制，大多數(shù)為開(kāi)環(huán)方式，由行程開(kāi)關(guān)和擋塊進(jìn)行動(dòng)作程序的切換控制。單片機(jī)控制是程序存儲(chǔ)控制，在設(shè)計(jì)時(shí)硬件和軟件均要設(shè)計(jì)，抗干擾性能差，不通用，并且需要有接口電路與之配套。 （2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。 （4）功能完善。 （6）具有很高的性價(jià)比。因此對(duì)控制系統(tǒng)硬件的選擇主要是PLC的選擇，包括PLC機(jī)型的選擇、PLC容量的選擇和模塊的選擇三個(gè)方面。比如，三菱FX2N128MR001系列。因此，在選擇機(jī)型的時(shí)候，應(yīng)本著在滿足控制功能原則的前提下，保證系統(tǒng)可靠、維護(hù)方便和最佳的性價(jià)比。對(duì)于I/0點(diǎn)的選擇原則是應(yīng)保有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，但是因?yàn)镻LC的I/0點(diǎn)數(shù)與價(jià)格成正比，若留有太多的空余點(diǎn)，會(huì)使成本大大增加，因此在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，一般是根據(jù)輸入、輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充，選用10％～15％的備用量。模塊的選擇：I/O控口模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)工業(yè)過(guò)程的控制。對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴(kuò)展，當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，因此注意相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。PLC的這種模塊化設(shè)計(jì)為用戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了方便。考慮到要留有適量的余量以做備用，因此，一般可以按實(shí)際需要的10%～15%選擇。通過(guò)綜合比較，選用西門(mén)子S7200，CPU226。輸出信號(hào)有YV1～YV7共7個(gè)電磁閥，油泵電機(jī)運(yùn)行接觸器KM1和三個(gè)指示燈HL1～HL3。表21 S7200型PLC I/O定義號(hào)分配輸 入輸 出前安全門(mén)SQ1鎖模YV1后安全門(mén)SQ2注射臺(tái)前進(jìn)YV2自動(dòng)鎖模SQ3注射YV3自動(dòng)注射臺(tái)前進(jìn)SQ4保壓YV4自動(dòng)解壓SQ5解壓YV5自動(dòng)注射臺(tái)后退SQ6注射臺(tái)后退YV6自動(dòng)開(kāi)模SQ7開(kāi)模YV7自動(dòng)運(yùn)行起動(dòng)SB1油泵電機(jī)運(yùn)行接觸KM1自動(dòng)運(yùn)行停止SB2自動(dòng)運(yùn)行指示HL1手動(dòng)鎖模SB3手動(dòng)運(yùn)行指示HL2手動(dòng)注射臺(tái)前進(jìn)SB4油泵電機(jī)過(guò)載指示HL3手動(dòng)注射SB5手動(dòng)保壓SB6手動(dòng)解壓SB7手動(dòng)注射臺(tái)后退SB8手動(dòng)開(kāi)模SB9油泵電機(jī)啟動(dòng)SB10油泵電機(jī)停止SB11油泵電機(jī)過(guò)載消除SB12油泵電機(jī)熱繼電器FR1工作方式選擇：自動(dòng)SA11工作方式選擇：手動(dòng)SA12 PLC外部接線圖根據(jù)上述I/O點(diǎn)分配，畫(huà)出PLC的I/O點(diǎn)接線圖，如圖21所示。QF1和QF2分別為PLC和DC的開(kāi)關(guān)。G1中包括電磁閥的直流電源、整流過(guò)濾電源、開(kāi)關(guān)電源和穩(wěn)壓源。圖22 注塑機(jī)系統(tǒng)主電路圖 注塑機(jī)的液壓控制回路根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，采用的系統(tǒng)液壓控制回路電路圖如圖23所示?？紤]到整個(gè)工作流程中所需油量都不大，從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用了限壓式變量葉片泵作為油源。鎖模所需壓力比較大，可不用，因此，在注射臺(tái)移動(dòng)和注射以及保壓油路的進(jìn)油路上設(shè)計(jì)三個(gè)減壓閥。本系統(tǒng)采用液控單向閥來(lái)鎖緊（如圖）。由于換向閥的H型中位機(jī)能，所以單向閥2和3均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。本系統(tǒng)有兩個(gè)保壓回路，首先，換向閥10處于中位時(shí)，可以通過(guò)液控單向閥12保壓；其次，換向閥11處于右位時(shí)，可以繼續(xù)往液壓缸15的右腔進(jìn)油，補(bǔ)充減少的壓力。各液壓元件的選擇：液壓缸的尺寸，各個(gè)電磁閥以及其他壓力閥的規(guī)格需要依據(jù)具體的注塑機(jī)參數(shù)和需要注塑的產(chǎn)品要求計(jì)算。表22 液壓元件明細(xì)表1油泵9三位四通電磁換向閥2液控單向閥10三位四通電磁換向閥3液控單向閥11二位二通電磁換向閥4溢流閥12液控單向閥5減壓閥13鎖模液壓缸6減壓閥14注射臺(tái)移動(dòng)液壓缸7減壓閥15注射液壓缸8三位四通電磁換向閥電磁鐵得電順序如表23所示。使用動(dòng)作控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖，首先需要繪制出動(dòng)作流程圖，動(dòng)作流程圖是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，是設(shè)計(jì)PLC的有力工具。首先，選擇一些輔助繼電器代表控制中的各個(gè)步序，從“原位”至“開(kāi)模”的各個(gè)工步（“開(kāi)模結(jié)束”和“頂出產(chǎn)品”時(shí)電磁閥不動(dòng)作，不當(dāng)成工步）。考慮到注塑機(jī)還有手動(dòng)控制要求，、自動(dòng)狀態(tài)和手動(dòng)狀態(tài)。注塑機(jī)的流程圖分為兩大部分，左邊為手動(dòng)部分，右邊為自動(dòng)部分。此外代表工步的輔助繼電器電器框外還繪有此工步時(shí)PLC應(yīng)有的輸出，如閉模工步時(shí)，電磁閥YV1（）置1。動(dòng)作流程圖如圖31所示。一是用程序語(yǔ)言說(shuō)明功能圖中代表各工步的輔助繼電器的復(fù)位、置位條件；二是說(shuō)明代表各工步的輔助繼電器與輸出的關(guān)系，梯形圖如圖32所示。 