【正文】 開(kāi)關(guān)SQ8保壓保壓到接近行程開(kāi)關(guān)SQ9防流涎防流涎到接近行程開(kāi)關(guān)SQ10注射座缸后退注射后退到接近行程開(kāi)關(guān)SQ11慢速開(kāi)模慢速開(kāi)模到接近行程開(kāi)關(guān)SQ12快速開(kāi)模快速開(kāi)模到接近行程開(kāi)關(guān)SQ13慢速開(kāi)模慢速開(kāi)模到接近行程開(kāi)關(guān)SQ14頂出制品頂出制品到接近行程開(kāi)關(guān)SQ15頂出缸退回活塞退回原始位置SQ16慢速注射手動(dòng)合模SB5手動(dòng)整進(jìn)SB6手動(dòng)注射SB7手動(dòng)預(yù)塑SB8手動(dòng)頂出SB9表42 PLC的I/O分配表(輸出)序號(hào)名稱(chēng)元件符號(hào)備注輸出電機(jī)KM1接觸器電機(jī)KM2接觸器電磁閥YA1YA1電磁閥YA2YA2電磁閥YA3YA3電磁閥YA3YA4電磁閥YA4YA5電磁閥YA5YA6電磁閥YA6YA7電磁閥YA7YA8電磁閥YA8YA9電磁閥YA9YA10電磁閥YA10YA10電磁閥YA11YA11電磁閥YA12YA12電磁閥YA13YA13電磁閥YA14YA14電磁閥YA15YA15電磁閥YA16YA16降壓?jiǎn)?dòng)KM綜合上述所列。用22V為交流接觸器供電。用24V直流電為電磁閥供電。行程開(kāi)關(guān)的選擇要根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行選擇。 PLC硬件接線（1）油泵電機(jī)線路液壓系統(tǒng)中油泵用三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，為整個(gè)注塑機(jī)提供動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)的選擇主要從功率、種類(lèi)、型式、工作電壓及其保護(hù)電器方面考慮。經(jīng)查閱資料，這里選用Y160L4，其主要參數(shù)：額定電壓U=380V，電流I=30A，額定功率P=15kW，額定轉(zhuǎn)速n=1480r/min。電機(jī)的啟動(dòng)方式采用星三角起動(dòng)，降低啟動(dòng)時(shí)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，使電機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)。油泵電機(jī)啟動(dòng)的主電路如圖44所示。三相電源經(jīng)火線進(jìn)入QS刀開(kāi)關(guān)，再經(jīng)保險(xiǎn)絲FU，交流接觸器主觸頭KM，進(jìn)入電動(dòng)機(jī)繞組。星形進(jìn)行降壓起動(dòng)是KM與KM2同時(shí)得電，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速后變成三角形運(yùn)行，此時(shí)KM與KM1同時(shí)得電。圖44 油泵電機(jī)主電路圖（2）PLC外部線路的表示液壓系統(tǒng)控制過(guò)程中各動(dòng)作間切換、各種操作、工作方式的轉(zhuǎn)換等信號(hào)， 將在如下圖45所示的PLC相關(guān)I/O接線中表示出來(lái)。圖中的輸入信號(hào)（I）主要是各類(lèi)按鈕，例如：油泵電動(dòng)機(jī)的開(kāi)與關(guān)、工作方式選擇按鈕SA1與SA按工序工作至指定位置后行程開(kāi)關(guān)信號(hào)等都是輸入信號(hào)。輸出信號(hào)主要是電動(dòng)機(jī)的星型三角型啟動(dòng)方式的線路，各個(gè)閥線圈。其中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)中用到了機(jī)電一體化中的硬件互鎖保護(hù)原料，用220V電壓給線圈供電，用直流24V電壓給電磁閥供電?？紤]電動(dòng)機(jī)的線圈工作中有可能會(huì)產(chǎn)生火花，在每個(gè)線圈都加上續(xù)流二極管，可以起到保護(hù)作用，以延長(zhǎng)線圈使用壽命。圖45 PLC主機(jī)外部接線圖 本章小結(jié)本章的內(nèi)容是以PLC作為主要硬件設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)步驟是必須先設(shè)計(jì)液壓控制系統(tǒng)再設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)。這樣才能合理的設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)。