PLC在注塑機(jī)控制中應(yīng)用

1、電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱： 電氣控制與 PLC基層教學(xué)單位：儀器科學(xué)與工程系指導(dǎo)教師：張立國學(xué)學(xué)生姓名（專業(yè)）班級(jí)號(hào)設(shè)計(jì)PLC在注塑機(jī)控制中的應(yīng)用題目1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容見附頁設(shè) 2. 使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)上位控制計(jì) 3. 查閱資料（變頻器）技 4. 參照實(shí)物圖片，必須做出實(shí)物術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì) 采用 PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。畫出系統(tǒng)圖，采用梯形圖編程，并給出相應(yīng)的要 組態(tài)控制工程（附主畫面）。結(jié)合公共實(shí)踐部分，完成設(shè)計(jì)說明書。求參考“電氣控制 ”類圖書及論文資料資“可編程控制器 ”類圖書及論文資料料周20周次應(yīng)完 分析設(shè)計(jì)要求、查資料、確定方案，設(shè)計(jì)梯形圖、設(shè)計(jì)上位組態(tài)成 撰寫課程設(shè)計(jì)說明書，答辯內(nèi)容指導(dǎo)教張

2、立國基層教學(xué)單位主任簽字師簽字說明： 1、此表一式三份，系、學(xué)生各一份，報(bào)送院教務(wù)科一份。2、學(xué)生那份任務(wù)書要求裝訂到課程設(shè)計(jì)報(bào)告前面。電氣工程學(xué)院教務(wù)科目錄一、引言 .3二、注塑機(jī)工藝流程 .31、注塑機(jī)控制過程 .32、注塑機(jī)控制工藝及流程圖.3三、基于組態(tài)王的注塑機(jī)動(dòng)畫仿真. .3四、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .3五、創(chuàng)新點(diǎn) .3六、體會(huì) .3附錄一組態(tài)王程序 . .3一、引言隨著經(jīng)濟(jì)全球化的蔓延，中國市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境越來越好。中國塑料工業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展已形成門類較多、品種齊全的工業(yè)體系 ,同鋼材、水泥、木材等產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)成為基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)。21世紀(jì)以來，塑料作為一種新型材料，中國塑料工業(yè)在很多領(lǐng)

3、域取得了令世人矚目的成就，實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近年增長速度一直保持在 10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也有新的提高。塑料制品行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值總額在輕工 19個(gè)主要行業(yè)中位居第三，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售率 97.8%，高于輕工行業(yè)平均水平。從合成樹脂、塑料機(jī)械和塑料制品生產(chǎn)來看，都顯示了中國塑料工業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。注塑機(jī)是注塑成型的主設(shè)備，注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設(shè)備的進(jìn)一步完善和發(fā)展必將推動(dòng)注塑成型技術(shù)的進(jìn)步，為注塑制品的開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。在大型注塑的技術(shù)發(fā)展方面，合模系統(tǒng)采用全液壓式或液壓-機(jī)械式，即

4、曲軸連桿型式，兩者在市場上均有競爭能力。但不論哪種形式的注，其發(fā)方向都必須向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修方向發(fā)展。近年來，中小型注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展非常迅速，就工藝參數(shù)而言，塑化能力、注射壓力等都有很大提高。 90年代的注塑機(jī)正向節(jié)能、精密成型、超精密成型、低噪音和高級(jí)自動(dòng)化方向發(fā)展。所謂節(jié)能是指注塑機(jī)要節(jié)省泵的動(dòng)力，節(jié)約電力。精密成型是指生產(chǎn)制品尺寸精度的范圍在 0.010.001mm，超精密成型是在 0.0010.0001mm，微處理機(jī)在注塑機(jī)上的是注塑機(jī)的自動(dòng)控制方面最重要的發(fā)展。注射成型工藝對(duì)各種塑料的加工具有良好的適應(yīng)性，生產(chǎn)能力較高，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在

