目录
引言 (1)
1 绪论 (2)
1.1 课题研究的目的和意义 (2)
1.2 相关技术概况 (2)
1.2.1注塑机控制系统简介 (2)
1.2.2可编程序控制器的概述 (3)
1.2.3温度传感器简介 (3)
1.2.4调功器的简介 (4)
1.3 本课题的主要内容 (5)
2 注塑机控制系统的分析 (5)
2.1 注塑机的机械结构 (5)
2.1.1注射部分 (6)
2.1.2合模部分 (6)
2.1.3液压系统 (6)
2.1.4控制系统 (6)
2.2 注塑机控制系统原理 (6)
2.3 注塑机控制系统的控制要求 (7)
2.3.1模具的开启与闭合 (7)
2.3.2注射座的整进与整退 (7)
2.3.3注料杆的射进 (7)
2.3.4预塑液压马达的动作 (8)
2.3.5顶杠的顶出与复位 (8)
2.3.6保模时间 (8)
2.3.7注塑料筒温度 (8)
3 注塑机控制系统的硬件设计 (8)
3.1 PLC选型的方法 (8)
3.1.1机型选择的原则 (8)
3.1.2PLC容量选择 (9)
3.1.3I/O模块的选择 (10)
3.2 确定I/O点及选择PLC (11)
3.2.1可编程控制器控制系统I/O点数估计 (11)
3.2.2PLC的I/O分配表 (12)
3.3 器件选型 (13)
3.3.1交流调功器选型及接线方法 (13)
3.3.2温度传感器的选型 (15)
3.3.3液压阀控制阀的选型 (16)
3.3.4液压马达的选型 (17)
3.3.5液压泵电机选型 (17)
3.3.6热继电器 (18)
3.3.7触摸屏 (18)
3.3.8中间继电器 (19)
3.3.9行程开关 (19)
3.3.9接触器 (19)
3.4 注塑机控制系统的接线图 (19)
3.4.1注塑机控制系统的整体接线示意图 (20)
3.4.2PLC的I/O系统配置图 (21)
4 控制系统的软件设计 (21)
4.1 系统工艺流程图 (21)
4.2 系统的程序设计 (23)
4.2.1注塑机的温度控制 (23)
4.2.2注塑机的步序控制 (23)
4.2.3PLC注塑机控制系统的总体程序 (26)
4.3 触摸屏的画面及程序设计 (26)
5 注塑机控制系统的抗干扰措施 (27)
5.1 概述 (27)
5.2 抗干扰措施 (27)
5.3 软件设计 (28)
谢辞 (29)
参考文献 (30)
附录A 调功器整机接线图 (31)
附录B PLC控制系统程序梯形图 (32)
附录C PLC控制系统程序清单 (36)
附录D PLC注塑机控制系统软元件功能表 (39)
引言
随着经济全球化的蔓延，中国市场经济环境越来越好。中国塑料工业经过长期的发展,已形成门类较多、品种齐全的工业体系,同钢材、水泥、木材等产业并驾齐驱成为基础材料产业。21世纪以来，塑料作为一种新型材料，中国塑料工业在很多领域取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近几年增长速度一直保持在10%以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。
注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。但不论哪种形式的注，其发方向都必须向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言，塑化能力、注射压力等都有很大提高。有的发展成超高系列，其注射压力已451Mpa（4600kgf/cm），在这种设备上模腔压力可到98Mpa(1000kgf/cm)，使注塑制品的次品率几乎为零，可注塑0.1－0.2mm厚的薄件制品。90年代的注塑机正向节能、精密成型、超精密成型、低噪音和高级自动化方向发展。所谓节能是指注塑机要节省泵的动力，节约电力。精密成型是指生产制品尺寸精度的范围在0.01－0.001mm，超精密成型是在0.001－0.0001mm，低噪音是指注机能在平稳无撞击和无振动下工作，按规定在距离机器1m左右的地方挥发油的噪音应低于70分贝。高级自动化是指注塑机能远距离操作或无线操作，保证制品的精度、注塑工艺条件的稳定性。另外，微处理机在注塑机上的是注塑机的自动控制方面最重要的发展。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性，生产能力较高，并易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天，注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位，其生产总数占整个塑料成型设备的20%－30%，从而成为目前塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。
1 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
早期的注塑机由于当时的条件或成本限制多用继电器电路控制，其故障率高、维修周期短、设备工作效率低。随着工业控制技术的飞速发展和产品档次的提高，现今注塑机多采用PLC（或专用控制器）加人机界面的控制系统，生产自动化程度的大为提高，有利于降低工厂成本、促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的产量、质量以及产品的竞争力。
本课题致力于设计一套实用的PLC注塑机控制系统，结合交流调功温度控制技术，并通过触摸屏的显示画面来监控生产过程中各种情况。PLC在注塑机控制系统中的应用的意义在于：1）提高产品质量。2）减轻工人劳动强度，适当降低操作技术水平。3）提高劳动生产率，减少在制品数量，加速资金周转。4）缩减生产面积，节约能源消耗，降低产品成本。
1.2 相关技术概况
1.2.1注塑机控制系统简介
注塑机控制系统是整机的一个重要部分，其性能的优劣对整机有着至关重要的影响，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（可编程控制器）不仅用逻辑编程取代了硬接线逻辑，还增加了运算、数据传送和处理的功能，真正成为一种计算机工业控制装置。PLC的功能远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，所以在工业发达国家，PLC 在其自动化设备中的比例占首位。近年来，我国的PLC技术也从初期的引进、消化走向吸收和推广应用阶段，并且在许多工业领域取得了良好的经济效益和社会效益。
在以往国内的注塑机控制系统中，主要存在三种控制类型：
（1）继电器控制
（2）单片机控制
（3） PLC控制
在现代控制系统中，前两种方法因其自身的局限性，多不采用。而多是采用PLC控制系统，这是一种工业控制机，具有抗干扰能力强，工作可行性高，平均无故障时间长，可在恶劣环境下正常工作，并可与计算机联网运行。此外，PLC系统还可大大缩短系统的设计，加快工作进度。在本次设计中我们采用了可编程控制系统。
注塑机控制通常指的是电液控制，即由液压和电气控制部分组成。注塑机的控制系统是保证注塑机按工艺过程规定的要求（压力、速度、温度、时间等）和动作程序，准确有效地工作的控制系统。目前注塑机的发展主要集中在：
（1）提高制品尺寸精度和稳定性
（2）提高速度、缩短成型周期
（3）生产过程的自动化和省力
但所采用的技术手段，都离不开以计算机技术为基础的自控技术。因此，注塑机的控制成为目前注塑机发展中一个很重要的内容，主要包括动作程序控制（如开闭模、注射、保压等）和过程程序控制（例如，注射过程的速度和压力程序控制等）两个方面。
1.2.2可编程序控制器的概述
可编程控制器的英文为:Programmable Logic Controller，简称PLC，是1种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。是在20世纪60年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，取代各种类型的机械或生产过程的继电器控制系统。可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功能的原则设计的。
PLC（可编程序控制器）技术是研究自动化领域广泛使用的工业控制计算机设备的原理、功能、编程和使用方法，是自动化专业及相关专业的一门专业性质较强且与生产实践紧密相联的技术。
1.2.3温度传感器简介
传感器技术是一项正在迅速发展的高新技术，它与通信技术，计算机技术一起构成了当代信息产业的三大支柱。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。在半导体技术的支持下，已相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。本课题将用到可精确测量温度传感器，通过温度传感器准确测量温度并实施控制。
热电偶温度传感器属于接触式温度测量仪表是工业生产中最常用的温度检测仪表
之一。其特点为测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响，测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到
