开题报告-基于PLC的塑料注射成型机控制系统的设计.docx

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附表A.1：

贵州大学明德学院本科生毕业论文（设计）开题报告表

论文（设计）名称

基于PLC的塑料注射成型机控制系统的设计

论文（设计）来源

教师选题

论文（设计）类型

设

指导教师

学生姓名

学号

班级

一、研究或设计的目的和意义：

早期的注型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注型机控制系统，结合交流调功温度控制技术来实现生产过程。

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。

二、研究或设计的国内外现状和发展趋势：

这几年来，我国塑机行业的技术进步十分显著，尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小，在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。

选择国产设备.以较小的投入，同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。

可以对注塑机实现控制的有PLC、单片机、继电接触器和微型计算机等。

PLC作为一种面向工业生产的应用型技术，与CADICAM、NC技术并成为现代工业的三大支柱技术，被越来越多的人所熟悉和应用。

PLC专为在工业现场应用而设计，采用可编程序的存储器.用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术运算等操作指令，并通过数字或模拟的输入、输出接口控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是微处理技术与传统的维电接触控制技术相结合的产物.它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可能性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员

的技能与习惯,特别是PLC的程序编程，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以维电器梯形图为基础的简单指令形式，使程序编制形象、直观、方便易学，调试与查错也都很方便。

用户在购买到所需的PLC后，只需按说明书的提示做少量的接线和简易的用户程序编制工作,就可以灵活方便地将PLC应用于生产实践。

与单片机控制相比较,PLC控制的优点在于:

PLC采用的梯形图类似于继电器线路图，编程简单易学，易于为广大电气工程技术人员所接受:

PLC更加适合于工业恶劣环境下使用，性能比较稳定，而单片机的工作环境要求更高一些。

注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的型机品种之一。

但主要指普通型注型机，在特大型、各种特殊、专用、精密注塑机的多数品种方面，有的产品尚属空白，这是与工业发达国家的主要差距。

三、主要研究或设计内容，需要解决的关健问题和思路：

1、主要研究或设计内容；

（1）根据注塑机控制系统的内容和要求，可作出注塑机的工艺流程图.确定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，以此来确定I/O口的数量。

根据注塑机输入输出的数量、类型确定选用的PLC型号。

（2）主电路部分的设计。

主电路部分是由电动机拖动液压泵，产生高压工作动力油。

本论文中采用星-三角降压启动方式，据此可设计出注型机主电路图。

（3）控制电路部分的设计。

控制电路设计中，根据输入输出的地址分配可得到PLC外部接线图。

（4）根据注型机的工艺流程图，先将注塑机的各个动作流程分为四个部分，分别根据工艺流程图制出各个部分的动作流程图.最后再将各个部分的动作流程图整合到一起，从而制定出注塑机的整个动作流程图。

（5）根据输入输出接口的地址分配表以及注塑机的动作流程图,分为四个部分分别设计出注塑机的状态转移图，最后整合得到整体的状态转移图。

根据各部分状态转移图分别制出对应的步进梯形图，最后整合得到完整的步进梯形图。

工艺分析:

注塑成型过程是将热塑性塑料或热固性塑料在加热机筒内经过加热、剪切、搅拌混合及挤压作用，使之均匀塑化（温度、组分均匀的熔融状态）塑化好的熔融物料在小孔径或控制封闭的喷嘴的阻挡作用下，集中在料筒的前端，然后借助于螺或柱塞施加的推力，经过喷嘴与模具的浇注系统进入闭合好的低温模腔内。

充满模腔的熔体在受压的作

用下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化成型，打开模具取出制品，在操作上完成一个成型周期，以后不断重复上述周期的生产过程。

按照习惯，把一个注塑成型工作循环称为注塑机的成型周期。

按时间先后顺序可以绘制成注塑机的工作过程循环图，又称注塑机工艺流程图。

如图3.1所示。

开启

图3.1注塑机工艺流程图

2、需要解决的关健问题，

（1）注塑机生产线控制系统的设计：

（2）设计控制系统的电气原理图并对电气元件设备选型；

（3）对PLC程序进行设计，绘制梯形图和I/O连接图；

（4）对整个控制系统进行组态设计。

3、思路：

（1）通过查阅图书馆以及网络查询相关资料，了解注塑机的发展历程，技术现状及其研究意

义：

（2）通过查阅资料，分析基于PLC的注型机控制系统的工作原理及控制过程原仓力（3）通过查阅资料与讨论，确定基于PLC注塑机控制系统的设计,并对其进行编程；

（4）通过总结，提出一些自己的观点。

四、完成毕业论文（设计）所必须具备的工作条件及解决的办法：

1、所必须具备的工作条件；

1）要正确掌握注犁机的机械结构和控制原理：

2）要正确掌握注塑机控制系统的控制要求：

3）要正确掌握注塑机的硬件设计及软件设计：

4）要正确掌握注塑机的温度控制：

5）要正确掌握PLC控制技术和电气设备的控制技术等课程知识。

2、解决的办法

1）查阅相关资料了解注型机生产线的控制原理,完成控制系统的电气原理设计：

2）完成PLC的程序设计及模拟调试；

3）完成整个系统的组态设计；

4）独立思考，完成相关问题的解决方法：

5）合理安排设计进程，有序有步骤的进行设计过程：

6）在这期间如果遇上实在解决不了的，可以向老师请教。

五、工作的主要阶段、进度与时间安排：

第1周：

提交开题报告。

第2周-第3周：

完成设计方案的确定任务。

完成硬件配置与设计。

第4周-第7周完成控制电路与程序的编写。

完成程序仿真与调试。

完成毕业设计初稿，按照老师的要求完成设计修改工作。

完成论文初稿，并进行修改。

第8周：

完成论文初稿的查重工作，论文的再次修改，指导老师审阅后再次修改。

第9周-第10周：

进行论文初评，论文修改，定稿准备答辩。

第11周：

准备答辩的PPT，毕业答辩。

六、阅读的主要参考文献及资料名称，

七、

1.电机与拖动[M].第4版.顾绳谷.机械工业出版社.2011

2.现代电器电气控制技术[M].曾令琴.机械工业出版社.2012

3.感测控制技术[M].孙传友.电子工业出版社.2006

4.电气控制与PLC[M].熊幸明.机械工业出版社.2016.7

5.可编程序控制器技术与应用[M].刘守操.机械工业出版社.2016.7

6.电力拖动运动控制系统[M】第2版.丁学文.机械工业出版社.2014

说明：

1、论文（设计）类型：

A-理论研究：

B一应用研究：

C-设计等：

2、论文（设计）来源：

指来源于科研项目、生产/社会实际、教帅选题或其他（学生自拟）等:

3、各项栏目空格不够.可自行扩大.

七、指导教师意见和建议：

课题符合本科毕业设计任务要求，学生对设计任务和要求有较为全面的掌握和了解，设计思路和设计步骤比较清晰，资料收集和相关的实验条件满足毕业设计条件。

学生通过努力可以完成该毕业设计任务，同意开题。

指导教师（签字）：

李崇华2021年3月5日