畢業(yè)設計--基于plc的注塑機控制系統(tǒng)軟件設計

1、<p>　　題目：基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　本課題來源及研究現(xiàn)狀：</p><p><b>　　來源:</b></p><p>　　隨著經濟全球化的蔓延，越來越多的人開始注重中國的廣闊市場。由于近些年模具行業(yè)的迅速發(fā)展，中國的塑料行業(yè)也已經開始崛起。塑料作為一種新型材料，中國塑料工業(yè)在很多的領域得到了廣泛

2、的應用，實現(xiàn)了歷史性的飛躍。</p><p>　　注塑機是塑料成型的主要設備，注塑機的技術參數(shù)和性能與塑料性質和注塑成型的工藝有著十分密切的關系。注塑成型設備的進一步完善和發(fā)展必將推動整個注塑技術的進步，為注塑制品的開發(fā)和應用創(chuàng)造良好的條件。由于近期的全球化的經濟震蕩和國家勞動法的逐步完善，在節(jié)能、環(huán)保的環(huán)境下注塑機行業(yè)必須向著低能耗、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方向發(fā)展才能獲得更大的經

3、濟效益。</p><p>　　早期的注塑機由于當時的條件或成本限制多用繼電器電路控制，其故障率高、維修量大、設備工作效率低。老式或廢棄的注塑機長期擱置不用造成了嚴重的資源浪費。利用PLC對老式注塑機進行改造便可以大大的提高系統(tǒng)的控制精度，提高可靠性，并且維修方便。近年來可編程控制器（簡稱PLC）以其高可靠性、高性能的特點，在注塑機的系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。注塑成型工藝對各種塑料的加工具有良好的適應性，生產能力較高

4、，并易于實現(xiàn)自動化。</p><p><b>　　研究現(xiàn)狀：</b></p><p>　　第一臺可稱為注塑機是從1921由H,Buchhol制造的。而促使塑料加工機械走向輝煌的是1956年采用螺桿塑化并使用可產生注塑壓力的零部件。到20世紀70年代后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別在汽車、船舶、宇航、機械以及大型家用電器方面的廣泛應用，使得注塑機得到迅速發(fā)展。到20世紀8

5、0年代以來，CAD/CAE/CAPP/CAM計算機應用技術在注塑機制造業(yè)的廣泛應用促使注塑機的研發(fā)和制造水平的高速發(fā)展。經過20世紀80年代以后的高速發(fā)展，它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、冷卻過程及液壓回路等各項參數(shù)的綜合控制。注塑機過去主要采用開環(huán)控制，目前正向閉環(huán)控制方向發(fā)展。德國克勞斯馬菲的PM控制系統(tǒng)，使制品質量的誤差精確到0.15%。</p><p>　　目前注塑

6、機的發(fā)展的另一個發(fā)展方面，是各種專用注塑機，如排氣式注塑機、發(fā)泡注塑機、多色注塑機等。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。該公司推出的低壓注塑成型技術，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術的1/3時，仍可以高質量的保證制品成型，這使機器的體積和質量都得到了大幅度的降低，在節(jié)能和制品的成本控制方面都具有重大意義。</p><p>　　我國近些年注塑機企業(yè)發(fā)展較快，特別是中小型通用注塑機在數(shù)量

7、上大步增加，制造技術明顯提高，產品規(guī)格有所擴大，基本上滿足了國內市場的需求，值得提及的是部分合資、骨干企業(yè)普遍采用進口電器液壓件，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)和繼電器控制向比例和伺服系統(tǒng)及程序電腦控制系統(tǒng)的飛躍，扭轉了以往國產注塑機控制水平落后狀態(tài)，部分產品達到港臺同類產品檔次，并開始出口。</p><p>　　振德塑料機械廠有限公司于1987年由香港振雄集團有限公司與順德新力集團有限公司合資創(chuàng)辦，在國內首次引進臥式電腦

8、加工中心、與振雄全套技術，開創(chuàng)了我國注塑機行業(yè)向高檔、大型變革之先河。</p><p>　　海天機械有限公司創(chuàng)始至今己有三十多年，目前己成為中國最大的塑料機械生產基地。主要產品是鎖模力58噸到3500噸(注射量從50克到40000克)百余種規(guī)格的塑料注射成型機。</p><p>　　東華機械有限公司引進香港華大機械設備有限公司專利技術采用電腦輔助設計、制造技術。生產的工TI系列全自動螺桿直

9、射注塑機注射量從43克一30000克、鎖模力從22噸一1600噸共28個品種近百種款式，全部采用先進的專用電腦控制系統(tǒng)，熒光屏多幅面、多種文字顯示，實現(xiàn)了廣泛的人機對話。液壓控制系統(tǒng)采用比例控制技術，無級調節(jié)各種動作的壓力、流量，采用負反饋控制技術和差動外補償原理。</p><p>　　浙江塑料機械總廠(震達機械有限公司)具有30余年生產注塑機的經驗，生產的ZT系列注塑機注射量自91一12962克，鎖模力400一

10、12500KN，中小機型采用高質量繼電器控制，大機型采用日本電腦屏幕顯示、設定參數(shù)。</p><p>　　山東震華塑料機械有限公司由香港震雄集團有限公司與山東塑料橡膠機械總廠合資組建，該公司目前已具備年產3J系列符合國際標準的注射機1000臺，注射量60一25000克，鎖模力高至4000噸。SJ系列注射機具有速度快、循環(huán)時間短、生產效率高等優(yōu)點。另外，內置式電腦程序控制器，是震維集團及日本一家著名電腦公司專為SJ

11、系列機所獨特設計。能全面提高準確性、精度及重復性。</p><p>　　利源公司生產的17系列全自動精密注射主要結構特點為:螺桿長徑比大，塑化性好;鎖模系統(tǒng)采用五式內翻鉸鏈機構，差動式高速鎖模，節(jié)能高效;敏感的低壓鎖模功能確保對模具有精確保護，使機器具有良好的通用性:低速大扭力液壓油馬達直接驅動螺桿熔膠;雙比例式壓力、流量的調節(jié)可獲得高精確度的壓力和速度;配有可調式背壓及防流涎裝置;溫度控制系統(tǒng)采用高靈敏度的感溫

12、元件，熱電偶和控溫儀構成的全自動控溫系統(tǒng)，在專用電腦中采用比例、積分、微分閉環(huán)溫度控制系統(tǒng);電氣控制系統(tǒng)配備有繼電器，可編程序控制器及液晶顯示專用電腦，具備手動、半自動、全自動三種操作方式;液壓系統(tǒng)采用世界上最先進的雙比例控制技術。目前該公司可生產注射量65一18127克、鎖模力50一2500噸的近50個規(guī)格的大、中、小高精密度機型。</p><p>　　中國塑料機械行業(yè)在應用高新技術、提高控制技術水平以及推廣應