-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。热电偶是一种感温元件, 它能将温度信号转换成热电势信号, 通过与电气测量仪表的配合, 就能测量出被测的温度。热电偶测温的基本原理是热电效应。在由两种不同材料的导体 A 和 B 所组成的闭合回路中 , 当 A 和 B 的两个接点处于不同温度 T 和 To时, 在回路中就会产生热电势。这就是所谓的塞贝克效应。导体A 和 B 称为热电极。温度较高的一端叫工作端 ( 通常焊接在一起 )；温度较低的一端叫自由端 ( 通常处于某个恒定的温度下)。根据热电势与温度函数关系。可制成热电偶分度表。分度表是在自由端温度 To=0℃的条件下得到的。不同的热电偶具有不同的分度表。
1.2.4调功器的简介 调功器是应用晶闸管（又称可控硅）及其触发控制电路用于调整负载功率的盘装功率调整单元。在电子设备中起重要作用的晶闸管（也称可控硅，英文缩写SCR ）被广泛用于各类生产部门，正在成为自动化、高效化不可缺少的装置。
晶闸管交流调功器的主电路由三组反并联的晶闸管或三个双向晶闸管构成，三条支路的6个端子可与外电路连接成不同的形式，图1-1(a)为调功器与三相负载接成星型；，图1-1(b)为调功器与三相负载接成三角型。调功器采用通断式控制方式，各支路的晶闸管连续导通几个周期后又持续截止一段时间。在晶闸管导通期间，负载电压与电源电压相同，晶闸管截止时各相负载电压为0。通过晶闸管周期性地通断可以调节负载的功率。设交流电源电压的周期为T ，晶闸管
图1-1 交流调功器的主电路
的通断周期为TC ，其中共包含N 个交流电周期，即TC=NT 。在每个TC 中晶闸管有n 个交流电周期为导通状态，负载得到的电压有效值UO 为：
在TC 一定的情况下，通过改变每工作周期中晶闸管的导通时间对应的交流电周期数n 可以达到调节输出电压有效值的目的。
晶闸管交流调功器采用过零触发电路、周波数控制方式，输出0～100%可调节的波形呈正弦波群的电压和电流，使负载从电源吸取功率的平均值连续平滑可调。调功器避免了相位控制时缺角正弦波产生的无线电射频干扰，使晶闸管触发导通时的瞬态浪涌电流和di/dt 大为减小。它用于以镍铬或铁镍铝等电阻材料为发热元件的电加热器的温度自动控制，它与PID 温度调节仪或计算机、温度传感器和电加热器组成闭环温控系统，温控精度可达±0.5%～1%。
在最新的温度控制中晶闸管调功器的利用明显的普及起来。
主要用与工业电炉的加N
n U dt U T U nT
c ==?0201
热控制、大型风机水泵软启动节能运行控制等。负载类型可以是三相阻性负载、三相感性负载及三相变压器负载；三相负载可以是中心接地负载、中心不接地负载、内三角形负载及外三角形负载。如：盐浴炉、工频感应炉、淬火炉温控；热处理炉温控；玻璃生产过程温控；石油化工机械；电压、电流、功率、灯光等无级平滑调节，恒压恒流恒功率控制等领域。
本课题将采用交流调功器对温度进行精确控制。
1.3 本课题的主要内容
注塑机是一种能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品的塑料生产设备，它是将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，使喷嘴贴紧模具的浇口道，接着向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持（又称保压）、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品，从而得到所需的成品。
本课题的主要内容是利用PLC完成注塑机控制系统的设计，对注塑机的时序动作、注射压力以及料筒温度进行准确控制,包括从进料到成品的形成的整个过程。涉及注塑机的时序控制流程的分析，注塑机料筒的温度控制系统的设计，具体硬件配置的确定，触摸屏画面及程序的编制和整机硬件原理图、电气接线图、PLC程序的编制等。
2 注塑机控制系统的分析
2.1 注塑机的机械结构
注塑机示意图如下：
图2-1 注塑机的结构示意图
它主要由注射部分、合模部分、液压系统、控制系统等部分组成。
2.1.1注射部分
它的主要作用是使塑料塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将一定的熔料注到模腔内。因此注射装置应具有塑化良好，计量准确的性能，并且在注射时对熔料能提供压力和速度。注射装置一般由塑化部件（溶胶筒、螺缸、喷嘴等）、料斗、计量装置、螺杆传动装载及注射油缸和射移油缸等组成。
2.1.2合模部分
它是保证成型模具可靠地闭合和实现模具启闭动作，并顶出制品，即成型制品的工作部件。因为在注射时，进入模控中的熔料还具有一定的压力，这就要求模合装置给予模具以足够的合紧力，以防止在熔料的压力下模具被打开，从而导致制品溢边或使制品精度下降。合模装置主要由模板、拉杆（哥林柱）、合模机构（如机铰）、制品顶出装置和安全门、调模装置组成。
2.1.3液压系统
注射成型机是由塑料熔融、模子闭合、注射入模、压力保持、制品固化、闭模取出主品等工序所组成的连续生产过程，液压和电气则是为了保证注射成型机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间及位置）和动作程序，准确无误的进行工作而设置的动力和控制系统、液压部分重要有动力油泵、比例压力阀（控制压力变化）、比例流量阀（控制速度变化）、方向阀、管路、油箱等。
2.1.4控制系统
控制系统控制注塑周期的顺序（顺序控制）及维持过程温度、时间、压力及速度于设定值（过程控制）。电气部分主要由动力、动作程序和加热等控制所组成。
2.2 注塑机控制系统原理
本设计控制系统主要由液压马达、液压阀、电磁继电器、温度传感器、接近开关、光栅开关、三相异步电机、各种开关、监控显示装置（触摸屏）和PLC控制器及其特许功能模块等组成。
注塑机开始工作时，监控装置（触摸屏）首先根据本次生产任务进行各种初始化（温度设定、计件值清零、保压时间设定等），然后PLC控制器按一定时序发出控制信号控制液压传动机构的电磁阀和交流调功器的启动，交流调功器以全功率输出给加热负载，并让温度迅速稳定在设定值，此后液压传动机构将开始生产的动作步序。注塑机控制系统的原理框图如图2-2所示。
图2-2注塑机控制系统原理框图
2.3 注塑机控制系统的控制要求
注塑机一般分为手动、自动两种工作模式。手动模式时按下相应的功能按钮时，能完成相应的操作，此模式一般为调试模具及维修时使用；自动模式时，只需按下启动按钮，注塑机就能按照调定的速度和压力将相应的动作进行到底，此模式一般多用在生产阶段，工作流程如下：起始位置→合模→整进→注射→保压延时→预塑→整退→启模→顶出→起始位置。
2.3.1模具的开启与闭合
合模时：电磁铁得电后，合模油缸油路接通，在油压的推动下模具闭合。
开模时：电磁铁失电后，开模油缸油路接通，在油压的推动下模具打开。
2.3.2注射座的整进与整退
注射座整进时：电磁铁得电后，注射座在油压的推动下前进到位，注射座射进完成接近开关工作
注射座整退时：电磁铁失电后，注射座退回到原始位置，注射座射退完成接近开关工作
2.3.3注料杆的射进
注塑电磁铁得电后，注料杆在油压的推动下，把料筒内的融好的原料快速压入模具，挤压完成后并保持一段时间（保压），使模具内的塑料不会回流。
2.3.4预塑液压马达的动作
预塑电磁阀得电，预塑液压马达开始工作，带动注塑螺杠旋转，使原料不断的向前输送，螺杠则在压力的作用下后退并计量，当后退到一定位置时，限位开关动作，预塑完成。
2.3.5顶杠的顶出与复位
顶出电磁阀得电后，顶杠在油压的推动下将模具内的产品顶出。
2.3.6保模时间
高温原材料挤入模具后，需要在模具中冷却一段时间，让其基本成型后才能打开模具，这一段时间为保模时间。由于产品的大小和原材料的性质的不同，不同产品的保模时间有所不同，这就要求保模时间长短可以调整。
2.3.7注塑料筒温度
注塑机的料筒温度是注塑机的一个重要参数。原料进入到料筒后，在加热器与注塑杠剪切能共同作用下塑化，如果温度控制不好，将导致原料塑化不良。注塑机在生产的过程中要求料筒的温度随着产品和原材料的不同，可以对温度作出调整（一般不超过400℃）。
3 注塑机控制系统的硬件设计
3.1 PLC选型的方法
随着PLC的推广普及，PLC产品的种类越来越多，而且功能也日趋完善。PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要的作用。
3.1.1机型选择的原则
机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、
维护使用方便及最佳的性能价格比。具体应考虑的因素如下所述：
（1）结构合理
对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结
构的PLC；否则，选用模块式结构的PLC。
（2）功能强、弱适当
对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用抵挡的PLC。
对于以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目，可选用含有A/D转换的模拟量输入模块和含有D/A转换的模拟量输出模块，以及具有加减乘除运算和数据传输功能的低档机的PLC。
对于控制比较复杂、控制要求比较高的工程项目，如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可根据控制规模及复杂程度的程度，选用中档机或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统和整个工厂的自动化等。
当系统的各个控制对象分布在不同地域时，应根据各个部分的具体要求来选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。
（3）机型统一
PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块印刷电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价格便宜。但由于整体式结构的PLC功能有限，只适合于控制要求比较简单的系统。一般大型的控制系统都使用模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。
（4）是否在线编程
PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器
重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。
（5）PLC的环境适应性
由于PLC是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂家都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。尽管如此，每种PLC都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。
一般PLC及其外部电路（I/O模块、辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作：温度工作温度0～55℃
储存温度-40℃～+85℃
温度相对湿度5%～95%（无凝结霜）
振动和冲击满足国际电工委员会标准
电源交流220V，允许变化范围为-15%～+15%，频率为47～53Hz，
瞬间停电保持10ms
环境周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体
对于需要应用在特殊环境下的PLC，要根据具体的情况进行合理的选择。
3.1.2PLC容量选择
PLC容量包括两个方面：一是I/O的点数；二是用户存储器的容量（字数）。
PLC容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。根据经验，在选择存储容量时，一般按实际需要的10%～25%考虑裕量。对于开关量控制系统，存储器字数为开关量乘以8；对于有模拟量控制功能的PLC，所需存储器字数为模拟内存单元
数乘以100。通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。计时、计数、移位及算术运算、数据传输等指令占用存储器两个字。各种指令占存储器的字数可查阅PLC产品使用手册。
I/O点数也应留有适当裕量。由于目前I/O点数较多的PLC价格较高，若备用的I/O 的点的数量太多，将使成本增加。根据被控对象的输入和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充，通常I/O点数按实际需要的10%～15%考虑备用量。
3.1.3I/O模块的选择
PLC是一种工业控制系统，他的控制对象是工业生产设备或工业生产过程他的工作环境是工业生产现场。他与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。
通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为对被控对象进行控制的依据。同时控制器又通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。外部设备或生产过程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而PLC的CPU所处理信息只能是标准电平，所以I/O接口模块还需实现这种转换。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O 接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，PLC相应有许多种I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。
标准的I/O模块用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）进行数据传输。典型的交流I/O信号为24～240V （AC），直流I/O信号为0～10V（DC）。
I/O点数的确定要充分的考虑到裕量，能方便的对功能进行扩展。对一个控
制对象，由于采用不同的控制方法或编程水平不一样，I/O所用的点数就可能有所不同，现具体分析如下：
（1）开关量输入模块输入电压的选择
输入模块的输入电压一般为DC24V 和AC220V。直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接。交流输入方式的触点接触可靠，适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
（2）开关量输出模块的选择
继电器型输出模块的触点工作电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢，寿命有一定的限制。如果系统的输出信号变化不是很频繁，选用继电器型。
选择时应考虑负载电压的种类和大小、系统对延迟时间的要求、负载状态变化是否频繁等，还应注意同一输出模块对电阻性负载、电感性负载和白炽灯的驱动能力的差
异。输出模块的输出电流额定值应大于负载电流的最大值。
本系统设计中根据实际选用的是AC220V开关量输入模块和继电器型输出模块。
以此为依据，本系统的设计选用三菱公司的FX2N系列（见表3.1）可编程序控制器。FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程序控制器，完全符合此设计的要求。
表3.1 FX2N 系列基本单元
3.2 确定I/O点及选择PLC
3.2.1可编程控制器控制系统I/O点数估计
输入设备——用以产生输入控制信号（如按钮、指令开关、限位开关、接近开关、传感器等）。本系统中包括双向选择开关4个，按钮开关5个，光栅开关2个和接近开关5个。
输出设备——由PLC的输出信号驱动的执行元件，如继电器、接触器、电磁阀、指示灯等。该系统中有中间继电器5个，接触器2个，电磁阀5个，指示灯1个。
本系统中实际需要输入点17点，输出点8点，根据输入输出点数，以及考虑到今后对系统的维护和扩充使用，要保留一定的裕量，因此我们选用的PLC型号为三菱公司系列，其选择如下：
的FX
2N
-48MR（输入点24点，输出点24点）
基本单元：FX
2N
功能模块：FX2N－4AD-TC模块1个、FX2N－4DA模块1个、FX2N-422-BD通信口1个
在确定了控制对象的控制任务和选择好PLC的机型后，即可安排输入、输出的配置，并对输入、输出进行地址编号。分配I/O地址时要注意以下问题：
（1）设备I/O地址尽可能连续；
（2）相邻设备I/O地址尽可能连续；
（3）输入/输出I/O地址分开；
（4）每一框架I/O地址不要全部占满，要留有一定的余量，便于系统扩展和工艺流程的改，但不宜保留太多，否则会增加系统成本；
（5）充分考虑控制柜与控制柜之间、框架与框架之间、模块与模块之间的信号联系，合理地安排I/O地址，减少它们之间的内部连线。
3.2.2 PLC的I/O分配表
3.3 器件选型
3.3.1交流调功器选型及接线方法
（1）调功器选型
调功器的选择主要是根据负载的大小决定的，当负载功率较小时可以选用单相方案,但当负载的功率较大时，选用单相将会给电网造成严重的不平衡，所以大功率的负载一般选用三相调功器。在选择调功器时也要考虑到供电回路的断路器和电
缆的承受能力。一般几个千瓦以下的电加热系统可以考虑使用单相电力调整器，大于的应选用三相电力调功器。
综上所述,我们将在本课题中采用三相电力调整器。
在单相电加热回路中,负载电流计算如下:
I(负载电流)=P(负载的额定功率)/3U(电源电压)
考虑到功率余量, 让负载电流乘以一定的系数 .一般可选1.3-1.6倍之间.即:
I(电力调整期电流)=I(负载电流)*1.5
注塑机的加热负载选用三相星形负载,额定功率为10KW，选型如下:
I(实际电流)=10000W/3*220V=15.2A
I(电力调整器电流) =15.2*1.5=25A
由上所述，本课题将选用斯通ST35P电力调整器。ST35P电力调整器是运用数字电路触发可控硅实现调压和调功。调压采用移相控制方式，调功有定周期调功和变周期调功两种方式。电力调整器带有同步电路、自动判别相位、缺相保护、上电缓起动、缓关断、散热器超温检测、恒流输出、电流限制、过流保护、串行工作状态指示等功能。ST35P 电力调整器的特点：十位A/D，输出线性化程度高，输出起控点低。ST35P电力调整器可与带0~5V、0~10V或4~20mA等的智能PID调节器或PLC配套使用，也可独立使用手动功能。ST35P电力调整器的负载类型可以是三相阻性负载、感性负载及变压器负载；负载方式可以是星形中心接地负载、星形中心不接地负载、三角形负载。ST35P电力调整器可广泛应用于工业电炉的加热控制、冶金、化工、纺织机械等领域。
（2）调功器的接线
斯通ST35P电力调整器的整机接线图（见附录A）。
下面介绍斯通ST35P电力调整器常用的五种接线方式（见图3-1）：
①最简自动控制接线图
说明：1.自动控制时，若不带限幅功能R1、R2必须短路。
2.0~5V、0~10V及4~20mA均接C1、C2；但只能接其中一种。
图3-1a：
②带限幅功能的自动控制接线图
说明：1.恒流工作时，图中限幅功能可限制输出的电流，详细使用方法参考恒流调试
