注塑机电气控制系统Word文档下载推荐.docx

1、比较机构一求浮于的指定与实际位置之差。放大机构一当测得信号与给定信号比较的误差信号不足以使执行元件动作时，都需要加放大元件，提高系统控制灵敏度。（5）执行元件直接驱动被控对象，改变被控量。为改善控制系统的动、静态性能，通常还加上校正装置。常采用方框图表示系统关联中各组成部件，只注部件名称或功能函数表达式，不国具体结构。按照信号传递方向，用有向线段依次连接，如图74所示。区放大器4电动机阀门M水池图7-4自动控制框图为了改善控制系统的动、静态性能，在系统中加上审联和并联校正装置，如 图7-5所示。执行组件改变被控对象的输出，虚线方框为控制器，简化的自动控 制框图如图7-6所示。图7-5自动控制框

2、图图7-6自动控制框图图中r（t） 一一系统指定输入（入量）；c（t） 一一系统被控制量（输出量）；b（t） 一一系统主反馈量与被控量成正比或呈某种函数关系的信号，其物理 量纲必需与指定输入相同。如此才能在比较点处进行加、减运算。e（t） 一一系统的偏差，等于指定输入与主反馈量之差，B|J： e（t） =r（t） b（t）。指定环节一一产生指定输入信号的组件，如电位器、旋转变压器等。控制器的输入是系统的偏差信号，经变换器运算后，产生所期望的控制信号 去控制被控对象。被控对象一一受控制器输出量的控制，输出是系统的被控量。反馈环节一一被控量转换为主反馈信号的装置，一般为检测组件。2.开、闭环控制（

3、1）开环控制如系统输出量不与指定输入相较较，系统的输出与输入量之间不存在反馈通 道，比种称开环控制，如图7-7所示。此控制系统结构简单、元器件少、本钱低、 系统容易稳固。山于不对被控量进行检测，当系统受干扰时，被控量一旦偏离原 有平衡状态，再没有消除这种偏差的功能限制了系统的应用。被控制量 c（t）给立输入 控制器 被控对象r（t） 图7-7开环控制系统框图图7-8示出一个开环直流调速系统。图7-8 （1）示出带有晶体管的调速系 统；图7-8 （2）示带有晶闸管的直流调速系统。图中6指定输入，经触发器和 晶闸管整流转变成直流电压G，提供给直流电动机，产生一个匕所要求的转速no 可是，当电动机的

4、负载、交流电网的电压和电动机的励磁有转变时，电机转速就 会转变，再也不维持G及其转速n。若是系统指定输入与被控量之间关系固定，内部参数及外部干扰动较小，则 开环控制也能取得满意效果。图7-8开环直流调速系统框图（2）闭环控制把系统被控制量反馈到输入端，并与指定输入相较较，此为闭环控制，由于 存在被控制量经反馈环节至比较点的反馈通道，乂称反馈控制，如上一节图7-4 和图7-6所示的系统均属闭环控制系统。特点是：持续地对被控量检测，把测得 值与指定作减法运算，求得的偏差信号经控制器的变换运算和放大器的放大，驱 动执行组件，使被控量依照指定输入的要求去转变。若是受内部和外部干扰信号 时，通过闭环控制

5、，能自动地消除或减弱干扰信号对被控制的影响，有抗扰动功 能，在控制工程中普遍地应用。（2）图7-9闭环直流调速系统框图图7-9示出的闭环框图，具有自动抗扰动的功能。例如，当电动机负载增大 时，流经电动机电枢中的电流增大，电枢电阻上的压降变大，电动机转速降低， 测速发电机的输出电压Ik减小，偏差电压Au增大，经放大器放大后，使触发 脉冲前移，晶闸管整流装置的输出电压增大，从而补偿了山于负载增大而造 成的电动机转速下降，使电动机转速大体维持不变，其调节进程，如图7-10所 示。Tl t Jf n I u% A u= （Us-ufn） t uz t Ud t -*n tuI fi t图7-10闭环直