13、用機電一體化等方面，雖已經取得了較大的發(fā)展，并有部分企業(yè)已經開始微電腦控制，并且能夠應用閉環(huán)控制技術，但西方發(fā)達國家對于這種技術的應用已經很普遍，并且能夠采用開環(huán)與閉環(huán)并用的控制技術，將一些高性能注塑機控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的舊式繼電器控制，因而大大提高了產品的精度、質量、穩(wěn)定性和可靠性。</p><p>　　注塑機發(fā)展的重點特點是向精密化、低噪音、高效率節(jié)能和高度自動化方向發(fā)展，在控制系統(tǒng)設計方面，采用全面伺服電機為

14、驅動的伺服液壓執(zhí)行閥，配合壓力傳感器和激光測量尺，做到壓力和速度全閉環(huán)。這就要求注塑機控制系統(tǒng)有較高的品質指標。</p><p>　　注塑機自問世以來，其電氣控制方式先后采用繼電器、電子電路順序控制、可編程控制器(PLC)及微機控制等，并與液壓緊密結合，構成簡單的普通開關控制系統(tǒng)，或復雜的模擬控制(比例閥/伺服閥)和數(shù)字控制系統(tǒng)，能夠實施電液比例/伺服控制。</p><p>　　注塑機電氣

15、控制技術發(fā)展歷程</p><p>　　(l)初級階段的注塑機采用手動控制方式。</p><p>　　(2)從1935年到1970年，采用機械和繼電器控制方式。其中，節(jié)流閥、壓力閥由手動調節(jié)，通過機械限位開關、機械開關定時器進行切換控制，對溫度作簡單的調節(jié)控制。</p><p>　　(3)從1965年到1980年，注塑機控制采用電子控制器、數(shù)字設定、電子定時器、接近開

16、關，以及行程測量系統(tǒng)，并由比例、積分、微分(P工D)調節(jié)器控制溫度。</p><p>　　(4)從1978年到1989年，微機普及應用，數(shù)顯技術更為完善，微機開環(huán)控制方式己經普及，閉環(huán)控制技術逐步得以采用和日趨完善，控制系統(tǒng)采用多處理機結構，能夠實施程序控制、過程控制和溫度控制等?，F(xiàn)代控制理論廣泛用于預塑計量控制成型過程控制、溫度控制，接觸式行程開關完全被感應開關和各種模擬、數(shù)字位移測量系統(tǒng)代替。</p&g

17、t;<p>　　(5)到了20世紀90年代，注塑機控制進入了第五階段，配有通訊接口和總線功能，便于與主機進行聯(lián)機控制，并對注塑加工過程進行質量管理與綜合控制同。</p><p>　　注塑機幾種電氣控制方式的特點</p><p>　　(l)繼電器、接觸器控制</p><p>　　20世紀60年代采用繼電器、接觸器控制，大多數(shù)為開環(huán)方式，由行程開關和擋塊進

18、行動作程序的切換控制。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。</p><p>　　(2)電子電路順序控制</p><p>　　電子電路順序控制采用分立元件或部分采用集成電路，以門電路來代替繼電器，用直流電磁閥代替交

19、流電磁閥，用無觸點行程開關及擋塊實現(xiàn)動作程序的切換，具有響應快、體積小、成本低等特點。</p><p>　　(3)可編程控制器控制</p><p>　　PLC控制注塑機的動作程序、過程參數(shù)，采用數(shù)字定時器來代替時間繼電器、中間繼電器，能產生24V直流電壓，提供給直流電磁閥，用位移傳感器等來實現(xiàn)動作程序和過程序的切換，并能夠進行比例壓力和比例流量控制。采用程序存儲式，具有修改程序方便、結構小

20、巧、可靠、反應靈敏、運行速度快等點，可以進行開關量邏輯控制;同時，也可以兼有模擬量(例如，速度、壓力、流量、轉速等)閉環(huán)控制等功能。</p><p>　　借助液晶或數(shù)碼顯示和鍵盤，設定、修改工藝過程參數(shù)，監(jiān)測生產過程，大大提高了整機水平，適合加工高精度注塑制品。</p><p><b>　　(4)微機控制</b></p><p>　　利用陰極射

21、線管(CRT)或液晶(LCD)來顯示設定參數(shù)和過程參數(shù)及過程變化曲線，通過圖形動畫及菜單，使得成型過程可視化，具有信息容量大、操作直觀方便等特點。</p><p>　　同時，還具有較強的計算能力和自診斷、故障報警、模具參數(shù)儲存、壓力和流量無級可調、在線設定、修改參數(shù)、人機會話方式、在線監(jiān)測動作狀態(tài)、中文提示等功能，具有中、英、日等多種語言，可自由進行選擇切換。能夠實現(xiàn)成型過程開環(huán)及閉環(huán)控制，提高了注塑機的性能，并

22、能夠成型高質量的塑料制品。</p><p>　　微機控制技術，由開環(huán)控制逐步發(fā)展為帶有比例/伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，并推廣群控技術。據(jù)不完全統(tǒng)計，國外注塑機中采用閉環(huán)控制的約占15%，而開環(huán)控制則占85%，注塑機可通過專用鍵盤及CRT，設定若干級壓力、速度及溫度參數(shù)，以曲線形式顯示各參數(shù)變化情況，具有99套模具(含工藝參數(shù))的儲存能力，還可以對10多種故障進行報警。例如巴登費爾德(Batte一feld)公司新開發(fā)的注

23、塑機控制系統(tǒng)全部采用Uni109系統(tǒng)的微處理機，Unilog1000有八種速度、六種壓力、五種時間設定，并有一個動作循環(huán)顯示燈組，不僅可以了解機器動作狀況，還可以對諸如電熱故障、回油壓力超值、油溫超值等10多種故障進行報警。再如，日精樹脂工業(yè)公司開發(fā)出世界上最高速的超精密、超高速注塑機，注射速度達到1000mm/s，可以成型填充困難的超工程塑料及極薄壁制品。采用電液伺服控制技術，由高速模數(shù)轉換(A/D)、數(shù)模轉換(D/A)、速度和壓力傳

24、感器、高速計算處理器件等組成伺服控制裝置。</p><p>　　課題研究目標、內容、方法和手段：</p><p>　　課題研究目標：通過對該課題的設計，掌握PLC控制系統(tǒng)的設計方法，并完成注塑機控制系統(tǒng)軟件部分等內容的設計。了解包括設計（論文）的工作基礎、研究條件、應用環(huán)境等。</p><p><b>　　課題研究內容：</b></p&g