过程。
2.普通工作模式时，图中限幅电位器能限制输出的电压。
图3-1b ：
③手动及自动组合接线图
说明：用手动电位器控制时，仅需要把图中单刀 双掷开关拨向手动电位器中心抽头即可，此时电力调整器的输出只受手动电位器控制，而与控制信号无关。 图3-1c ：
④手动与带限幅功能的自动控制接线图
说明：该图是图2、3组合接线方式。
图3-1d ：
⑤限流功能接线图
CN1
说明：1.恒流工作模式下不需要该电位器。 2.普通限流时，若负载调节需要更平滑须使用多圈电位器。
图3-1e ：
（3）
调功器的使用说明
① 图中的控制信号请注意正、负极性，若接反可能会导致小信号时满输出。 ② 图中电源为380V 50Hz 交流，可接三相中任意两相。
③ CN1-8外接开关作为起停开关。开路时为运行，短路时为待机状态（无输出）。强烈建议感性负载调压过程的起动和停止应先将起停开关置于待机位置，当电源供电接通后起停开关置于运行位置。结束时，应先将起停开关置于待机位置，使调压器缓关断后再断电。
3.3.2温度传感器的选型
温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。在半导体技术的支持下，相继开发了半导体热电偶传感器、PN 结温度传感器和集成温度传感器。热电偶属于接触式温度测量仪表是工业生产中最常用的温度检测仪表之一。其特点为测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响，测量范围广，构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。热电偶是一种感温元件, 它能将温度信号转换成热电势信号, 通过与电气测量仪表的配合, 就能测量出被测的温度。热电偶测温的基本原理是热电效应。
标准化热电偶，按IEC 国际标准生产。热电偶的分度号有主要有S 、R 、B 、N 、K 、E 、J 、T 等几种。其中S 、R 、B 属于贵金属热电偶，N 、K 、E 、J 、T 属于廉价金属热电偶。
S 分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400℃，短期1600℃。在所有热电偶中，S 分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶；
R 分度号与S 分度号相比除热电动势大15%左右，其它性能几乎完全相同；
B 分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃，短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期
使用。
N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶；
K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000℃，短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛；
E分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度0-800℃；
J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃)，也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃)，并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工；
T分度号的特点是在所有廉价金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300℃以下的温度。
由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。冷端温度补偿器的型号应与热电偶的型号相符,并在规定温度范围内使用; 冷端温度补偿器与热电偶连接时极性不能接错; 根据补偿器的平衡点温度调整仪表起始点,使指针批示在平衡点温度; 具有自动补偿机构的显示仪表不安装补偿器;补偿器必须定期检查和检定。
根据说明，本课题将采用安徽天康生产的K型热电偶传感器RNG-430，测温范围0-800℃，适合高温高压场所的温度测量与控制。
3.3.3液压阀控制阀的选型
液压控制阀（简称液压阀）是液压系统中的控制元件，用来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向，从而使之满足各类执行元件不同动作的要求。液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类，相应地可由这些阀组成三种基本回路：方向控制回路、压力控制回路和调速回路。压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。按控制方式的不同，液压阀又可分为普通液压控制阀、伺服控制阀、比例控制阀。根据安装形式不同，液压阀还可分为管式、板式和插装式等若干种。
本课题中用到的液压控制阀包括能完成模具开/合、注射台进/退、顶杠顶出/复位电磁换向阀3个，注射杠注射的直通单向阀1个，油路压力控制的溢流阀1个。经过比较，决定对液压控制阀的选择如下： 24EO-B6H-T型二位四通换向阀3个，A-Ha10L
型单向阀1个，YF-L8H1-S型溢流阀。
3.3.4液压马达的选型
液压马达是指输出旋转运动的,将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
液压马达按其结构类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于500r／min的属于高速液压马达，额定转速低于500r／min的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大，所以又称为低速大转矩液压马达。
本课题中用到一个完成注射杠预塑动作的液压马达，经过比较，决定选用XHM2-150型液压马达。
3.3.5液压泵电机选型
油泵电机是注塑机的动力的来源，主要从选用的电动机的功率、工作电压、种类、型式及其保护电器考虑。
内容摘要 注塑机是集机、电、液于一体的典型系统，因具有能一次成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等优点，目前已成为塑料成型加工的主要设备。传统中小型注塑机电气部分大多采用继电器控制，随着电子技术的不断进步与发展，其缺点越来越显著的表现出来，其主要表现为线路复杂，继电器动作慢、寿命短，系统控制精度差，故障率高，维修难度大等。针对上述问题，此次毕业设计注塑机的控制系统采用PLC控制系统进行控制。通过编程把各种电气保护和传感信号作为输入，各动作工序作为输出。提高了系统的控制精度，可靠性好，且易于检修。 本文介绍了注塑机的机械结构和控制原理,其次分析了注塑机的基本控制要求和工艺流程，最后给出了PLC控制系统的硬件组成和软件设计方法。 关键词 注塑机;PLC;温度检测;步进控制
Abstract Now injection molding machine is a mechanical, electrical and fluid in one typical system, because of the complexity can be a molding products, less processing, and processing various types of plastics, etc., has become the plastic molding process major equipment. Traditional small and medium-sized electric injection molding machine used relays to control the most part, with the advances in electronic technology and development, its becoming more and more obvious shortcomings of the show, the main line performance for the complex, slow relay, short life expectancy, the system control poor accuracy, the high failure rate, maintenance, etc. is very difficult. In response to these problems, the graduate design of the control system of injection molding machine control system using PLC control. Through the programming to a variety of electrical protection and sensor signals as input, processes the output of the action. To improve the control of the system accuracy, reliability, and easy maintenance. This paper introduces the working principle of injection molding machine, then analyses the controlling system and technicality process, and finally given its PLC control system hardware and software design. Key words :injection molding machine；PLC；temperature test；stepping control