5、塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個(gè)塑料成型設(shè)備的20% 30%，從而成為目前塑料機(jī)械中增長最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。二、注塑機(jī)工藝流程1、注塑機(jī)控制過程注塑機(jī)是塑料加工行業(yè)的主要設(shè)備，能加工各種熱塑性或熱固性塑料。控制系統(tǒng)是注塑機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，其性能的優(yōu)劣對(duì)整機(jī)有著至關(guān)重要的影響，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展， PLC（可編程控制器）不僅用邏輯編程取代了硬接線邏輯，還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和處理的功能，真正成為一種計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置。PLC的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，所以在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，PLC在其自動(dòng)化設(shè)備中的比例

6、占首位。近年來，我國的 PLC技術(shù)也從初期的引進(jìn)、消化走向吸收和推廣應(yīng)用階段，并且在許多工業(yè)領(lǐng)域取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在以往國內(nèi)的注塑機(jī)控制系統(tǒng)中，主要存在三種控制類型：繼電器控制單片機(jī)控制 PLC控制在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，前兩種方法因其自身的局限性，多不采用。而多是采用 PLC控制系統(tǒng)，這是一種工業(yè)控制機(jī)，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作可行性高，平均無故障時(shí)間長，可在惡劣環(huán)境下正常工作，并可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。注塑機(jī)控制通常指的是電液控制，即由液壓和電氣控制部分組成。注塑機(jī)的控制系統(tǒng)是保證注塑機(jī)按工藝過程規(guī)定的要求（壓力、速度、溫度、時(shí)間等）和動(dòng)作程序，準(zhǔn)確有效地工作的控制系統(tǒng)。目前注塑機(jī)的發(fā)展

7、主要集中在： 提高制品尺寸精度和穩(wěn)定性 提高速度、縮短成型周期 生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和省力但所采用的技術(shù)手段，都離不開以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自控技術(shù)。因此，注塑機(jī)的控制成為目前注塑機(jī)發(fā)展中一個(gè)很重要的內(nèi)容，主要包括動(dòng)作程序控制（如開閉模、注射、保壓等）和過程程序控制（例如，注射過程的速度和壓力程序控制等）兩個(gè)方面。圖1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、注塑機(jī)控制工藝及流程圖注塑機(jī)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模、合閘、穩(wěn)壓、整進(jìn)、注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、起模、頂出產(chǎn)品等工序。這些動(dòng)作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。注塑機(jī)的工作方式有手動(dòng)和自動(dòng)循環(huán)兩種形式。其自動(dòng)循環(huán)時(shí)的工藝流程如圖所示。從圖中可以看出，注塑

8、機(jī)的控制過程是順序控制。它的工作是從閉模開始一步一步有條不紊進(jìn)行的，每個(gè)工步執(zhí)行指令使電磁閥動(dòng)作，用行程開關(guān)和工藝過程時(shí)間來判斷每一步是否完成，且只有當(dāng)前一個(gè)工步完成后才能進(jìn)入下一工步。也就是說，下一步的接通條件取決于上一步的邏輯結(jié)果以及附加在這一步上的條件。除了自動(dòng)工作方式之外，為了方便設(shè)備的調(diào)整及單件產(chǎn)品生產(chǎn)，注塑機(jī)還設(shè)有手動(dòng)工作方式。所謂手動(dòng)，是為注塑機(jī)的每一個(gè)工步都設(shè)置一個(gè)按鈕，當(dāng)某個(gè)按鈕按下時(shí)，機(jī)器就執(zhí)行該按鈕對(duì)應(yīng)的工步動(dòng)作。圖2注塑工藝流程圖注塑機(jī)工藝分為以下幾部分模具的開啟與閉合合模時(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。開模時(shí)：電磁鐵失電后，開模油缸油路接通

