注塑机控制.docx

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注塑机控制

南京工程学院

课程设计说明书（论文）

题目

注塑机控制

课程名称

机电传动控制课程设计

院（系、部、中心）

机械工程学院

专业

机械设计制造及其自动化

班级

机制121

学生姓名

学号

设计地点

工程中心2-201

指导教师

设计起止时间：

2015年6月8日至2015年6月12日

前言……………………………………………………………………1

1课程设计应达到的目的及设计意义………………………………1

2注塑机的结构、生产工艺过程及控制要求………………………1

2.1注塑机结构注塑机结…………………………………………………………12.2注塑机生产工艺过程…………………………………………………22.3注塑机的控制要求……………………………………………………32.3.1注塑机工作方式要求………………………………………………32.3.2注塑机工作过程要求………………………………………………32.3.3注塑机控制系统元件配置与工作要求………………………………42.3.4注塑机安全稳定工作要求…………………………………………4

3．注塑机主电路设计及电气接口图绘制……………………………4

4．电器元件信号与PLC连接的通道分配……………………………6

5．流程图的绘制………………………………………………………7

6．梯形图的绘制及指令语句表的编写………………………………9

7．软件调试及调试结果分析…………………………………………15

7.1软件调试…………………………………………………………15

7.2调试结果分析……………………………………………………16

8．小结………………………………………………………………16

参考文献…………………………………………………………17

前言

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，用于其内部存储程序，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内存中的程序，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。

1．课程设计应达到的目的及设计意义

《机电传动控制》课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强《机电传动控制》课程所学习的知识，掌握课程知识实际应用的能力。

使学生能够运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法，并能综合已学知识，进行简单控制系统设计，PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力。

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。

2．注塑机的结构、生产工艺过程及控制要求

2.1注塑机结构

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。

注塑机由塑

模，注塑机构，移动机构等部分组成，并由液压系统驱动移动机构。

注塑机的设备如图1，由底座、塑模、开关模机构、产品出模机构、射料台机构组成。

所有运动部件采用行程开关检测是否到达预定位置，并发送控制工作状态转换的信号，系统

设备结构、行程开关布置以及部件运动循环图如图1所示。

图1注塑机结构与动力部件工作循环图

2.2注塑机生产工艺过程

注塑机的生产工艺过程如图2。

图2注塑机生产工艺过程

2.3注塑机的控制要求

2.3.1注塑机工作方式要求

①运动部件能够点动向前调整，以及不在原位时能够快速复位；

②运动部件能够分别实现自动循环过程；

③整机全自动工作循环加工工作；

2.3.2注塑机工作过程要求

①按下启动按钮，开关模机构带动下模移向上模完成闭模操作，由行程开关发出到位信号；

②注塑机构下移到位，并开始注入热塑材料，完成注料后停留1分钟，然后返回原位；

③开模机构快速开模，开模到位后，行程开关发出到位信号；

④出料机构前行到位，顶针顶出工件，停留2秒后。

快速返回原位；

2.3.3注塑机控制系统元件配置与工作要求

注塑机所有运动部件由液压系统驱动，液压站液压泵电动机为3KW，运动部件动作方向通过电磁阀控制。

自动循环工作时，所有工作状态切换由行程开关控制。

电气元件工作关系如表1所示。

表1电器元件工作关系表

工作状态

（工步）

开关模机构

注塑机构

出料机构

主令电器

YV1

YV2

YV3

YV4

YV5

YV6

YV7

闭模

＋

SB2

射台前进

＋

SQ2

注料

＋

＋

SQ4

停留

＋

SQ7

射台退回

＋

KT1

开模

＋

SQ3

顶针前行

＋

SQ1

顶针停留

＋

SQ6

顶针退回

＋

KT2

原位状态

－

－

－

－

－

－

－

SQ5

注：

加号，电器元件为得电状态，减号，电器元件为失电状态。

2.3.4注塑机安全稳定工作要求

①具有运动部件间安全工作的联锁功能；

②具有位置保护功能；

③电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能；

④具有应急操作功能；

⑤具有照明、指示灯辅助功能。

3．注塑机主电路设计及电气接口图绘制

注塑机电气控制系统主要由两个部分组成，即电动机驱动系统（主电路）和由PLC设备构成的控制部分。

系统电路图如图3所示。

图3.系统电路图

电气接口图如图4所示。

图4.电气接口图

4．电器元件信号与PLC连接的通道分配

电器元件信号与PLC通道分配的目的是为了每一个需要PLC处理的设备信号获得进入PLC的通道和存放信号状态的地址。

依据控制方案选定的三菱FX2N系列PLC产品，以及对设备信号分析结果，电器元件信号与PLC连接的通道分配如图5所示。

图5.通道分配表

5．流程图的绘制

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。

自动循环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。

状态转移图如图6所示。

6．梯形图的绘制及指令语句表的编写

将状态转移图输入三菱“GXdeveloper”软件中，转换成相应的梯形图如图7及指令语句表如图8所示

图7.梯形图

图8.指令语句表

7．软件调试及调试结果分析

7.1软件调试

在三菱“GXdeveloper”软件中按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器。

7.2调试结果分析

经调试，各部分程序均能成功执行：

主程序由简单的起保停电路构成； 

选择手动功能时，每按下某个步位的按钮（SB7~SB13）,就能执行该步的操作，比如按下SB1就能闭膜，再按下一次就可以停止，此时可以选择执行七步中的任意一步（七步即：

闭模、射台前进、注料、射台后退、开模、顶针前行、顶针退回），这样使得手动操作非常灵活，既可以顺序生产单件产品，对于生产过程中出现错误的工位还可以重新加工，又可以完成进入自动模式前的调整工作。

选择自动功能时，由于行程开关、压力传感器和定时器的作用，使得各步能够顺序循环执行。

8．小结

已解决问题：

①部件不在原位的快速复位；②运动部件的半自动循环；③每一步都可以实现急停；④照明、指示灯的安装等。

未解决问题：

①运动部件间的联锁；②越位保护功能。

经过一星期的努力，终于完成了本次课程设计。

在这个过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：

基本知识的掌握非常重要。

掌握基本的编程指令，明白常用的输入输出单元，是课程设计的前提，否则连设计方案都可能是错误的，编程更是无从谈起。

本学期学习了《机电传动控制》这门课，学习了PLC的一些相关知识，通过这次注塑机的PLC控制设计，使我对所学知识有了一次全面的运用，同时对PLC有了进一步的认识。

在注塑机中应用PLC之后，使系统的各项性能指标均有明显提高，充分体现了可靠、快速、灵活的控制特点，实现了以往难以做到的多种复杂控制和故障保护。

采用状态转移图方式进行编程，使系统程序设计变得简单、容易，大大的提高了控制系统的可靠性，也提高了编程员的工作效率。

总之，通过这次课程设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。

同时我也深刻的认识到了团队的重要，一个人的思想总是有很多疏漏，大家一起讨论研究就会将错误降到最低，效率也会大大提高。

参考文献

1.宋伯生.PLC编程实用指南.北京：

机械工业出版社，2007，2

2.洪志育.例说PLC.北京：

人民邮电出版社,2006,6

3.付家才，PLC实验与实践.北京：

高等教育出版社,2006,5

4.陈志新，宗学军.电器与PLC控制技术.北京：

北京大学出版社，中国林业出版社2006，8

5.海心.机电传动控制北京：

高等教育出版社,2007,11

6.胡健.西门子S7-300PLC应用教程.北京：

机械工业出版社.2007，3

7.汪小澄，袁立宏，张世荣.可编程序控制器运动控制技术.北京：

机

械工业出版社，2006，1