基于PLC实现注塑机的电气控制 【摘要】注塑机又名注射成型机或注射机，它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。本文旨在使用S7-200 PLC实现控制系统的电气控制，与传统的继电器控制相比，该控制方法具有可靠性高、快速、抗干扰强等优点，从而实现了注塑机生产的自动化。 【关键词】注塑机；S7-200 PLC；电气控制；自动化 1.引言 近年来汽车、建筑、家用电器、食品、医药等行业对注塑制品日益增长的需要，更推动了注射成型技术水平的发展和提高。从而线路复杂，继电器动作慢、寿命短，系统控制精度差，故障率高的传统采用继电器控制的注塑机被采用PLC 控制的系统代替。PLC控制系统可以很好的实现注塑机的各个动作，提高了系统的控制精度和自动化。 2.注塑机液压系统的工作原理及要求 注塑机是将粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将物料向前推进，因螺杆外装有电加热器，将物料熔化成黏液，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注塑机构开始将黏液高压快速注射到模具型腔中，经过一定时间的保压冷却后开模，把成型的塑料制品顶出，便完成了一个动作循环。 对液压系统要求为：合模运动要平稳，两片模具闭合时无冲击；模具闭合后，合模机构应维持闭合压力，以防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔；预塑进料时，螺杆转动，物料被推至螺杆前端，螺杆与注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定密度，注射机构必须有一定的后退阻力；系统应设有安全联锁装置以保证安全。 3.注塑机的液压系统动作控制过程 注塑机的一个工作过程要完成快速合模、慢速合模、增压锁模、注射座前进、注射、注射保压、减压放气、再增压、预塑进料、注射座后退、快速开模、慢速开模和系统卸荷。液压原如理图1。 图1中各执行元件的动作循环主要依靠行程开关、时间继电器和压力继电器切换电磁换向阀来实现，各电磁铁动作顺序如表1。 4.传统电气控制与PLC控制 传统电气控制系统主要是通过继电器来控制电磁铁的得电和失电，控制液压
成人高等教育 毕业论文课题：全自动注塑机的PLC控制 专业电气设备及其自动化
目录 目录………………………………………………………………………… 1 摘要…………………………………………………………………………… 2 Abstract (3) 0引言……………………………………………………………………… 4 1注塑机的机械结构及工作原理 (5) 1.1注塑机的机械结构 (5) 1.2工作原理 (5) 2注塑机的流程图、I/O分配及外部接线 (6) 2.1注塑机的流程图 (6) 2.2I/O分配图 (6) 2.3P L C的选型以及其外部接线图的设计 (7) 3 注塑机的PLC程序设计……………………………………………………
9 3.1相关知识 (9) 3.2程序 (9) 3.2.1 手动自动的选择程序……………………………………………… 10 3.2.2 注塑机自动运行的程序……………………………………………… 1 1 3.2.3 PLC手动控制注塑机运行程序……………………………………… 1 2 4 PLC的外围设备以及安全保护要求………………………………………… 1 3 4.1短路保护 (13) 4.2感性输入输出处理 (13) 4.3 PLC系统的接地要求………………………………………………… 1 3 绪论……………………………………………………………………… 1 4 致谢……………………………………………………………………… 1 5 参考文献……………………………………………………………………… 1 6
摘要 本文主要介绍以三菱FX2N-36MR的PLC（可编程控制器）来控制注塑机的运行的控制原理。从注塑机的原理、工作流程、工作方式、以及这种控制的优点来阐述这种全自动的PLC控制的注塑机是具有很大的优势来取代传统的继电器控制的注塑机的，这是因为这种新型的控制方式具有高精度、重复性好、生产周期短、且具有节约能源的优点。本文涉及了电气、机械、液压、冷却等方面的内容。 关键词三菱PLC，变频器，注塑机，液压 Abstract This paper introduces the Mitsubishi FX2N-36MR PLC (Programmable Logic Controller) to control the operation of the injection molding machine control from the injection molding machine, the work processes, work methods, and to illustrate the advantages of this control PLC control this automatic injection molding machine is a great advantage to replace the traditional relay control injection molding machine, it is because This new control method has high accuracy, good repeatability, short production cycle, and has the advantage of saving energy. This article relates to the electrical, mechanical, hydraulic, cooling and other aspects. Keywords：Mitsubishi PLC, inverter, injection molding machines,
目录 1 引言（主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目标） (02) 2 系统总体方案设计 (03) 2.1 系统变量定义及分配表 (03) 2.2 系统接线图设计 (04) 3 控制系统设计 (04) 3.1 控制程序流程图设计 (04) 3.2 控制程序设计思路 (06) 4 系统调试及结果分析 (06) 4.1 系统调试及解决的问题 (06) 4.2 结果分析 (07) 5 结束语（主要写取得的效果、创新点及设计意义） (07) 参考文献 6附录：带功能注释的源程序 (08)
1、引言 注塑机是一种专用的塑料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高的压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。 注塑机的工艺要求： 注塑机生产一个产品一般要经过闭模、合闸、稳压、整进、注射、保压、预塑、解压、开闸、起模、顶出产品等工序。这些动作的完成均由电磁阀控制液压回路来完成。 本实验的目的就是完成注塑机的两种工作方式：手动和自动循环的PLC控制。其自动循环时的工艺流程如图所示。从图中可以看出，注塑机的控制过程是顺序控制。它的工作是从闭模开始一步一步有条不紊进行的，每个工步执行指令使电磁阀动作，用行程开关和工艺过程时间来判断每一步是否完成，且只有当前一个工步完成后才能进入下一工步。也就是说，下一步的接通条件取决于上一步的逻辑结果以及附加在这一步上的条件。除了自动工作方式之外，为了方便设备的调整及单件产品生产，注塑机还设有手动工作方式。所谓手动，是为注塑机的每一个工步都设置一个按钮，当某个按钮按下时，机器就执行该按钮对应的工步动作。 注塑机自动循环状态的工艺流程图
设计任务书 一．课题名称：注塑机的PLC控制系统设计 二．概述 注塑机是一典型的顺序动作装置，由PLC对其实现控制是比较合适的。注塑机用于热塑料的成型加工，注塑机借助8个电磁阀YV1～YV8完成闭模、射台前进、注射、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等工序，其中注射和保压工序需要延时一定的时间。图1所示为注塑机工作流程图，例如在闭模工序，YV1、YV3带电。 图1 注塑机工作流程图 设计时，要考虑到如下几点： ①PLC及注塑机通电有指示。 ②在开模、闭模及原点时有指示灯表明其工作状态。 三．设计任务 1．根据题意，设计该PLC控制系统。 2．PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。 3．选择电器元件，编制元件目录表。