9、，在油壓的推動(dòng)下模具打開。注射座的整進(jìn)與整退注射座整進(jìn)時(shí)：電磁鐵得電后，注射座在油壓的推動(dòng)下前進(jìn)到位，注射座射進(jìn)完成接近開關(guān)工作注射座整退時(shí)：電磁鐵失電后，注射座退回到原始位置，注射座射退完成接近開關(guān)工作注料桿的射進(jìn)注塑電磁鐵得電后，注料桿在油壓的推動(dòng)下，把料筒內(nèi)的融好的原料快速壓入模具，擠壓完成后并保持一段時(shí)間（保壓），使模具內(nèi)的塑料不會(huì)回流。預(yù)塑液壓馬達(dá)的動(dòng)作預(yù)塑電磁閥得電，預(yù)塑液壓馬達(dá)開始工作，帶動(dòng)注塑螺杠旋轉(zhuǎn)，使原料不斷的向前輸送，螺杠則在壓力的作用下后退并計(jì)量，當(dāng)后退到一定位置時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，預(yù)塑完成。頂杠的頂出與復(fù)位頂出電磁閥得電后，頂杠在油壓的推動(dòng)下將模具內(nèi)的產(chǎn)品頂出。保模時(shí)間

10、高溫原材料擠入模具后，需要在模具中冷卻一段時(shí)間，讓其基本成型后才能打開模具，這一段時(shí)間為保模時(shí)間。由于產(chǎn)品的大小和原材料的性質(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)間長短可以調(diào)整。注塑料筒溫度注塑機(jī)的料筒溫度是注塑機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。原料進(jìn)入到料筒后，在加熱器與注塑杠剪切能共同作用下塑化，如果溫度控制不好，將導(dǎo)致原料塑化不良。注塑機(jī)在生產(chǎn)的過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（一般不超過400）。三、基于組態(tài)王的注塑機(jī)動(dòng)畫仿真圖3 注塑機(jī)的組態(tài)王動(dòng)畫仿真圖四、 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC梯形圖如下：圖 4 PLC 的梯型圖當(dāng)開啟循環(huán)開關(guān) X17 的時(shí)候 ,

11、進(jìn)入循環(huán)判斷程序 S24, 通過改變 K 值可改變循環(huán)次數(shù) , 當(dāng)循環(huán)未完畢時(shí) , 跳入 S22, 繼續(xù)運(yùn)行自動(dòng)程序 , 當(dāng)循環(huán)完畢時(shí) , 跳入 S25 復(fù)位狀態(tài)再跳入 S0 待機(jī)狀態(tài)等待操作指令。圖 5 注塑機(jī) PLC輸入輸出接線圖五、創(chuàng)新點(diǎn)1無論是在自動(dòng)控制還是手動(dòng)控制過程中，均可以及時(shí)停止，這在操作過程中，如果遇到意外情況的發(fā)生可及時(shí)解決，避免財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡。2在自動(dòng)控制過程中可以自由切換到手動(dòng)控制過程 ,同時(shí)手動(dòng)控制過程可以自由切換到自動(dòng)控制過程。3 在自動(dòng)控制與手動(dòng)控制整個(gè)過程中,都可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。4自動(dòng)過程循環(huán)次數(shù)的設(shè)定 ,在生產(chǎn)過程中可以設(shè)定所需的循環(huán)次數(shù) ,循環(huán)完成后可以

12、跳到待機(jī)狀態(tài)接收后續(xù)指令。六、體會(huì)井浩：通過這次 PLC課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了我對(duì)以前知識(shí)的漏缺，我深深地體會(huì)到了努力壓榨自己就可以完成一些自己想象不到的任務(wù)，而且這次課程設(shè)計(jì)鍛煉了我獨(dú)立思考以及組織團(tuán)隊(duì)協(xié)作分工的能力，這是非常讓我受益匪淺的東西，同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，當(dāng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)擁有凝聚力的時(shí)候是會(huì)做到1+1>2的。姜皓：通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我更加具體的接觸到了PLC的梯形圖及其相關(guān)編程。經(jīng)過實(shí)際操作的檢驗(yàn)，讓我意識(shí)到，很多事情，并不是想當(dāng)然就可以做成的。一個(gè)好的作品必須要經(jīng)的起實(shí)踐。同時(shí)這次課設(shè)也讓我對(duì)于PLC的使用有了更豐富的經(jīng)驗(yàn)。鄭志超：這次課程設(shè)計(jì)過程中，遇到了很多困難