LD O AN S , 1LD R , 1LD O S , 1LD R , 1LD O = LD = LD S , 1R , 1LD S , 1R , 1LDN AN A LDN AN OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDO S , 1LD O R , 1LD A S , 1LD 　O R , 1LD A S , 1LD O O O O O O O R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A S , 1LDN R , 1LD A A O O MOVB 0, MB8LDN AN AN AN AN AN AN = LD A A LD A A O LD A OLDLD A OLDLD A T37OLDLD A T38OLDLD A OLDLD A OLDLD A OLDALDSLB MB8, 1LD TON T37, +20LD TON T38, +30LD O = LD O = LD O = LD O = LD O = LD O = LD O = LD = LD = LD = LD = 第4章 組態(tài)畫(huà)面設(shè)計(jì) 組態(tài)軟件介紹組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)可歸納如下：概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用；功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)；實(shí)時(shí)性與并行處理；建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行；利用豐富的“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面；引入“運(yùn)行策略”的概念。強(qiáng)大的腳本語(yǔ)言處理，能夠幫助你實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理；全新的Web Server架構(gòu)，全面支持畫(huà)面發(fā)布、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布以及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的發(fā)布；方便的配方處理功能。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。圖41 工程向?qū)е粏螕簟跋乱徊健崩^續(xù)，會(huì)出現(xiàn)“新建工程向?qū)е睂?duì)話框，如圖42所示。圖42 工程向?qū)е诠こ搪窂轿谋究蛑休斎胍粋€(gè)有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對(duì)話框中選擇一個(gè)有效的路徑。彈出“新建工程向?qū)е龑?duì)話框”，如圖43 所示。點(diǎn)擊“完成”，則完成了一個(gè)新工程的建立。 “組態(tài)王”采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，使用戶可以方便地建立畫(huà)面的圖形界面。同時(shí)支持畫(huà)面之間的圖形對(duì)象拷貝，可重復(fù)使用以前的開(kāi)發(fā)結(jié)果。圖44 新畫(huà)面 在“畫(huà)面名稱”處輸入新的畫(huà)面名稱，點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，畫(huà)出本系統(tǒng)工作所需要圖畫(huà)如圖45所示。圖46 設(shè)置配置向?qū)нx擇PLC后，會(huì)出現(xiàn)一系列生產(chǎn)廠家，根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備具體條件，我們選擇西門(mén)子S7200系列PLC，通信描述選擇PPI即可。單擊“下一步”，選擇地址為“2”。檢查各項(xiàng)設(shè)置是否正確，確認(rèn)無(wú)誤后，單擊“完成”。至于新建的設(shè)備相當(dāng)于一個(gè)中間裝置，它將實(shí)物PLC與自己建造的變量聯(lián)系起來(lái)，相當(dāng)于把程序與界面聯(lián)系了起來(lái)，為以后的控制做好了準(zhǔn)備。 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù) 選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“數(shù)據(jù)庫(kù)\數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”對(duì)話框如圖47所示。圖47 定義變量在變量類型中選取變量類型，一般的變量類型有“內(nèi)存”和“IO”兩種類型，在這兩種類型中又分“離散、整數(shù)、實(shí)數(shù)、字符串形”。點(diǎn)擊“確定”則可以完成一個(gè)變量的定義。本設(shè)計(jì)所有的定義變量如圖48所示。自此，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)建立完畢。 在對(duì)話框中有各種連接，根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇，分別選擇“水平移動(dòng)”和“垂直移動(dòng)”兩種連接方式，或者別的連接方式。圖49 動(dòng)畫(huà)連接 按照上面的步驟，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，分別對(duì)畫(huà)面中的物件進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接，從而實(shí)現(xiàn)了外部輸入量與內(nèi)部事物的數(shù)據(jù)連接。經(jīng)過(guò)編寫(xiě)，本設(shè)計(jì)命令語(yǔ)言如圖410所示。至此，整個(gè)程序的組態(tài)軟件編寫(xiě)已經(jīng)完成。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。謝 辭 從三月份接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，衷心的感謝我的指導(dǎo)韓英老師給予了精心的指導(dǎo)和熱情的幫助。尤其在課題設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備階段，韓老師提出許多寶貴的設(shè)計(jì)意見(jiàn)，在最后的測(cè)試修改階韓老師在百忙之中抽出時(shí)間為我們提供了必要的幫助，這樣使得我們得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作，在短暫的兩個(gè)多月的相處時(shí)間里，老師淵博的知識(shí)，敏銳的思路和實(shí)事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。參考文獻(xiàn)[1] 王文紅，：沙洲職業(yè)工學(xué)院,2005[2] ：北京航空航天大學(xué)