4．绘制梯形图。 5．用计算机绘制PLC控制电路图、电器元件布置图。 6．编写设计说明书及设计小结。 四．设计方案提示 1．系统提供的输入控制信号: 启动按钮，停止按钮，安全限位开关SQ1，闭模终止限位开关SQ2，射台前进终止 限位开关SQ3，加料限位开关SQ4，射台后退终止限位开关SQ5，开模终止限位开关SQ6，顶针前进终止限位开关SQ7，顶针后退终止限位开关SQ8。 2．系统需要输出的控制信号： PLC运行指示，开模指示，闭模指示，电磁阀YV1，电磁阀YV2，电磁阀YV3，电磁 阀YV4，电磁阀YV5，电磁阀YV6，电磁阀YV7，电磁阀YV8。 3．方案提示 ①本课题的工作流程为顺序控制，可用步进指令实现控制。 ②可用基本指令、移位指令及定时器指令组合完成该控制。 五．设计参考资料 [1]陈立定，吴玉香，苏开才．电气控制与可编程控制器．广州：华南理工大学出版社，2001 [2]杨长能，张兴毅编．可编程序控制器（PC）基础及应用.重庆：重庆大学出版社，1992 [3]金广业，李景学编．可编程序控制器原理与应用．北京：电子工业出版社，1991 [4]陆岛编．工业电脑的安装与使用．北京：印刷工业出版社，1994 [5]杨振兴，陈登顺．可编程序控制器原理和应用．长沙：中南工业大学出版社，1993 [6]吕景泉．可编程控制器技术教程．北京：高等教育出版社，2001 [7]胡学林．可编程控制器应用技术．北京：高等教育出版社，2001 [8]郁汉琪．机床电气及可编程序控制器实验、课程设计指导书．北京：高等教育出版社，2001 [9]《新编工厂电气设备手册》 [10]《工厂常用高低压电气设备手册》上下册 [11]《工厂常用高低压电气设备手册》增补本
注塑机的PLC控制 姓名吕东洋 班级机电131 学号 2013113042 指导教师马泽 机械电子工程专业 2016年5月11日
注塑机的PLC控制 摘要注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。但不论哪种形式的注，其发方向都必须向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言，塑化能力、注射压力等都有很大提高。 关键词注塑机ＰＬＣ自动控制技术技术参数
目录 第一章注塑机控制系统简介 (1) 1.1注塑机控制系统简介 (1) 1.1.1温度传感器简介 (2) 1.1.2本课题的主要内容 (3) 第二章注塑机控制系统的分析 (5) 2.1注塑机的机械结构 (5) 2.1.1注射部分 (5) 2.1.2合模部分 (6) 2.1.3液压系统 (6) 2.1.4控制系统 (7) 2.2注塑机工作原理 (7) 2.3注塑机控制系统的控制要求 (7) 2.3.1模具的开启与闭合 (8) 2.3.2注射座的整进与整退 (8) 2.3.3注料杆的射进 (8) 2.3.4预塑液压马达的动作 (8) 2.3.5顶杠的顶出与复位 (9) 2.3.6保模时间 (9) 2.3.7注塑料筒温度 (9) 第三章注塑机的PLC控制设计 (10) 3.1 PLC机型选择的原则 (10) 3.2PLC容量选择 (12) 3.2.1I/O模块的选择 (13) 3.3确定I/O点及选择PLC (16) 3.3.1可编程控制器控制系统I/O点数估计 (16) 3.3.2PLC的I/O分配表 (17) 3.4元器件的选型 (18) 3.4.1温度传感器的选型 (18) 3.4.2液压阀控制阀 (19) 3.4.3液压马达 (20) 3.4.4液压泵电机 (21) 3.4.5热继电器 (22) 3.4.6触摸屏 (23) 3.4.7中间继电器 (23) 3.4.8行程开关 (23)
引言 注塑机用于热塑料加工，是典型的顺序动作装置，它借助8个电磁阀YV1到YV8，完成闭模、射台前进、注射、保压、预塑，射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等操作工序，其中阻塞和保压工序需要一定的时间延迟。SIMATIC S7-300作为一种通用型的小型PLC 系统，它具有运算速度快、存储器容量大、功能强、可靠性高等优点， 被广泛运用于各种有自动化控制要求的场合。将其用于注塑机液压系统的自动控制实现或改造，失为一种既经济又切合实际的解决方案。 第一章 注塑机控制系统的分析 1.1 注塑机控制系统原理 注塑机是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态的注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。 注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。 跳转与循环是选择性分支的一种特殊形式。若满足某一转移条件，程序跳过几个状态往下继续执行，这是正向跳转；或程序返回上面某个状态再开始往下继续执行，这是逆向跳转，也就是本次工程用到的循环。注塑机控制系统的原理框图如图1
图1注塑机控制系统原理框图 第二章注塑机控制系统的硬件设计 2.1 确定I/O点及选择PLC 2.1.1可编程控制器控制系统I/O地址分配 根据塑料注塑成型生产工艺控制要求，其输入设备有8个行程开关、1个压力继电器；其执行器件共有YV1~YV8八个电磁阀。因此塑料注塑成型机的电气控制系统采用PLC控制需要有9个输入点，8个输出点，在设计过程中我们选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU221模块，其输入14点，输出10点，能满足控制要求。具体的I/O地址分配见表1，PLC控制系统的I/O接线图。 在确定了控制对象的控制任务和选择好PLC的机型后，即可安排输入、输出的配置，并对输入、输出进行地址编号。分配I/O地址时要注意以下问题： (1) 设备I/O地址尽可能连续；(2) 相邻设备I/O地址尽可能连续；(3) 输入/输出I/O地址分开；(4) 每一框架I/O地址不要全部占满，要留有一定的余量，便于系统扩展和工艺流程的改，但不宜保留太多，否则会增加系统成本； (5) 充分考虑控制柜与控制柜之间、框架与框架之间、模块与模块之间的信号联系，合理地安排I/O地址，减少它们之间的内部连线。 表1 S-300的控制开关的触点
课程设计说明书 课程名称：电气控制与PLC课程设计课题名称：注塑机的PLC控制 专业： 班级： 姓名： 学号： 设计地点： 指导老师：
设计起止时间：2015年6月24日至2016年6月28日 目录 引言 (1) 1课题研究的目的和意义 (2) 2概述 (2) 3、任务和要求 (2) 4、可选用器材 (2) 5、选用方案 (2) 6、设计方案 (4) 6.1、I/O地址表 (4) 6.2、I/O电气接口图 (5) 7、控制程序 (5) 7．1、SFC图 (6) 7.2、梯形图 (7) 7．3、指令语句表 (9) 8、调试 (11) 8.1、硬件调试 (11) 8.2、软件调试 (11)
8.3、调试结果分析 (11) 9、小结 (14) 参考文献 (14) 引言 我们在学习完机电传动控制这门课后.开始我们的课程设计.课程设计是对所学课程的知识的一个全面的应用.可以极提高我们对所学课程的掌握.在我们整个学习的过程中.也是一个非常重要的实践性学习环节.尤其在学习完机电传动控制理论知识时.仅仅了解工作原理和控制的指令系统是远远不够的。为最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求.就需要结合机电传动控制和应用技术的特点.进行初步的工程训练。 PLC即可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程. PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC存中的程序，进行入出信息变换实现控制。 PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC 则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。 随着科学技术的飞速发展，计算机控制也日趋成熟，同时也扩展到各个控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。
目录 题目：模具注塑机机械手控制电路设计 (1) 前言 (3) 引言 (3) 一、机械手的发展与应用现状 (3) 二、机械手的前景及方向 (5) 三、本课题的研究意义 (6) 第一章机械手硬件设计 (7) 一、机械手的总体设计 (7) 二、机械手的动作过程 (8) 三、主要部件及零件及要求 (8) 四、运动方式和工作过程 (8) 五、PLC控制方式 (8) 第二章电路设计 (9) 一、主线路 (9) 二、PLC控制及I/O分配 (9) 第三章软件设计 (12) 一、编程工具 (12) 二、梯形图如下 (13) 三、指语句令表 (15) 第四章整机调试 (18) 一、手动控制过程 (18) 二、自动运行控制过程 (18) 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)
题目：模具注塑机机械手控制电路设计 作者：王家欢 【摘要】 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。 机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式和机械式机械手。本文设计的机械手属于混合式机械手,它综合了电动式和气动式机械手的优点,既节省了行程开关和PLC的I/O 端口,又达到了简便操作和精确定位的目的。 【关键字】 气动机械手、注塑机机械手、机械手控制电路设计、PLC控制
电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC 基层教学单位：仪器科学与工程系指导教师：立国