25、t;<p>　　1.調查和研究注塑生產工藝流程；</p><p>　　2.掌握注塑機控制系統(tǒng)的組成以及工作原理；</p><p>　　3.注塑機PLC控制系統(tǒng)的硬件配置；</p><p>　　4.采用STEP7編程軟件，完成整個控制系統(tǒng)的軟件設計；</p><p>　　5.采用PLCSIM軟件進行仿真。</p>&

26、lt;p>　　課題研究的方法與手段：</p><p>　　本課題結合計算機技術、自動控制技術、檢測和通信技術，對系統(tǒng)的電氣控制、PLC程序和上位機監(jiān)控部分等進行了研究和設計。</p><p>　　控制系統(tǒng)主要由可編程控制器(PLC)等組成。PLC是整個控制系統(tǒng)的核心，使系統(tǒng)各部分協(xié)調工作。為使注塑作業(yè)中各步序協(xié)調，采用限位開關對當前運轉的位置實時采集識別，很好地實現(xiàn)了控制精度，可靠性

27、等問題，改善了系統(tǒng)運行特性。</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設計包括上位機監(jiān)控程序和下位機PLC控制程序的設計。通過對系統(tǒng)整個工藝流程及控制要求的分析，采用STEP7軟件，運用“結構化編程”思想，將實現(xiàn)不同功能的程序放在不同的功能塊中，實現(xiàn)注塑機控制。</p><p>　　設計（論文）提綱及進度安排：</p><p><b>　　提綱：摘要</b&g

28、t;</p><p><b>　　第一章緒論</b></p><p>　　1.1課題研究的意義</p><p>　　1.2課題的國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3課題的主要內容</p><p>　　第二章基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)的總體方案設計</p><p>&l

29、t;b>　　2.1工藝流程</b></p><p><b>　　2.2控制要求</b></p><p>　　2.3總體方案設計（硬件結構、采用的軟件等）</p><p>　　第三章注塑機控制算法</p><p><b>　　3.1位置計算</b></p><p&

30、gt;<b>　　3.2模擬信號算法</b></p><p>　　第四章基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　4.1注塑機的機械組成部分簡介</p><p><b>　　4.2PLC的選擇</b></p><p>　　4.3PLC的I/O信號分配和接線圖</p>&

31、lt;p>　　第五章基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　5.1STEP7的簡介</p><p>　　5.2注塑機的輸入信號檢測轉換</p><p>　　5.3注塑機的梯形圖程序</p><p>　　第六章程序仿真與調試</p><p><b>　　6.1仿真軟件簡介</b&g

32、t;</p><p><b>　　6.2調試結果</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　進度安

33、排：</b></p><p>　　2周：課題調研、收集資料、撰寫開題報告、開題；</p><p>　　3周：系統(tǒng)分析、確定總體設計方案；</p><p>　　2周：完成PLC控制系統(tǒng)的硬件設計、配置；</p><p>　　4周：注塑機PLC控制系統(tǒng)的部分軟件設計、調試及仿真；</p><p>　　1周：畢業(yè)

34、設計論文的修改；</p><p>　　1周：畢業(yè)設計論文的打印、裝訂，準備答辯，畢業(yè)設計答辯。</p><p>　　主要參考文獻和書目：</p><p>　　[1]張文利，基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)改造[J],機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2010(1)</p><p>　　[2]劉鍇編.深入淺出西門子S7-300PLC.北京.北京航空航天大學出版社,

35、2004.</p><p>　　[3]陳慧芳，F(xiàn)X2NPLC在注塑機控制系統(tǒng)改造中應用[J],機械設計,2010(8)</p><p>　　[4]王文紅，可編程控制器在注塑機中的應用[J],機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2005（7）</p><p>　　[5]何謙，基于SIMATlCS7—200的注塑機控制系統(tǒng)設計[J],機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2010(7)</p>

36、;<p>　　[6]杜遙雪，基于PROFIBUS的注塑機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)[J]，塑料，2010（2）</p><p>　　[7]劉曉林，PLC在注塑機改造中的應用[J]，電工技術，2006（9）</p><p>　　[8]吳芹蘭，PLC在注塑機控制系統(tǒng)中的應用[J]，機械工程師，2011（3）</p><p>　　[9]XS-ZY-125注塑機的PLC控制

37、系統(tǒng)設計[J]，機械制造，2008（7）</p><p>　　[10]劉錯,周海.深入淺出西門子S7-300PLC.北京:北京航空航天大學社,2004</p><p>　　[11]SIEMENSSIMATICStep7V5.4編程手冊.</p><p>　　[12]徐藝,PLC技術在注塑機改造中的應用[J],裝備制造技術,2009(4)</p><

38、;p>　　[13]胡燕海,注塑機主體結構模塊化設計及其實例研究[J],機械設計與研究，2004(6)</p><p>　　[14]F.Johannaber吳宏武（譯）,注射成型機使用指南，（北京）化工工業(yè)出版社，2003.12</p><p>　　[15]鐘漢如，注塑機控制系統(tǒng)，（北京）化學工業(yè)出版社，2003.12</p><p>　　[16]鄭鳳翼，圖解

39、西門子S7-300/400系列PLC入門，（北京）電子工業(yè)出版社，2009.8</p><p>　　[17]陳立定，電氣控制與可編程序控制器，廣州：華南理工大學出版社，2001</p><p>　　[18]胡健主編，西門子S73000PLC應用教程，北京:機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[19]王向東等，注射成型技術進展，中國塑料，2001,15（10

40、）</p><p>　　[20]許政倉，我國塑料機械創(chuàng)造工業(yè)概括與情景，中國塑料，2002，16（2）</p><p><b>　　指導教師審核意見：</b></p><p>　　教研室主任簽字：年月日</p><p><b>　　注：本表可自主延伸</b></p><p>

41、<b>　　摘要</b></p><p>　　隨著注塑機控制的不斷發(fā)展，老式中小型注塑機的電氣控制系統(tǒng)大多采用繼電器控制，線路復雜，故障率高，維修麻煩，使得生產效率低下。</p><p>　　針對注塑機的控制本文采用可編程序控制器（PLC），它具有可靠性高、編程方便、抗干擾能力強、維修方便等特點，基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)的整個過程主要是用液壓系統(tǒng)與PLC配套，使機器

42、的執(zhí)行機構（電動機、閥門等）按一定的順序完成工藝流程。</p><p>　　采用西門子S7-300對溫度傳感器變換后的數(shù)據(jù)采用PID算法控制加熱圈的通斷點時間，從而閉環(huán)控制注塑機的溫度；S7-300通過限位開關輸入信號控制開關閥的動作。根據(jù)控制系統(tǒng)的分析，采用STEP7V5.4軟件，運用“結構化編程”思想，并采用梯形圖編程語言，完成注塑機動作順序控制、注塑機螺桿筒溫度控制模塊等的軟件設計。在PLCSIM中的仿真順