本章主要內(nèi)容是注塑機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)思想介紹，設(shè)計(jì)由液壓控制基本回路組成的液壓控制系統(tǒng)圖，設(shè)計(jì)了PLC控制系統(tǒng)之外與之相關(guān)的設(shè)備及I/O接線圖，在最后對(duì)油泵電動(dòng)機(jī)主電路的啟動(dòng)方式進(jìn)行介紹并分析了工作原理。還設(shè)計(jì)了PLC主機(jī)的外圍連接圖。5 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)注塑機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是本課題的重點(diǎn)內(nèi)容，按課題要求，綜合上面設(shè)計(jì)出的液壓控制系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)注塑機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制注塑機(jī)完成預(yù)期目標(biāo)。 軟件設(shè)計(jì)的整體思路系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心，其開(kāi)發(fā)過(guò)程就是將系統(tǒng)需求分析中的目標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)思轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際。根據(jù)課題的要求，設(shè)計(jì)過(guò)程分成：手動(dòng)操作、半自動(dòng)操作、全自動(dòng)操作，如下圖51所示。以全自動(dòng)操作為例可以將其分成：擠料入模腔、保壓與冷卻、開(kāi)模與頂出三個(gè)子模塊。 圖51 軟件設(shè)計(jì)整體思路圖 設(shè)計(jì)控制流程圖根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的思想編寫(xiě)出流程圖，用方式選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)的切換，若選擇手動(dòng)環(huán)節(jié)則實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作或調(diào)整操作；若選擇自動(dòng)控制則需要再次用方式選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制與全自動(dòng)控制操作的選擇。從而實(shí)現(xiàn)各種操作方式的控制。依照此想法按流程圖的畫(huà)法，方框?yàn)閳?zhí)行操作，棱形為條件判斷，箭頭代表變化方向，可畫(huà)出圖52所示流程圖【3】。圖52 注塑機(jī)PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換的方法梯形圖設(shè)計(jì)的總體思路是：=1 時(shí)，手動(dòng)操作方式被執(zhí)行； =1 時(shí)，自動(dòng)操作方式被執(zhí)行，可用控制指令CJ 來(lái)實(shí)現(xiàn)，形成如圖53所示的程序結(jié)構(gòu)圖。梯形圖的編程方式好幾種，下面簡(jiǎn)單的介紹幾種：用“起保?！钡姆椒ň帉?xiě)程序，即按條件起動(dòng)然后保持該動(dòng)作，下一個(gè)動(dòng)作開(kāi)始時(shí)阻斷上一個(gè)動(dòng)作；使用置位（S）和復(fù)位（R）來(lái)完成；比較常用的是STL步進(jìn)梯形圖。 圖中的自動(dòng)程序部分是利用切換開(kāi)關(guān)的方式選擇半自動(dòng)方式還是全自動(dòng)控制方式，與第四章的I/O （半自動(dòng)）（全自動(dòng)）切換開(kāi)關(guān)相一致。圖53 注塑機(jī)的兩種工作方式 各個(gè)工作方式對(duì)應(yīng)的功能 全自動(dòng)工作方式的功能全自動(dòng)工作方式是指當(dāng)操作人員選擇了該工作方式后注塑機(jī)按給定路線進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，它的工作過(guò)程如圖54的右邊所示。操作中首先選擇方式選擇開(kāi)關(guān)，即操作方式是手動(dòng)操作還是自動(dòng)操作。如果選擇了自動(dòng)操作則還需要在自動(dòng)操作模式下選擇全自動(dòng)操作還是半自動(dòng)操作。（1）順序功能圖順序功能圖的簡(jiǎn)稱(chēng)是SFC圖，它是一種狀態(tài)編程思想，是把工藝線路中需要被執(zhí)行的動(dòng)作作為一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，需要有與之對(duì)應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。