说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科 目录 一、引言 (1) 二、注塑机工艺流程 (3) 1、注塑机控制过程 (3) 2、注塑机控制工艺及流程图 (5) 三、基于组态王的注塑机动画仿真 (9) 四、PLC控制系统设计 (10) 五、创新点 (15) 六、体会 (16) 附录一组态王程序 (17)
一、引言 随着经济全球化的蔓延，中国市场经济环境越来越好。中国塑料工业经过长期的发展已形成门类较多、品种齐全的工业体系,同钢材、水泥、木材等产业并驾齐驱成为基础材料产业。21世纪以来，塑料作为一种新型材料，中国塑料工业在很多领域取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近年增长速度一直保持在10%以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。但不论哪种形式的注，
高动态驱动概念下的注塑机 在竞争日益激烈的市场环境中，注塑机是否能适应注塑机制造商特殊的生产要求.当选择一台合适的注塑机时，考虑的标准不仅包括塑料零件尺寸，几何形状以及注塑机的大小，而且还要考虑塑料零件的质量和生产效率.注塑机概念驱动对注塑机在复杂的应用领域以及注塑机性能的选择产生了重要的影响。 基于注塑零件对品质特性的要求，处理器能满足注塑机的概念及其驱动的要求。然而，考虑到注塑机的大小，通过其概念思想的驱动观念用来测量能量密度，以确保最大限度的生产效率。一般来说，Netstal公司生产的所有的高能量的注塑机能满足各种各样的注塑成型零件的任何想法的要求，从而限制了现有的注塑机产品的种类.当从各种各样的注塑机当中选择一个最好的来供给生产时，Netstal公司生产的注塑机在这一方面显示出了独一无二的优势。 SynErgy 和ELION两家公司生产的系列注塑机凭借其自身的功能，标准，高效率的操作性能成为注塑机领域里注射周期较短的一流注塑设备的两家公司。它们有许多优势，包括平行运动能力，优良的性能的，高精度的测量精度，以及喷射造型性能.注射轴和测量轴都具有高动态的调节功能，可以极其精确的控制其注射速度和注塑压力的转换点.因此，我们能确保更高的注射速度和更短的制动距离来转换到保压阶段.此外，其高再现性机构适用于各种复杂的应用场合，此外，本机适用于多种复杂的应用，高重复性的状态。 SynErgy系列液压驱动注塑机一般有一个非常高的能量密度。从现代的观点来看，假定成本的差异和去运行同一空间的能力要求机器有很多不同的尺寸,机器必须确保最佳的驱动标准界线，这一标准就是我们所说的驱动边界。此外,液压系统的能量可以很容易的长时间的持续,特别是在喷射装置在保压压力和喷嘴压力上,为长期的需要液压系统压力提供保障。压力在注射压力的转换过程中，从压力的产生到注射压力的设置以及压力循环周期结束时压力的急剧下降，这些压力对塑料零件的质量来说是至关重要的。直到40000bar(1bar = 105Pa)的减压速度也是很常见,其速度可以通过控制可调高动态阀来实现。动态阀控制系统有效减速,所以这台机器体现出优秀的再现性。液压注塑模具型腔的机器,需要进行大量的高能量密度的产品生产才能真正的被得到关注。这是因为大部分3000kN的注塑机，在使用液压注塑机生产产品时得到快速注射高能量密度比较容易,在许多情况下作为一种高效的电液测量，就是我们所谓的驱动方案。因此,总能量消耗可以满足与现行标准和有效的生产体系的要求。 电动注塑机主要由于其优越的动态性能而留下了很深的印象,在其再生性的建立过程中显现的特别明显。在许多情况下,就可以较好地实现10倍于注塑机液压重量精度且能耗降低70%。电制动能量回收过程中,特别是在注塑成型周期,总能耗是一个重要的部分。和其他全电动注塑机相比，ELION系列注塑机表现的伸展到了极限:即制动能量在转换过程中直接进入了电容电路。这意味着没有制动能量转换成热能,但被储存在电容电路中。例如,当塑料进行模具开模过程中,制动电路所产生的能量可以用来转化为螺杆所需要的能量。因此,能量不是来自于供电网络,如此相应的减少功率的消耗。
机床电器与可编程控制技术 课程设计说明书 设计题目：注塑机PLC程序 设计者：吕东洋 指导教师：吴志东 齐齐哈尔大学机电工程学院机械电子工程专业 机电131班 2016年6月14日
机床电器与可编程控制技术课程设计任务书 适用专业：机械电子工程 设计题目：注塑机PLC程序 一、设计前提：掌握本课程所学知识 二、设计内容： 1.零件图 2 张 2.课程设计说明书１份 三、课程设计工作计划 第17周，周一、二：绘制零件图 第17周，周三、四、五：撰写课程设计说明书草稿 第18周，周一、二：修订并完善课程设计说明书 第18周，周三、四：制定最终版本 第18周，周五：进行课程设计总结 四、相关教材及参考书目： 1．《机床电器与可编程控制技术》李西兵、郭强主编，电子工业出版社； 2．《PLC原理及应用》李长久主编，机械工业出版社； 3．《机床电气控制技术》，齐占庆主编，机械工业出版社； 4.《电气控制与PLC原理及应用》，常文平编著，西安电子科技大学出版社
摘要 注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。但不论哪种形式的注，其发方向都必须向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言，塑化能力、注射压力等都有大提高。 关键词：注塑机;液压;塑化
PLC在注塑机控制系统中的应用 摘要 注射成型（注塑）是加工塑料制品的主要方法之一，这种方法能制得外形复杂、尺寸精确和带有金属嵌件的制品，对各种聚合物加工的适应性强，易于实现全自动化生产，因此在塑料机械中占有很大比重。因此，开展基于PLC的注塑机的控制研究。必将推动注塑生产的长足进步和繁荣发展，不仅为社会提供高质量产品，还可排除安全隐患、保障生命和财产、节约资源、保护环境，提供更加重要的无形的社会财富。本设计在分析注塑机的工艺流程的基础上，首先确定了总体设计方案，采用西门子S7-200中的CPU226 PLC对注塑机的控制系统进行设计。接着，在硬件设计中，统计并分配了I/O点，绘制出I/O接线图，设计了主电路和液压回路。最后，在软件设计中，通过学习使用西门子STEP7编程软件进行编程和调试。通过使用PLC对注塑机控制系统的改造，不仅能够达到原有的控制功能，而且还提高了控制系统的精度，方便维修。 关键词：注塑机，西门子S7-200，控制系统，仿真
Application of the jinjection molding machine control system of PLC ABSTRACT Injection molding processing plastic products ( injection ) is one of the main methods, this method can make the shape of complex, ruler.Inch precisely and with embedded metal parts products, for a variety of polymer processing adaptability, easy to realize automatic production, so in the plastic machinery occupies a large proportion of. Therefore, to carry out the injection molding machine based on PLC control research. Will promote the injection molding of the great progress and prosperity, not only for the community to provide high quality products, also can eliminate the hidden danger of safety, protect life and property, to save resources, protect environment, offer more important the incorporeal wealth of society.The design in the analysis of injection molding machine on the basis of technological process, first to determine the overall design plan, adopts Siemens S7-200CPU226PLC of the injection molding machine control system transformation. Then, in the hardware design, statistics and the distribution of I / O, I / O wiring diagram drawing, design of the main circuit and the hydraulic circuit. Finally, in the
电气工程学院《课程设计》任务书 课程名称：电气控制与PLC 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科
目录 一、引言 (1) 二、注塑机工艺流程 (3) 1、注塑机控制过程 (3) 2、注塑机控制工艺及流程图 (5) 三、基于组态王的注塑机动画仿真 (9) 四、PLC控制系统设计 (10) 五、创新点 (15) 六、体会 (16) 附录一组态王程序 (17)
