基于PLC的注塑机结构及控制系统设计

一绪论随着经济全球化的蔓延，越来越多的人开始注重中国的广阔市场。

由于近些年模具行业的迅速发展，中国的塑料行业也已经开始崛起。

塑料作为一种新型材料，中国塑料工业在很多的领域得到了广泛的应用，实现了历史性的飞跃。

注塑机是塑料成型的主要设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型的工艺有着十分密切的关系。

注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动整个注塑技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造良好的条件。

由于近期的全球化的经济震荡和国家劳动法的逐步完善，在节能、环保的环境下注塑机行业必须向着低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修的方向发展才能获得更大的经济效益。

近年来可编程控制器（简称PLC）以其高可靠性、高性能的特点，在注塑机的系统中得到了广泛的应用。

注塑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。

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、维修量大、设备工作效率低。

老式或废弃的注塑机长期搁置不用造成了严重的资源浪费。

利用PLC对老式注塑机进行改造便可以大大的提高系统的控制精度，提高可靠性，并且维修方便。

文章通过对注塑机结构的分析介绍，找出注塑机中易出现故障和能耗较高的部分，并进行分析。

同时文章对PLC的编程方法以及使用的方法进行简单介绍。

设计出一个完整的由PLC控制的注塑机系统，实现低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修的目标！二注塑机工作原理及工艺要求用PLC以及常用低压电器组成的自动控制系统，来完成注塑机的注塑生产工件的整个过程，并使系统达到工艺要求的性能指标。

电控系统与液压系统相结合，对注塑机的工艺程序进行精确而稳定的控制，能实现长时间工作。

1、注塑机成型原理注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料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。

基于PLC注塑机系统控制设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种特别设计用于自动化系统的电子装置。

它可以接收和处理输入信号，并根据预先编程的逻辑进行输出控制。

在工业生产中，其中一个常见的应用是注塑机系统控制。

注塑机是一种用于制造塑料制品的机器。

通过将熔化的塑料注入模具中，并经过一系列的冷却和固化过程，制造出各种各样的塑料制品。

PLC 可以对注塑机的运行进行监控和控制，提高生产效率和产品质量。

PLC控制注塑机系统设计的关键步骤如下：1.确定系统需求：首先需要确定系统的需求和操作要求。

这包括确定所需的注塑机容量、产品种类和规格、生产速度等。

2.选择PLC型号：根据系统需求选择合适的PLC型号。

PLC通常有不同的输入输出点数、处理速度和通信接口等性能参数可供选择。

选定PLC 后，还需要配置相应的输入输出模块和信号转换器等。

3.设计电路图和布线：根据系统需求和PLC选型设计电路图和布线方案。

这包括确定输入设备（如传感器和按钮）和输出设备（如电机和液压阀门）的位置和连接方式。

4.编写PLC程序：根据系统需求编写PLC程序。

程序包括输入信号的采集和处理、逻辑判断和计算、输出信号的控制和处理等。

还需要设定相关的定时器和计数器，以确保控制过程的准确性和稳定性。

5.联机调试和测试：在设计完成后，将PLC连接到注塑机系统，并进行联机调试和测试。

通过监控注塑机的运行状态和输出信号，对PLC程序进行调整和优化，直到达到系统要求。

6.系统运行和维护：当系统调试完成后，PLC开始正式工作。

定期检查PLC和相关设备的运行状态，进行必要的维护和保养，以确保系统的稳定性和可靠性。

注塑机系统的PLC控制设计需要考虑到多个因素，如安全性、可靠性、灵活性和性能要求。

PLC控制的优点包括快速响应、可编程性、可扩展性和可靠性高等。

通过PLC的控制，注塑机系统可以实现更加精确和高效的操作，提高生产效率和产品质量。

基于PLC的注塑机多段温度控制系统设计摘要：塑料制品由于成本低、理化性能稳定保温性能等优点，广泛应用于航空航天、医疗、医药包装、打印等高精度科技领域，在国民经济中占有极其重要的地位。

注塑机在熔融状态下加热塑料颗粒并将其注射到模具腔中加工各种形状的塑料制品使注塑机又称注塑机。

关键词：PLC；注塑机多段温度控制；系统设计；近年来，塑料工业不断增长同时，随着高分子合成材料的推广利用，充分节约社会资源，提高社会资产和自然资源配置的合理性在日常生活中对塑料制品的需求非常丰富，由于塑料制品和塑料材料来源丰富廉价，很好地促进了塑料工业特别是塑料机械的积极发展使塑料技术得到了提高。