43、利運行。</p><p>　　關鍵詞：注塑機PLC溫度控制PID仿真</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Withthecontinuousdevelopmentofinjectionmoldingmachine,electricalcontrolsystemoftheold-fashionedsmall

44、andmedium-sizedinjectionmoldingmachinetheyusearelaycontrol,circuitcomplexity,highfailurerate,complicatedrepair,makingtheproductionefficiencyislow.Fortheinjectionmoldingmachinecontrolinthisarticleusingtheprogrammablelogi

45、ccontroller(PLC),whichhashighreliability,easyprogramming,stronganti-jammingcapability,easymaintenance,theentireprocessofthecontrolsystemofthePLC-basedinjectionmoldingmachinehydraul</p><p>　　PIDSimulation<

46、/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章緒論1</b></p><p>　　1.1課題研究的意義1</p><p>　　1.2課題的國內外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3課題的主要內容3</p><p>　　

47、第二章鉛陽極板定量澆鑄控制系統(tǒng)的總體方案設計4</p><p>　　2.1..........工藝流程4</p><p>　　2.2..........控制要求5</p><p>　　2.3..........總體方案5</p><p>　　第三章……………算法8</p><p>　　3.1澆鑄.......

48、...8</p><p>　　3.2鉛泵頻率....8</p><p>　　第四章……………的硬件設計10</p><p>　　4.1...........10</p><p>　　4.2...............12</p><p>　　4.3................接線圖18</p&g

49、t;<p>　　第五章……………系統(tǒng)的軟件設計23</p><p>　　5.1............23</p><p>　　5.2..............25</p><p>　　5.3................26</p><p>　　5.4.............29</p><

50、p>　　5.5...............29</p><p>　　第六章程序仿真46</p><p>　　6.1............47</p><p>　　6.2................59</p><p><b>　　附錄161</b></p><p><

51、b>　　附錄262</b></p><p><b>　　附錄363</b></p><p><b>　　附錄464</b></p><p><b>　　附錄565</b></p><p><b>　　參考文獻91</b><

52、/p><p><b>　　致謝93</b></p><p><b>　　第一章緒論</b></p><p>　　1.1課題研究的意義</p><p>　　隨著社會的不斷發(fā)展，塑料作為新型合成材料，與混凝土、鋼鐵、木材并稱為四大工亞材料。塑料具有諸多優(yōu)良特性，如質地輕巧、耐水、耐化學腐蝕，塑料制品外形美

53、觀、便于加工安裝，具有優(yōu)異的電氣特性及化學穩(wěn)定性、優(yōu)良的吸震和消聲隔離作用，能很好地與金屬、玻璃、木材及其它材料相膠結等，正是由于塑料具有諸多優(yōu)點，廣泛應用于國民經濟各部門和日常生活中。塑料在材料結構中所占的比例正在逐年上升。多年的實踐也證明，增加塑料在整個材料結構中的比重，廣泛采用高分子合成材料，可節(jié)省資源，降低能耗，大大提高社會總體經濟效益，更合理的利用社會資金和自然資源。正是由于企業(yè)生產和人們日常生活中對塑料制品的強烈需求，以及塑

54、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。</p><p>　　注射成型是加工塑料制品的主要方法之一，這種方法能制得外形復雜、尺</p><p>　　寸精確和帶有金屬嵌件的制品，對各種聚合物加工的適應性強，易于實現(xiàn)全自動化生產，因此在塑料機械中占有很大比重。目前世界上80%的工程塑料制品采用注射成型加工技

55、術進行生產。由此可見，注塑成型在塑料工業(yè)中有其特殊的地位。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。以此為對象研究注塑成型的控制系統(tǒng)及過程監(jiān)測，對改進加工手段，提高塑料制品質量、推動注塑工業(yè)的發(fā)展有著重要作用。</p><p>　　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。從而也認識到國產注塑機無論在制造質量、外觀造型，還是在技術

56、性能、可靠性、效率、油耗與污染、以及操作性和舒適性等方面，與國外注塑機相比存在很大差距。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。</p><p>　　綜上所述，開展基于PLC的注塑機的控制研究，是一個既有理論意義，又有很高應用價值的研究課題。必將推動注塑

57、生產的長足進步和繁榮發(fā)展，為社會提供高質量產品的同時，還可排除安全隱患、保障生命和財產、節(jié)約資源、保護環(huán)境，提供更加重要的無形的社會財富。</p><p>　　1.2課題的國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　第一臺可稱為注塑機是從1921由H,Buchhol制造的。而促使塑料加工機械走向輝煌的是1956年采用螺桿塑化并使用可產生注塑壓力的零部件。到20世紀70年代后期，由于工程塑料的發(fā)展，

58、特別在汽車、船舶、宇航、機械以及大型家用電器方面的廣泛應用，使得注塑機得到迅速發(fā)展。到20世紀80年代以來，CAD/CAE/CAPP/CAM計算機應用技術在注塑機制造業(yè)的廣泛應用促使注塑機的研發(fā)和制造水平的高速發(fā)展。經過20世紀80年代以后的高速發(fā)展，它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、冷卻過程及液壓回路等各項參數(shù)的綜合控制。注塑機過去主要采用開環(huán)控制，目前正向閉環(huán)控制方向發(fā)展。</p>

59、<p>　　注塑機近年來最重要的發(fā)展首推「全電式注塑機」的誕生。1994年日本廠商將全電式注塑機加以商品化后,開始強力推廣全電式機種,使全電式注塑機成為討論的議題。然而,全電式注塑機雖然有其省能源、高潔凈、低噪音的優(yōu)異特性,但其滾珠螺桿的耐用度、高鎖模力噸數(shù)機種不易發(fā)展及高制作成本等限制,使得全電式機種仍無法適用全部的產品類型。</p><p>　　一些歐洲大廠認為,油壓式結構仍有無可取代之地位及功能

60、。因此,近一、兩年來,有許多歐美廠商發(fā)展出「油電復合式注塑機」。如加拿大的HUSKY、德國的ARBURG、DEMAG、KRAUSS-MAFFEI,意大利的SAN-DRETTO,甚至日本的JSW、SODICK、TOSHIBA及MEIKI,也相繼推出油電復合式或稱電氣式(非全電式)的注塑機。而根據(jù)許多實績顯示,結合油壓及電氣兩種結構優(yōu)點的「油電復合式注塑機」正逐漸獲得市場注目,在多模穴薄壁成型領域具有一定優(yōu)勢,不但在重要展會的展出比例增加,