狀態(tài)用狀態(tài)繼電器S表示，其中S0S9表示初始狀態(tài)，用雙線框表示，有向線段表示狀態(tài)變化方向；兩個(gè)狀態(tài)間的橫線表示轉(zhuǎn)換需要具備的條件，即構(gòu)成順序功能圖的三要素?？捎貌竭M(jìn)指令或“起保?！钡确绞綄㈨樞蚬δ軋D轉(zhuǎn)化成梯形圖。根據(jù)課題給出的控制任務(wù)功能分析與液壓系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)任務(wù)，控制任務(wù)完成動(dòng)作對(duì)應(yīng)的順序功能圖如圖55所示。從上電開(kāi)始進(jìn)入初始狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕后，液壓泵電動(dòng)機(jī)星型三角型啟動(dòng)，啟動(dòng)后可以進(jìn)行手動(dòng)操作完成部分操作。而自動(dòng)控制操作部分則要完成以下動(dòng)作：慢速合?！焖俸夏！俸夏！蛪郝俸夏！俑邏烘i?！⑸渥斑M(jìn)→慢速注射→快速注→保壓→預(yù)塑→防流涎→注射座后退→慢速開(kāi)?！焖匍_(kāi)模→慢速開(kāi)?！敵霎a(chǎn)品→頂出缸退回至初始位置。（2）梯形圖順序功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖比較簡(jiǎn)單，有三種方法轉(zhuǎn)換，本課題采用步進(jìn)指令的方式將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。步進(jìn)指令：STL表士步進(jìn)指令開(kāi)始，RET表士步進(jìn)指令結(jié)束。每一個(gè)STL指令都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，如S20狀態(tài)表示電動(dòng)機(jī)的油泵啟動(dòng)。結(jié)束指令在所有狀態(tài)都執(zhí)行完成后使用。圖54 注塑機(jī)控制系統(tǒng)路線圖圖55 注塑機(jī)的自動(dòng)工作梯形圖圖 55 注塑機(jī)的自動(dòng)工作梯形圖（續(xù)表）依照順序功能圖中每個(gè)狀態(tài)所示，其工作過(guò)程可做如下簡(jiǎn)述：1）油泵啟動(dòng)：狀態(tài)為S20，這時(shí)大小油泵都供油。2）慢速合模：狀態(tài)為S21，這時(shí)小泵供油、大泵卸荷。按下啟動(dòng)按鈕，使電磁鐵2YA、3YA、16YA得電。此時(shí)壓力油進(jìn)入合模缸左腔，合模缸右腔油流回進(jìn)入油箱中，合模缸右腔中的活塞右移，帶動(dòng)動(dòng)模板右移做合模動(dòng)作。3）快速合模：狀態(tài)為S22，這時(shí)大、小泵同時(shí)向系統(tǒng)供油。使得電磁鐵1YA，17YA得電（慢速合模時(shí)的電磁鐵2YA、3YA、16YA保持原來(lái)得電狀態(tài)）。4）慢速合模：狀態(tài)為S23，這時(shí)大泵P1卸荷，使電磁鐵1YA、17YA失電（慢速合模時(shí)的電磁鐵2YA、3YA、16YA仍然保持得電狀態(tài)），實(shí)現(xiàn)慢速合模動(dòng)作。5）低壓慢速合模：狀態(tài)為S24，這時(shí)小泵P2向系統(tǒng)供油。使電磁鐵15YA得電（慢速合模時(shí)的電磁鐵2YA、3YA、16YA繼續(xù)保持得電狀態(tài)）。6）慢速高壓鎖模：狀態(tài)為S25，使電磁鐵2YA、3YA、16YA得電，小泵P2向系統(tǒng)供油。7）注射座前進(jìn)：狀態(tài)為S26，使電磁鐵2YA、8YA得電，使電磁鐵3YA、16YA斷電，小泵P2繼續(xù)向系統(tǒng)供油。8）慢速注射：狀態(tài)為S27，使電磁鐵11YA、13YA得電（使電磁鐵2YA、8YA保持得電狀態(tài)），活塞帶動(dòng)螺桿前進(jìn)進(jìn)行慢速注射動(dòng)作。9）快速注射：狀態(tài)為S28，使電磁鐵1YA、9YA得電，大小泵同時(shí)供油（電磁鐵2YA、8YA保持得電狀態(tài)），活塞帶動(dòng)螺桿快速左移進(jìn)行快速注射動(dòng)作。10）保壓：狀態(tài)為S29，使電磁鐵1YA、9YA、13YA失電，電磁鐵14YA得電，并將時(shí)間繼電器開(kāi)始延時(shí)計(jì)時(shí)，由小泵P2給系統(tǒng)供油。11）預(yù)塑：狀態(tài)為S30，時(shí)間繼電器時(shí)間到后發(fā)出信號(hào)使電磁鐵1YA、12YA得電，使電磁鐵11YA、14YA失電（電磁鐵2YA、8YA保持的電狀態(tài)），此時(shí)大小泵PP2同時(shí)給系統(tǒng)供油。12）防流涎：狀態(tài)為S30，使電磁鐵2YA、8YA、10YA得電