一、注塑机的结构组成注塑机是一种压力、速度、通过铸造厂、流程、熔化塑料注入封闭模具腔的方法，在冷却后一段时间内，还能得到一些塑料模具。

铸造机主要由喷射器、附件、上层输出机制、加热系统和控制系统组成，这符合技术要求，是强大的综合电气机械设备。

一是注射机构喷射器机制的作用如下:在塑料前端、伺服马达或螺旋桨旋转、熔化塑料塑料的压力和速度，并确定将塑料熔化到空腔压模中。

与此同时，螺旋桨是由熔化塑料的反向动力驱动的，以实现测量过程。

注射的最后阶段，注射引擎，推动螺旋桨向前推进，以实现运动注射。

最后，注射器官应在注射时提供精确的压力和熔化速度，并要求精确测量。

喷射机制通常由汽缸、螺旋桨、测量机构、螺旋桨驱动等组成。

注入设备的结构和管理对产品质量具有关键影响，是注入器设备的关键组成部分。

二是拆卸装置。

连接器模板机制这部分提供可靠的短路和机动性静止。

因为在注射过程中，熔融腔仍然有一定的压力。

这要求盖章锁定机制,使混合模式的努力足以防止熔材料降压药由于新闻发布形式,导致产品,如飞机和拥挤。

可拆卸时尚机制主要由机动性模板,手肘,门安全阀模块,以此类推。

三是系统加热系统是一种机制，将塑料的固体颗粒熔化成有温度的流动塑料。

因为温度的变化会对塑料的性能产生巨大的影响，所以分离成多级系统来精确加热，控制鼓内的温度达到技术生产的要求。

基于PLC的XS-ZY250A注塑机控制系统设计摘要：为改善注塑机传统电气控制存在的局限性和不足，采用西门子S7-300型系列PLC对XS-ZY250A普通卧式注塑机控制系统进行改造。

阐述了PLC控制系统程序设计，给出了XS-ZY250A注塑机的PLC控制梯形图。

关键词：注塑机可编程控制器控制系统0 引言从50年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有50多年的历史。

目前在工程塑料业中，80％采用了注射成型，我国塑料机械2000年销售额达8.5万台，其中40％左右是注射成型机。

可见，注射成型已经成为塑料加工中主要的加工方法。

传统的注塑机电气控制系统，线路复杂，易出故障且维修麻烦。

可编程控制器(PLC)是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统。

具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等优点，而且编程简单、操作维护方便，可靠性较高，易于被一般的工程技术人员接受。

因此，PLC控制成为开关量控制注塑机最理想的选择。

本文采用西门子S7-300型系列PLC对XS-ZY250A普通卧式注塑机控制系统进行改造。

1 注塑机的工艺过程与操作方式注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机；按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压—机械（连杆）式；按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。

1.1 工艺过程注塑的工作过程可分为合模、注射座前移、注射、保压、预塑、防流延、注射座后退、启模、顶出杆前进（顶出塑件）、顶针后退等主要工序。

工艺流程如图1所示。

1.2 注塑机的操作方式目前注塑机常用的操作方式可分为调整、手动、半自动、自动4种。

实现注塑机动作程序的控制相对比较容易实现，因此，目前的重点在于发展过程控制。

2 PLC控制系统设计在进行PLC控制系统时，设计内容可能涉及诸多方面，但最基本最关键的是选择可编程控制器的机型和设计控制程序。

2.1 PLC的选型目前，国内外PLC生产厂家生产的PLC品种已达数百个，其性能各有特点，价格也不尽相同。

目录摘要 (Ⅰ)第一章注塑机简介 (1)1.1 注塑机的发展趋势 (1)1.2 注塑机的使用 (1)1.3 注塑机的工作过程 (2)第二章可编程控制器简介 (3)2.1 PLC的基本特点 (3)2.2 PLC机型及I/O点数的选择 (3)2.2.1 PLC机型的选择 (3)2.2.2 PLC的I/O点数的选择 (4)第三章 S-2Y-250A型注塑机的设计 (5)3.1 注塑机控制系统的主电路图 (5)3.2 XS-2Y-250A型注塑机工作流程 (6)3.2.1 PLC程序的顺序控制设计法 (6)3.2.2 顺序控制设计法的设计步骤 (7)3.3 注塑机控制系统的输入输出分配表 (8)3.4 注塑机控制系统的语句表 (10)3.5 注塑机控制系统的梯形图 (12)结束语 (18)参考文献 (19)摘要注塑机控制系统是注塑机整机的一个重要组成部分，其性能优劣对整机至关重要。