61、且銷售比例亦有逐漸上升之趨勢,在「油壓與電氣」的論戰(zhàn)中,打開一個新出路。</p><p>　　「油電復合式注塑機」,顧名思義結合了油壓及電氣兩種結構,一方面具有全電式定位精準及省能源的特性,一方面保有油壓結構高推力的特性。換言之,油電復合式注塑機以低于全電式注塑機的成本,卻能有效改善傳統(tǒng)油壓式耗能源及精度不佳的問題,而且大幅降低污染性及噪音問題,對于需要高速循環(huán)的多模穴薄壁成型的應用更具優(yōu)勢。</p>

62、<p>　　我國從注塑機的生產數(shù)量上講是國際上生產大國，但從注塑機的形式和品種上講是國際上生產小國。縱觀我國國產注塑機的發(fā)展，進入二十世紀九十年代，電氣液壓控制系統(tǒng)有了很大的進步，專用PLC控制取代了繼電器控制，P／Q流量壓力復合比例閥定量泵液壓系統(tǒng)取代了定量定壓定量泵液壓系統(tǒng)，電子尺、接近開關取代了限位開關。</p><p>　　富強鑫公司于2001年即領先業(yè)界推出油電復合式「AE系列」高速閉回路

63、注塑機,經過四年多的精進發(fā)展,目前已形成鎖模力30噸至550噸,注塑量20克至1200克的完整系列,并且廣獲日本、歐洲廠商青睞.AE系列采用最新的電動伺服馬達螺桿驅動技術(ESD,Electric Screw Drive)及全閉回路控制,結合德國MOOG高速閉回路伺服閥及蓄壓器,最大射速可達600mm/sec(一般機種均在200mm/sec以下),并具備射出壓縮功能,適合生產超薄及3C電子精密產品。本機種之ESD結構除了比傳統(tǒng)油壓式節(jié)省

64、35%能源外,并形成雙回路系統(tǒng),可進行加料及開關模的同動復合,以縮短成型時間。</p><p>　　東華機械有限公司是國內大型的生產注塑機的廠家之一,東華的多物料注塑機是按歐洲先進思路設計,采用直角式結構,獨立的副射臺設置馬達、油泵、射膠裝置及控制系統(tǒng),使機器隨時能變回單物料生產方式,將機器的用途盡量發(fā)揮,簡單方便。東華的多物料注塑機采用“共塑”注塑方式比傳統(tǒng)法可節(jié)省達50%的生產時間,能夠減省達20%或以上的廢

65、/次品損耗量,且產品質量穩(wěn)定,還能制造如立體穿透、底面包圍等復雜制品,在國內多物料注塑機行業(yè)處于領先水平。</p><p>　　寧波海天股份有限公司在研發(fā)通用注塑機同時，開發(fā)了磁性材料專用注塑機、瓶坯專用注塑機、雙清色注塑機等特種注塑機，無錫格蘭機械有限公司開發(fā)了27000kN鎖模力注射量40000g的二板式注塑機，天津榮慶建材科技有限公司創(chuàng)新開發(fā)了30000kN鎖模力注射量50000g的托盤專用注塑機，為我國注

66、塑機作出了貢獻。</p><p>　　我國近些年注塑機企業(yè)發(fā)展較快，特別是中小型通用注塑機在數(shù)量上大步增加，制造技術明顯提高，產品規(guī)格有所擴大，基本上滿足了國內市場的需求，值得提及的是部分合資、骨干企業(yè)普遍采用進口電器液壓件，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)和繼電器控制向比例和伺服系統(tǒng)及程序電腦控制系統(tǒng)的飛躍，扭轉了以往國產注塑機控制水平落后狀態(tài)，部分產品達到港臺同類產品檔次，并開始出口。</p><p&

67、gt;　　1.3注塑機電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　注塑機自問世以來，其電氣控制方式先后采用繼電器、電子電路順序控制、可編程控制器(PLC)及微機控制等，并與液壓緊密結合，構成簡單的普通開關控制系統(tǒng)，或復雜的模擬控制(比例閥/伺服閥)和數(shù)字控制系統(tǒng)，能夠實施電液比例/伺服控制。</p><p>　　1.31注塑機電氣控制技術發(fā)展歷程</p><p>　　初級階段

68、的注塑機采用手動控制方式。</p><p>　　(1)從1935年到1970年，采用機械和繼電器控制方式。其中節(jié)流閥、壓力閥由手動調節(jié)，通過機械限位開關、機械開關定時器進行切換控制，對溫度作簡單的調節(jié)控制。</p><p>　　(2)從1965年到1980年，注塑機控制采用電子控制器、數(shù)字設定、電子定時器、接近開關，以及行程測量系統(tǒng)，并由比例、積分、微分(PID)調節(jié)器控制溫度。</

69、p><p>　　(3)從1978年到1989年，微機普及應用，數(shù)顯技術更為完善，微機開環(huán)控制方式己經普及，閉環(huán)控制技術逐步得以采用和日趨完善，控制系統(tǒng)采用多處理機結構，能夠實施程序控制、過程控制和溫度控制等?，F(xiàn)代控制理論廣泛用于預塑計量控制成型過程控制、溫度控制，接觸式行程開關完全被感應開關和各種模擬、數(shù)字位移測量系統(tǒng)代替。</p><p>　　(4)到了20世紀90年代，注塑機控制進入了第五

70、階段，配有通訊接口和總線功能，便于與主機進行聯(lián)機控制，并對注塑加工過程進行質量管理與綜合控制同。</p><p>　　1.3.2注塑機幾種電氣控制方式的特點</p><p>　　(l)繼電器、接觸器控制</p><p>　　20世紀60年代采用繼電器、接觸器控制，大多數(shù)為開環(huán)方式，由行程開關和擋塊進行動作程序的切換控制。這種控制方式由于采用導線連接，僅適用于某一個固

71、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。</p><p>　　(2)電子電路順序控制</p><p>　　電子電路順序控制采用分立元件或部分采用集成電路，以門電路來代替繼電器，用直流電磁閥代替交流電磁閥，用無觸點行程開關及擋塊實現(xiàn)動作程序的切換，具有響應快、體積

72、小、成本低等特點。</p><p>　　(3)可編程控制器控制</p><p>　　PLC控制注塑機的動作程序、過程參數(shù)，采用數(shù)字定時器來代替時間繼電器、中間繼電器，能產生24V直流電壓，提供給直流電磁閥，用位移傳感器等來實現(xiàn)動作程序和過程序的切換，并能夠進行比例壓力和比例流量控制。采用程序存儲式，具有修改程序方便、結構小巧、可靠、反應靈敏、運行速度快等點，可以進行開關量邏輯控制;同時，也