一、引言 随着经济全球化的蔓延，中国市场经济环境越来越好。中国塑料工业经过长期的发展已形成门类较多、品种齐全的工业体系,同钢材、水泥、木材等产业并驾齐驱成为基础材料产业。21世纪以来，塑料作为一种新型材料，中国塑料工业在很多领域取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近年增长速度一直保持在10%以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。但不论哪种形式的注，其
发方向都必须向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言，塑化能力、注射压力等都有很大提高。90年代的注塑机正向节能、精密成型、超精密成型、低噪音和高级自动化方向发展。所谓节能是指注塑机要节省泵的动力，节约电力。精密成型是指生产制品尺寸精度的范围在0.01－0.001mm，超精密成型是在0.001－0.0001mm，微处理机在注塑机上的是注塑机的自动控制方面最重要的发展。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性，生产能力较高，并易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天，注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位，其生产总数占整个塑料成型设备的20%－30%，从而成为目前塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。
《可编程序控制器》课程论文题目：注塑机的PLC控制 班级：应电0922班 姓名： 学号：09472207 \
注塑机的PLC控制 一、概述 注塑机是一典型的顺序动作装置，由PLC对其实现控制是比较合适的。注塑机用于热塑料的成型加工，注塑机借助8个电磁阀YV1~YV2来完成闭模、射台前进、注塑、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等多道工序，其中注射和保压工序需要延时一定的时间。 二、设计任务和要求 1.按照工艺流程图要求，设计PLC控制注塑机的梯形图，并画出电气接口电路。 2.设计时，要考虑到如下几点： 1）PLC及注塑机通电有指示。 2）在开模、闭模及原点时有指示灯表明其工作状态。 三、设计方案提示 1.I/O地址 输入输出 X0 ：SB启动按钮 Y0 :电磁阀YV1 X1 ：SQ停止按钮 Y1 :电磁阀YV2 X2 ：行程开关SQ1 Y2 :电磁阀YV3 X3 ：闭模行程开关SQ2 Y3 :电磁阀YV4 X4 ：射台前进行程开关SQ3 Y4 :电磁阀YV5 X5 ：加料限位开关SQ4 Y5 :电磁阀YV6 X6 ：射台后退终止限位开关SQ5 Y6 :电磁阀YV7 X7 ：开模终止限位开关SQ6 Y7 :电磁阀YV8 X10: 顶端前进终止限位开关SQ7 Y10 ：PLC运行指示 X11：顶端后退终止限位开关SQ8 Y11 ：开模指示 Y12 ：闭模指示 四、可选用器材 PLC可选用三菱FX2N系列的FX2N-32MR-001 五、参考控制程序 1.参考梯形图
2.参考程序
六、参考控制程序简要说明 图2-1 如图2-1所示，当原点X001动作，按下启动按钮X000，线圈Y000、Y002就得电，Y000、Y002的常开触点使其自锁。Y001、Y007常闭触点实现互锁，当图2-2中线圈Y001、Y007得电后，这两个常闭触点断开，线圈Y000、Y002失电停转。X002常闭触点与图2-2中限位开关X002组成复合开关，也起互锁作用，双重保护电路。 电磁阀YV1、YV3得电将模子关闭。 图2-2 如图2-2所示，限位开关X002动作，线圈Y001、Y007得电自锁，Y002、Y006、X003常闭触点互锁保护电路。此时电磁阀YV2、YV8得电控制射台前进，
《电气控制技术》课程设计说明书注塑机的PLC控制系统设计 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名：刘科尧 指导教师：罗雪莲职称教授 专业：自动化 班级：自本1103 完成时间：2014年6月
摘要 继电器和单片机的注塑机控制系统的接线复杂、控制精度低、维修不便且缺乏柔性,基于PLC技术的控制方式可大大提高整机的综合性能。I/O选择上选择基本单元FX2N-48MR,该课题研究的是用于热塑料的成型加工的注塑机，将它的加工过程用PLC来控制。用8个电磁阀来控制模子关闭、控制台前进、注塑、保压、预塑、射台后退、开模、顶针动作等多道工序，并且运用行程开关使其构成一个完整的循环过程。并根据工艺流程图，设计出注塑机的动作流程图，再按照动作流程图写出注塑机的状态转移图，并依据状态转移图写出步进梯形图。 关键词：FX2N-48MR;注塑机；PLC自动控制技术
Abstract Wiring injection molding machine control system relay and a single chip of the complex, low control accuracy, inconvenient repair and lack of flexibility, control mode based on PLC technology can greatly improve the overall performance of the machine. I/O on the basic unit of FX2N-48MR, the research is used in injection molding machine molding thermoplastic, will process it used to control PLC. 8 solenoid valve to control the mold closing, console forward, injection molding, pressure, plasticizing, injection table back, open mold, thimble action and other processes, and the use of a travel switch to form a complete cycle.According to the process flow diagram, design action flowchart of injection molding machine, then in accordance with the operation flow chart to write injection molding machine state transition diagram, and based on the state transition diagram to write step ladder. Keywords: FX2N-48MR; injection molding machine; automatic control of PLC Technology
2012届毕业设计任务书 一、课题名称：XS-ZY-250型注塑机液压机系统PLC控制 二、指导老师：黄俊 三、设计内容与要求： 1、课题概述： XS-ZY-250A型注塑机中电磁换向阀应有较高的动作性，用可编程控制器设计液压系统的电气控制。液压卡盘、中心架、尾座能正常安全工作。液压泵、液压元件选择合理，控制系统简单可靠，保护措施完备，具有故障显示便于维修。 2、设计内容与要求： ①、具有足够的合模力 在注射过程中，常以40~150MPa的高压注入模腔。为了防止塑料制品产生溢边或脱模困难等现象发生，要求具有足够的合模力，为了减小合模缸的尺寸或降低压力，常用连杆扩力机构来实现合模与锁模。 ②开模、合模速度可调 由于即要考虑苏段空间以提高生产率，又要考虑合模过程中的缓冲要求以保证制品质量并避免产生冲击，所以在启、合模过程中，要求模缸具有慢、快、慢得速度变化。 ③注塑座可整体前进与后退 注塑座整体移由液压缸驱动，除保证在注塑是具有足够的推力，使喷嘴与模具浇口紧密接触外，还应按固定加料、前加料和后加料三种不同的预塑形式调节移动速度。为缩短空程时间，注塑座移动也具有速度调节的功能。 ④注塑的压力和速度可调节 根据原料、制品的几何形状和模具浇口的布局不同，在注射成型过程中要求对注射的压力和速度可调节。 ⑤可保压冷却 熔体注入型后，要保压冷却。当冷却凝固时应有收缩，在型腔内要补充熔体，否则会因充料不足而出现残品。因此，要求液压系统保压，并根据制品要求调节保压的压力值。 所以在考虑上述情况的同时，在出现压力过高、液压马达温度过高的报警与解除设置。幷且在注射部件的前后进行限位设置，在合模时要使用数字式压力显示器，当压力值到达要求后方能进行下一步骤的操作等要求。 四、设计参考书 《数控机床》机械工业出版社 《机床电气自动控制》化学工业出版社 《S7-300/400PLC应用技术》机械工业出版社 《三菱PLC应用技术》机械工业出版社 《现代数控机床伺服及检测技术》国防工业出版社 《液压传动与控制》西北工业大学出版社 《液压传动系统同设计》化学工业出版社 《电气传动控制系统设计指导》机械工业出版社 《机床电气线路图册》中国农业出版社 《工厂常用电气设备手册上、下册》中国电力出版社 五、设计说明内容 1、封面 2、目录 3、内容摘要(200-400字左右，中英文)