13、，軟件莫名其妙的崩潰卡死；對(duì)組態(tài)王進(jìn)行編程時(shí)，有許多看似簡單的問題在實(shí)際操作中卻一直難以實(shí)現(xiàn)。冷靜下來后通過與團(tuán)隊(duì)的交流，解決了那些讓人頭疼的問題。通過這次課設(shè)，可以激發(fā)一些讓人想象不到的驚喜，團(tuán)隊(duì)的團(tuán)結(jié)也可以讓人在失望時(shí)支持你繼續(xù)堅(jiān)持。劉松：通過對(duì)實(shí)物的制作,對(duì)注塑機(jī)的工作原理有了更多的認(rèn)識(shí),同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足,此外 ,在課設(shè)期間 ,學(xué)到了更多的知識(shí) ,對(duì)一些內(nèi)容有了更深的認(rèn)知。附錄一組態(tài)王程序本站點(diǎn) 總開關(guān) =1) /* 自動(dòng)控制 */本站點(diǎn) 選擇開關(guān) =1)本站點(diǎn) 動(dòng)模板本站點(diǎn) 模具 !=100)本站點(diǎn) 動(dòng)模板本站點(diǎn) 動(dòng)模板 +15;本站點(diǎn) 動(dòng)模板本站點(diǎn) 模具 !=100)本站點(diǎn) 料

14、筒本站點(diǎn) 料筒 +15;本站點(diǎn) 注料螺桿本站點(diǎn) 注料螺桿 +15;本站點(diǎn) 止反流閥本站點(diǎn) 止反流閥 +15;本站點(diǎn) 注料螺桿本站點(diǎn) 模具 <100)本站點(diǎn) 模具本站點(diǎn) 模具 +20;/ 閉模，整進(jìn)，注料本站點(diǎn) 模具 =100)本站點(diǎn) 料筒本站點(diǎn) 料筒 -15;本站點(diǎn) 注料螺桿本站點(diǎn) 注料螺桿 -15;本站點(diǎn) 止反流閥本站點(diǎn) 止反流閥 -15;本站點(diǎn) 注料螺桿本站點(diǎn) 模具 =100)本站點(diǎn) 動(dòng)模板本站點(diǎn) 動(dòng)模板 -20;本站點(diǎn) 模具紅 0<=50)本站點(diǎn) 模具紅本站點(diǎn) 模具紅 0+20;本站點(diǎn) 模具紅 0=60)本站點(diǎn) 模具紅本站點(diǎn) 模具紅 1+50;/* 手動(dòng)控制 */本站點(diǎn) 選擇開關(guān) =0)本站點(diǎn) 合模按鈕 =1)本站點(diǎn) 動(dòng)模板 <=60)本站點(diǎn) 動(dòng)模板本站點(diǎn) 動(dòng)模板 +15;本站點(diǎn) 整進(jìn)注料按鈕=1)本站點(diǎn) 料筒本站點(diǎn) 料筒 +15;本站點(diǎn) 注料螺桿本站點(diǎn) 注料螺桿 +15;本站點(diǎn) 止反流閥本站點(diǎn) 止反流閥 +15;本站點(diǎn) 注料 =1)本站點(diǎn) 模具本站點(diǎn) 模具 +20;本站點(diǎn) 整退預(yù)塑按鈕=1)本站點(diǎn) 料筒本站點(diǎn) 料筒 -15;本站點(diǎn) 注料螺桿本站點(diǎn) 注料螺桿 -15;本站點(diǎn) 止反流閥本站點(diǎn) 止反流閥 -15;本站點(diǎn) 脫模頂出按鈕=1)本站點(diǎn) 動(dòng)模板本站點(diǎn) 動(dòng)模板 -20;本站點(diǎn) 模具紅 0<=50)本