73、可以兼有模擬量(例如，速度、壓力、流量、轉速等)閉環(huán)控制等功能。借助液晶或數(shù)碼顯示和鍵盤，設定、修改工藝過程參數(shù)，監(jiān)測生產過程，大大提高了整機水平，適合加工高精度注塑制品。</p><p><b>　　(4)微機控制</b></p><p>　　利用陰極射線管(CRT)或液晶(LCD)來顯示設定參數(shù)和過程參數(shù)及過程變化曲線，通過圖形動畫及菜單，使得成型過程可視化，具有

74、信息容量大、操作直觀方便等特點。同時，還具有較強的計算能力和自診斷、故障報警、模具參數(shù)儲存、壓力和流量無級可調、在線設定、修改參數(shù)、人機會話方式、在線監(jiān)測動作狀態(tài)、中文提示等功能，具有中、英、日等多種語言，可自由進行選擇切換。能夠實現(xiàn)成型過程開環(huán)及閉環(huán)控制，提高了注塑機的性能，并能夠成型高質量的塑料制品。</p><p>　　微機控制技術，由開環(huán)控制逐步發(fā)展為帶有比例/伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，并推廣群控技術。據(jù)不完全

75、統(tǒng)計，國外注塑機中采用閉環(huán)控制的約占15%，而開環(huán)控制則占85%，注塑機可通過專用鍵盤及CRT，設定若干級壓力、速度及溫度參數(shù)，以曲線形式顯示各參數(shù)變化情況，具有99套模具(含工藝參數(shù))的儲存能力，還可以對10多種故障進行報警。例如巴登費爾德(Batte一feld)公司新開發(fā)的注塑機控制系統(tǒng)全部采用Uni109系統(tǒng)的微處理機，Unilog1000有八種速度、六種壓力、五種時間設定，并有一個動作循環(huán)顯示燈組，不僅可以了解機器動作狀況，還可

76、以對諸如電熱故障、回油壓力超值、油溫超值等10多種故障進行報警。再如，日精樹脂工業(yè)公司開發(fā)出世界上最高速的超精密、超高速注塑機，注射速度達到1000mm/s，可以成型填充困難的超工程塑料及極薄壁制品。采用電液伺服控制技術，由高速模數(shù)轉換(A/D)、數(shù)模轉換(D/A)、速度和壓力傳感器、高速計算處理器件等組成伺服控制裝置。</p><p>　　1.4課題的主要內容</p><p>　　本文立

77、足于注塑機控制的現(xiàn)狀以及智能控制技術的基礎上，利用S7－300類型的PLC，對論文要解決的問題:電氣控制系統(tǒng)陳舊，XS-ZY-125注塑機電氣控制系統(tǒng)屬于早期中間繼電器控制形式，線路接口多，故障頻繁，需要經常維修，生產效率低。擬采取的手段:</p><p>　　(l)采用可編程控制器(PLC)進行電氣系統(tǒng)控制，大幅減少接線口，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低故障率，提高生產效率。且維修容易，可隨時更改動作程序，適應生產

78、上的特殊要求。</p><p>　　(2)仿真注塑機對基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)的硬件、軟件進行設計與研究。</p><p>　　本文研究工作的主要內容安排如下：</p><p>　　第一章為緒論。主要講述課題研究的意義和內容。</p><p>　　第二章為注塑機控制系統(tǒng)的總體方案設計.。</p><p>　　第三章為

79、注塑機控制系統(tǒng)的硬件設計。</p><p>　　第四章為注塑機控制算法.</p><p>　　第五章為注塑機控制系統(tǒng)的軟件設計。</p><p>　　第六章為程序仿真與調試。</p><p>　　第二章基于PLC的注塑機控制系統(tǒng)的總體方案設計</p><p>　　2.1XS一ZY-125注塑機的結構和工作原理</

80、p><p>　　2.1.1XS一ZY-125注塑機的結構</p><p>　　注塑機根據(jù)注射成型工藝要求是一個機電一體化很強的機種，主要由注射部件、合模部件、機身、液壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、加料裝置等組成。如圖2-1所示。</p><p>　　XS一ZY-125注塑機是一種老式的小型臥式注塑機。原機采用螺桿式注射系統(tǒng)和單軸桿式合模裝置，液壓傳動，繼電器控制。具備自動

81、、半自動和手動三種控制方式可實現(xiàn)兩級開、合模速度。</p><p>　　圖2-1注塑機的結構組成</p><p>　　注射裝置:它的主要作用是使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將一定量的熔料注射到模腔內。因此，注射裝置應具有塑化良好，計量精確的性能，并且在注射時對熔料能夠提供足夠的壓力和速度。注射裝置一般由塑化部件(機筒、螺桿、噴嘴等)、料斗、計量裝置、螺桿傳動裝置、注射和移

82、動油缸等組成。</p><p>　　合模裝置:它是保證成型模具可靠的閉合和實現(xiàn)模具啟閉動作，即成型制品的工作部件。因為在注射時，進入模腔中的熔料還具有一定的壓力，這就要求合模裝置給予模具以足夠的合緊力(通常稱之為合模力或鎖模力)，以防止在熔料的壓力作用下模具被打開，從而導致制品溢邊或使制品的精度下降。合模裝置主要由模板、拉桿、合模機構、制品頂出裝置和安全門等組成。</p><p>　　液壓

83、傳動和電氣控制系統(tǒng):注射成型是由塑料熔融、模子閉合、注射入模、壓力保持、制品固化定型、開模取出制品等工序所組成的連續(xù)生產過程。液壓和電氣則是為了保證注射成型機按工藝過程預定的要求(壓力、速度、溫度、時間)和動作程序，準確無誤地進行工作而設置的動力和控制系統(tǒng)。液壓部分主要有動力油泵、方向閥、流量閥以及壓力控制閥、附加裝置等部分。電氣部分主要由動力、動作程序和加熱等</p><p>　　2.1.2XS一ZY-125注

84、塑機的結構動作順序</p><p>　　注塑成型是利用塑料的熱物理性質，把物料從料斗8加入料筒7中，料筒外由加熱圈加熱，使物料熔融，在料筒內裝有在外動力馬達作用下驅動旋轉的螺桿，物料在螺桿的作用下，沿著螺槽向前輸送并壓實，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸地塑化，熔融和均化，當螺桿旋轉時，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺桿的頭部，與此同時，螺桿在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲料空間