本论文主要阐述了XS-ZY-250A型注塑机的机电系统控制问题。

采用PLC来实现对注塑机各动作的控制。

确定了PLC输入和输出接口的属性，将注塑机的所有检测开关、限位开关、手动操作开关和主令开关等，进行确切地分类和编号，从而确定了I/O口的数量。

根据输入输出的数量、类型确定PLC的型号为西门子S7-200型。

软件设计方面，根据注塑机各个动作制出注塑机的工艺流程图。

根据此工艺流程图，设计出注塑机的动作流程图，根据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，实现注塑机动作程序控制，将模糊控制等先进控制理论应用到注塑机料筒温度控制中，并在注塑机全电气化方面作了一些有益的尝试。

关键词：注塑机；PLC；自动控制系统第一章注塑机简介1.1注塑机的发展趋势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。

目录摘要 (I)第一章注塑机控制系统的分析 (1)1.1 注塑机的机械结构 (1)1.2 注塑机控制系统原理 (1)第二章注塑机控制系统的硬件设计 (3)2.1 确定I/O点及选择PLC (3)2.2.1可编程控制器控制系统I/O地址分配 (3)2.2 注塑机控制系统的接线图 (4)2.2.1 注塑机控制系统的整体接线示意图 (4)2.2.2 注塑机控制系统的电气原理图 (4)2.3 注塑机控制系统的抗干扰措施 (5)第三章控制系统的软件设计 (6)3.1 系统工艺流程图 (6)3.2 系统的程序设计 (7)3.2.1 注塑机的温度控制 (7)3.2.2 注塑机的步序控制 (8)3.2.3 注塑机控制系统梯形图 (9)3.3 STEP7—Micro/WIN V4.0编程软件 (11)3.3.1 PLC注塑机控制系统的程序创建 (11)3.4 控制程序的调试与仿真 (12)3.4.1 程序调试 (12)3.4.2 系统仿真 (12)结束语 (15)参考文献 (16)摘要采用继电器和开关阀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。

本文选用SIMATICS7-200小型PLC 系统对注塑机的控制单元进行了通用化设计：包括系统的硬件接线和I/O分配；采用STEP7-Micro/WIN32软件平台进行编程,方式灵活、界面友好且调试方便。

关键词：控制系统；可编程控制器；塑料注塑成型机；起保停电路第一章注塑机控制系统的分析1.1 注塑机的机械结构注塑机示意图1-1所示：图1-1 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。

1.2 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、开关、监控显示装置和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。