85、，完成塑化過程，然后，螺桿在注射油缸9的活塞推力的作用下，以高速、高壓，將儲料室內的熔融料通過噴嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料經過保壓、冷卻、固化定型后，模具在合模機構的作用下，開啟模具，并通過頂出裝置4把定型好的制品從模具頂出落下。</p><p>　　圖2-2注塑機動作順序流程圖</p><p>　　合模和鎖合:注射成型機的成型周期一般從模具開始閉合時起，模具首先以低壓力快速進行閉

86、合，當動模與定模要接近時，合模的動力系統(tǒng)自動切換成低壓、低速，在確認模內無異物存在時，再切換成高壓而將模具合緊。</p><p>　　注射裝置前移和注射:在確認模具達到所要求的合緊程度后，注射裝置前移，使噴嘴和模具貼合，當噴嘴與模具完全貼合后，便可向注射油缸接入壓力油，于是與油缸活塞桿相接的螺桿，則以高壓高速將頭部的熔料注入模腔。此時螺桿頭部作用與熔料上的壓力為注射壓力。</p><p>

87、　　壓力保持(保壓):注入模腔的熔料，由于低溫模具的冷卻作用，使注入模腔內的熔料產生收縮。為制成質量致密的制品，故對熔料還需保持一定的壓力進行補縮。此時，螺桿作用于熔料上的壓力稱為保壓壓力。在保壓時，螺桿因補縮而有少量的前移。</p><p>　　制品冷卻和預塑化:當保壓進行到模腔內的熔料失去從澆口回流的可能性時，注射油缸內的保壓壓力即可卸去，使制品在模內冷卻定型。此時，螺桿在馬達的驅動下轉動，將來自料斗的粒狀塑

88、料向前輸送，并使其塑化。由于螺桿頭部熔料壓力的作用，使螺桿在轉動的同時發(fā)生后退，螺桿在塑化時的后移量即表示了螺桿頭部所積存的熔料的體積量。當螺桿回退到計量值時，螺桿即停止轉動，準備下一次注射。制品冷卻與螺桿塑化在時間上通常是重疊的，在一般情況下，要求螺桿塑化計量時間要少于制品冷卻時間。</p><p>　　注射裝置后退和升模頂出制品:螺桿塑化計量完畢后，為了使噴嘴不致于因長時間和冷模接觸而形成冷料等緣故，經常需要

89、將噴嘴撤離模具，即注射裝置后退。此動作進行與否或先后的程序，機器均可供選擇。模腔內的熔料經過冷卻定型后，合模裝置即行升模，并自動頂落制品。</p><p>　　2.2注塑機的控制要求</p><p>　　1）具有足夠的合模力熔融塑料以120～200MPa的高壓注入模腔，在已經閉合的模具上會產生很大的開模力，所以合模液壓缸必須產生足夠的合模力，確保對閉合后的模具的鎖緊，否則注塑時模具會產生縫

90、隙使塑料制品產生溢邊，出現(xiàn)廢品。</p><p>　　2）模具的開、合模速度可調當動模離定模距離較遠時，即開合模具為空程時為了提高生產效率，要求動?？焖龠\動；合模時要求動模慢速運動，以免沖擊力太大撞壞模具，并減少合模時的振動和噪聲。因此，一般開、合模的速度按慢一快一慢運動的規(guī)律變化。</p><p>　　3）注射座整體進退要求注射座移動液壓缸應有足夠的推力，確保注塑時注射嘴和模具澆口能緊密

91、接觸，防止注射時有熔融的塑料從縫隙中溢出。</p><p>　　4）注射壓力和注射速度可調注塑機為了適應不同塑料品種、制品形狀及模具澆注系統(tǒng)的工藝要求，注射時的壓力與速度在一定的范圍內可調。</p><p>　　5）保壓及壓力可調當熔融塑料依次經過機筒、注射嘴、模具澆口和模具型腔完成注射后，需要對注射在模具中的塑料保壓一段時間，以保證塑料緊貼模腔而獲得精確的形狀，另外在制品冷卻凝固而收縮過

92、程中，熔化塑料可不斷充入模腔，防止產生充料不足的廢品。保壓的壓力也要求根據(jù)不同情況可以調整。</p><p>　　6）制品頂出速度要平穩(wěn)，以保證成品制品不受損。</p><p>　　7)熔體的溫度誤差不能大于5℃</p><p>　　2.3注塑機控制系統(tǒng)總體方案設計</p><p>　　注塑機控制系統(tǒng)硬件結構框圖如2-3所示。</p&g

93、t;<p>　　圖2-3注塑機控制系統(tǒng)硬件結構框圖</p><p>　　本系統(tǒng)的控制裝置采用PLC為基本的控制單元。注塑機的控制由輸入、輸出、PLC和液壓比例閥、開關閥的驅動電路組成。將編寫好的程序寫入PLC中，PLC將所編程序進行解讀，內部CPU采用掃描的方式將注塑機的狀態(tài)信號采集輸入到存儲器當中，再按照用戶程序進行數(shù)據(jù)處理得到所需要的輸出狀態(tài)。</p><p>　　第三章

94、注塑機控制系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　3.1注塑機的液壓傳動系統(tǒng)</p><p>　　圖3.1XS-ZY-125注塑機液壓傳動系統(tǒng)</p><p>　　3.1.1液壓系統(tǒng)的主要組成和作用</p><p>　　(l)液壓泵采用雙聯(lián)葉片泵，工作壓力為6.5MPa，大泵流量為100L/min，小泵流量為12L/min，大、小泵可以同時或分別

95、對主油路供油，以滿足液壓系統(tǒng)在動作過程中對速度和力兩方面的要求。</p><p>　　(2)溢流閥閥2為大泵溢流閥，用以調節(jié)系統(tǒng)的工作壓力，并作為大泵的安全閥和卸荷閥。閥4為小泵溢流閥，用以調節(jié)系統(tǒng)的工作壓力，并作為小泵的安全閥和卸荷閥。</p><p>　　(3)電磁換向閥閥1為二位四通電磁換向閥，用以控制閥2。當電磁鐵YAI通電時，大泵供油工作;YAI斷電時，閥2的遙控口接通油箱，大泵

96、卸荷。</p><p>　　閥3為二位四通電磁換向閥，用以控制閥4。當電磁鐵YA2通電時，小泵供油工作;YA2斷電時，閥4的遙控口接通油箱，小泵卸荷。</p><p>　　閥10為二位四通電磁換向閥，用以控制通往調速閥11的油流。</p><p>　　閥13為二位四通電磁換向閥，用以控制遠程調壓閥14和溢流閥2、4的斷開荷接通。</p><p&g

97、t;　　閥17為三位四通電磁換向閥，用以變換合模液壓缸油流方向，以達到控制合?；蜷_模的動作。</p><p>　　閥16為三位四通電磁換向閥，用以變換注射座整體移動液壓缸油流的方向，從而控制注射座前進或后退。</p><p>　　閥9為二位四通電磁換向閥，用以變換注射液壓缸油流方向及控制螺桿的注射和退回動作。</p><p>　　閥12為轉閥，用以控制螺桿的后退。&

98、lt;/p><p><b>　　(4)單向閥</b></p><p>　　閥5為單向閥，當大泵卸荷時，防止小泵壓力油反向流動。</p><p>　　閥6為單向閥，當小泵卸荷時，防止大泵壓力油反向流動。</p><p>　　閥7為單向閥，當大泵卸荷時，防止閥4遙控油倒流。</p><p>　　閥8為單向

99、閥，當小泵卸荷時，防止閥2遙控油倒流。</p><p><b>　　(5)流量控制閥</b></p><p>　　閥18為單向節(jié)流閥，用來調節(jié)開模速度，以滿足不同制品對開模速度的不同要求。閥11為調速閥，用以調節(jié)注射速度。</p><p><b>　　(6)調壓閥</b></p><p>　　閥14

100、為遠程調壓閥，在閥2、4的調定壓力值范圍內，實現(xiàn)注射壓力的遠程調節(jié)。</p><p>　　閥15為單向背壓閥，用以調節(jié)預塑時螺桿后退的背壓。</p><p>　　2.2.2液壓系統(tǒng)動作原理</p><p><b>　　(l)合模與開模</b></p><p><b>　　l)合模</b></p

101、><p>　　慢速合模:電磁鐵YA2、YA9通電。因為時慢速合模，不需要大流量壓力油，所以大泵卸荷。小泵輸出的壓力油經閥6、19、17進入合模液壓缸上腔，推動活塞下降，實現(xiàn)慢速合模。與此同時，合模液壓缸下腔油液經閥18、閥17左腔回油箱。</p><p>　　快速合模:電磁鐵YAI、YA2、YA9通電?？焖俸夏r需要大流量壓力油，此時大小泵輸出的壓力油分別經閥5和閥6匯合后經閥19、17到合模

102、液壓缸上腔，推動活塞實現(xiàn)快速合模?；赜吐肪€同上。</p><p><b>　　2)開模</b></p><p>　　慢速開模:電磁鐵YA2、YA8通電。慢速開模不需要大流量，此時大泵卸荷，小泵輸出壓力油經閥6、19、17、18到合模缸下腔，推動活塞實現(xiàn)慢速開模。液壓缸上腔的油液經閥17回油箱。</p><p>　　快速開模:YAI、YA2、YA

103、8通電。快速開模時需要大流量油液，為此大小泵都工作，輸出的壓力油分別經閥5荷6匯合后經閥19、17、18進入合模液壓缸下腔，實現(xiàn)快速開模，回油路線同前。</p><p>　　(2)注射座前移與后退</p><p>　　XS-ZY-125注塑機可以適應不同的加料預塑方式，所以要求注射座的移動液壓缸不但具有足夠的推力，使噴嘴壓緊模具主澆道內襯套，還要求注射座在每以個工作循環(huán)中可以前移和后退。&

104、lt;/p><p>　　注射座向前:電磁鐵YA2、YA6通電。注射座前移速度不需要很快，所以大泵卸荷，只要小泵供油即可。小泵輸出的油液經閥6、16進入注射座移動液壓缸右腔，推動活塞，帶動注射座前移。液壓缸左腔的油液經閥16回油箱。</p><p>　　注射座退回:電磁鐵YA2、YA7通電，大泵仍然卸荷，小泵輸出的壓力油經閥6、16進入注射座移動液壓缸左腔，推動活塞，帶動注射座后退。液壓缸右腔的

105、油液經閥16回油箱。</p><p><b>　　(3)注射</b></p><p>　　電磁鐵YA1、YA2、YA3、YA4、YA5、YA6都通電。注射時要求大流量壓力油，快速完成注射，為此大小液壓泵輸出的壓力油分別經過閥5和閥6匯合后經閥9、15進入注射液壓缸右腔，注射活塞前進，推動螺桿向前運動，實現(xiàn)注射動作。注射液壓缸左腔油液經閥12回油箱。</p>

106、<p><b>　　(4)保壓</b></p><p>　　電磁鐵YA2、YA3、YA4、YA6通電。保壓時，不需要大流量壓力油，大泵卸荷。進回油路線與注射時相同。</p><p><b>　　(5)預塑</b></p><p>　　預塑過程，螺桿迫使注射活塞后退，注射液壓缸右腔的油液經閥15、9回油箱。調節(jié)

107、背壓閥15可以控制注射液壓缸右腔油液壓力，以產生預塑做需要的背壓，從而控制物料塑化質量。螺桿后退至計量預定的位置時，壓下限位開關，預塑停止。</p><p>　　以上介紹的時該注塑機的液壓系統(tǒng)動作原理，各動作的進行或結束由相應的行程開關或由其它電氣器件發(fā)出信號來控制。</p><p>　　表3.1行程開關的代號與作用</p><p>　　表3.2電磁鐵動作順序表&l

108、t;/p><p>　　3.2XS-ZY-125注塑機的電氣系統(tǒng)</p><p>　　XS-ZY-125注塑機的電氣控制系統(tǒng)由電動機起動回路、料筒和噴嘴加熱回路、動作控制回路以及信號顯示回路所組成。如圖3.2所示。</p><p><b>　　3.3PLC的選擇</b></p><p>　　本論文采用西門子公司的s7-300，

109、模塊采用SM321、SM322、SM331、CPU315-2DP;以下對每個模塊進行簡介。</p><p>　　3.3.1S7-300的優(yōu)點</p><p><b>　　堅固的、封裝的模塊</b></p><p>　　集成的易于連接的背板總線</p><p>　　高密度的I/O模塊，每個模塊最多可達32個通道</p

110、><p>　　最小的安裝深度，基于凹進和隱蔽的連接器和插座</p><p>　　電源模板提供AC輸入，為S7-300和傳感器/執(zhí)行器供電</p><p>　　3.3.2CPU315-2DP微處理器簡介</p><p>　　每條二進制指令執(zhí)行時間約100ns，每條浮點數(shù)運行指令約3微秒。</p><p>　　128KBRAM

111、(相當于約43K語句)；用于程序執(zhí)行的擴展RAM可以顯著提高用戶程序空間。微存儲卡(最大8MB)，可作為程序使用的裝載存儲器，同時也可以在CPU中存儲項目數(shù)據(jù)(全部的符號和注釋)，可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。</p><p>　　擴展靈活；多達32個模塊，（4機架結構）</p><p>　　多點接口MPI;集成的MPI接口可以最多同時建立16個與S7-300/400或與PG、PC、OP的連