应用PLC技术改造注塑机的控制系统PLC (可编程逻辑控制器) 技术是一种广泛应用于自动化控制系统中的技术。

在注塑机控制系统中应用PLC技术可以提高注塑机的性能和生产效率。

下面将介绍应用PLC技术改造注塑机控制系统的优势和步骤。

应用PLC技术可以提高注塑机的稳定性和精确性。

传统的注塑机控制系统使用开关、继电器和电气元件进行控制，容易引起电气干扰和控制误差。

而PLC技术可以通过逻辑程序控制，减少电气干扰，提高控制精确度，使注塑机的运行更加稳定和可靠。

应用PLC技术可以实现注塑机的自动化控制。

通过PLC编程，可以实现对注塑机的自动开启和关闭，自动调节注塑机的温度、压力和流量等参数，实现注塑机的自动化生产。

这不仅减少了人工操作的劳动强度，还提高了生产效率和产品质量。

PLC技术具有良好的扩展性和可编程性。

PLC控制器可以根据注塑机的不同需求进行编程，实现各种功能和操作模式的切换。

可以实现不同工艺的选择，不同型号产品的生产等。

这种灵活性和可编程性使得注塑机的应用范围更广，适应性更强。

第一步，进行控制系统的设计。

根据注塑机的工作原理和要求，确定需要控制的参数和功能，设计PLC控制程序。

第二步，选购适合的PLC控制器和相关的传感器和执行器。

根据注塑机的规模和要求，选购符合要求的PLC控制器和其他控制元件。

第三步，进行接线和布线工作。

根据PLC控制器和其他控制元件的接口要求，进行接线和布线工作，确保各个元件之间的正确连接。

第四步，进行PLC编程。

按照设计的控制程序，进行PLC编程工作，包括输入输出的定义、逻辑程序的编写和测试等。

第五步，进行系统调试和测试。

在完成PLC编程后，进行系统调试和测试，验证控制系统的功能和性能。

进行现场应用。

在完成调试和测试后，将改造好的控制系统安装到注塑机上，并进行现场应用。

在应用过程中，可以根据实际需求进行调整和优化，以达到最佳的控制效果。

应用PLC技术改造注塑机的控制系统可以提高注塑机的稳定性和精确性，实现注塑机的自动化控制，具有良好的扩展性和可编程性。

基于PLC的注塑机机器人控制系统设计发表时间：2020-12-03T12:30:49.340Z 来源：《科学与技术》2020年第21期作者：胡佩栋[导读] 应用PLC技术还能够在很大程度上减少工作运转的安全隐患，提高工作人员的生产安全性，该技术具备很高的实用意义以及未来发展前景，所以具备着很大的研究价值胡佩栋宁波弘讯科技股份有限公司浙江宁波 315000摘要：应用PLC技术还能够在很大程度上减少工作运转的安全隐患，提高工作人员的生产安全性，该技术具备很高的实用意义以及未来发展前景，所以具备着很大的研究价值，应用PLC技术改造注塑机的控制系统，也成了当前塑料生产行业的一项重点研究内容。

关键词：PLC；注塑机；控制系统前言塑料制品因具有成本低、物理化学性质稳定、绝缘性能好等优点，广泛应用在航空航天、医疗、药品包装、3D打印等高精端科技领域，在国民经济中占有极其重要的地位。

注塑机是将塑料颗粒加热成熔融状态，并注射到模具内腔中加工成形状不同的塑料制品，因此，注塑机又被称为注射成型机。

目前，大部分塑料制品均由注塑机加工生产，与吹塑成型机、塑料挤出机相比，注塑机的生产效率更高、生产周期更短。

可编程控制器（PLC）是一种进行数字运算操作的电子系统，主要应用于环境复杂的工业领域，如PLC被应用于各种生产机械以及自动控制领域。

1注塑工艺流程塑料颗粒从下料口进入到料筒中，由螺杆的旋转运动带动塑料颗粒不断向前运动，料筒外部加热电阻丝温度不断升高，熔融状态的塑料在料筒前部不断积累并将螺杆向后推送，经过测量系统可以计算出螺杆向后推送的距离，并由此距离推算出料筒前段累积的熔融塑料体积是否达到设定值，达到目标值后，螺杆停止运动。

液压系统接收到信号后将熔融塑料以一定速度和压力注射到模具内腔中，模具合模后将熔融塑料注塑成所需形状，冷却系统将塑料制品冷却后，模具打开，顶出机构将制品从模具内腔中顶出2PLC技术的自身特点以及优点分析首先，针对传统的注塑机运转流程中所存在的一系列弊端，应当及时地进行控制以及解决，才能够确保注塑机的正常运转，因为传统的注塑机所使用的控制器在价格上相对来说是比较低廉的，所以它的控制系统在内部结构上也并没有达到优化的状态，这种注塑机只是针对固定的机械生产方式来进行简单的塑料制造和生产，不能根据时代发展需求展开高精尖的产品生产，在硬件设置方面也存在着很多的问题，它的控制器十分的庞大，而且需要连接许多的线路设备来进行供电和控制，在操作起来十分的复杂和烦琐，而且在控制过程中很容易发生线路故障而引起重大的设备故障，降低了注塑机控制系统的安全性。

基于PLC的注塑机控制系统设计武汉工程大学毕业设计（论文）论文题目基于PLC的注塑机控制系统设计学号学生姓名专业班级11自动化02指导教师文小玲总评成绩2015 年 5 月15 日AbstractThe control system of injection molding machine is an important part of the whole machine, the pros and cons of the performance of the machine is essential. In this thesis, I determine the design and ideas of the control system of the injection molding machine firstly. According to the comparison with the single-chip control, the computer control and the relay contractor control, PLC is chosen to control the action of the injection molding machine. When the properties of the PLC input and output interface is determined, I classify and number the detection switch, limit switch, manually operated switch and master switch of the injection molding machine in order to determine the number of I/O put. Based on the number and types of input and output, we could determine the model of the PLC is the FX2N-MR. Then the design of the main circuit and the control circuit is completed. According to each action of the injection molding machine, the process flow diagram is worked out. Then the action flow diagram of the injection molding machine is completed according to the process flow diagram. At last, we could work out the state transition diagram according to the action flow diagram, and write down the stepladder in accordance with the state transition diagram.Keywords:Injection molding machine, Programmable logic controller, Control system, State transition diagram, stepladder目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................... I I 1．绪论1.1 课题研究的意义 (2)1.2 课题的主要内容 (3)2．注塑机控制系统的工艺过程2.1注塑机的结构 (4)2.2系统工艺各流程的要求 (5)2. 3系统工艺总流程图 (7)3．注塑机控制系统的总体设计3.1 系统总体设计 (8)3.2 系统硬件设计 (10)3.3 系统软件设计 (24)4. 课题总结 (34)致谢 (35)参考文献 (366)1 绪论1.1 课题研究的意义注塑机具有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特点，被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。