6、流调节进程原理图3.自动控制系统的分类自动控制系统按分析和设计方式，分线性与非线性，时变与非时变系统；按 系统指定输入信号转变规律，分恒值与随动控制系统；依照系统内部传输信号的 性质，分持续与离散控制系统；按组成系统组件的特征，分机电、液压、气动控 制系统和生物控制系统等；按被控制量的名称，分温度、转速、张力控制系统等。（1） 线性与非线性控制系统若系统组件都具有线性特性，则称线性控制系统。系统输入与输出间的关系, 一般用微分方程、传递函数来描述，也可用状态空间表示式来表示。线性系统特 点是具有齐次性和适用叠加原理。若线性系统参数不随时刻而转变，称线性定常 系统，反之，称为线性时变系统。在控制

7、系统中，只要有一个组件有非线性特性，则称为非线性控制系统。非 线性系统一般不具有齐次性，也不适用叠加原理，输出响应和稳固性与初始状态 紧密关系。严格地说，绝对的线性控制系统（或组件）是不存在的，因为所有的物理系 统和组件在不同的程度上都具有非线性特性，为了简化对系统的分析和设计，在 必然的条件下，能够对某些非线性特性作线性化处置。如此，非线性系统就近似 为线性系统，能够用分析线性系统的理论和方式对它进行研究。工程上为了改善控制系统的性能，人为地引入某种非线性组件。例如为实现 最短时刻控制，采用开关型控制方式；在晶闸管整流装置的直流调速系统中，为 改善系统的动态特性限制电动机的最大电流，人们把速

8、度调节器和电流调节器设 计成饱和非线性的特性。（2） 恒值和随动控制系统恒值控制系统的指定输入为常量，要求被控量在任何扰动下能尽快地恢复或 接近到原有稳态值。前述液面控制系统和直流调速系统均属恒值控制系统。山于 这种系统能自动地消除或减弱各类扰动对被控量的影响，乂称自镇定系统。随动系统的指定输入是一个转变量，一般是随机的。要求系统被控量能快速、 准确地跟从指定输入信号而转变。持续与离散控制系统控制系统中各信号若是时刻t的持续函数，为持续控制系统，如前述的液面 控制系统。在控制系统中各部信号中只要有一个是时刻t的离散信号，即为离散控制系 统。所以，脉冲、数码都属离散信号，运算机控制系统就是离散控

9、制系统，如图7-11所示。图7-11运算机控制系统框图检测元件二、注塑机控制系统要求 检测元件0 1.电路基础知识 r电路即导电的回路，由电源、负载、连接导线、控制设备等组成，是供给电 能传输、分派、转换能量和电气信号的载体。（1） 电流 导体电荷的定向运动称为电流，单位为A （安培）。1A电流表示 Is内导体横截面流过1Q的电量。电流交流和直流。交流电流大小、方向随时刻 转变；直流电流大小、方向不随时刻转变。（2） 电压 电荷之流动由于有电位差，电位差即为电压。电压的单位为V （伏特）。（3） 电阻 电路中对电流有阻碍作用，造成能耗叫做电阻。电阻的单位为 Q （欧姆）。（4） 单位换算 电压

10、、电流服从欧姆定律。I=U / R式中 I电流U电压 R 电阻（5） 电源把其它形式的能转换成电能的装置称为电源，电源分直流与交 流电源。直流电流方向必然，如干电池或整流电源。交流电源流动方向随时刻而 改变。（6） 频率 交流电每秒钟的峰点或谷点的数量称为频率，单位为Hz （赫）, 我国电网频率（工频）为50Hz。（7） 电功率每秒钟电流做的功叫电功率。电功率与时刻乘积就电功。电 工也用马力作为电功率单位。1马力=735肌电功的单位用kW/h表示。电的计 量单位常称做度。电功率用千瓦表示，符号为kW。电气设备标称功率常采用kW。 lkW=马力。2.注塑机电控系统要求注塑机工作循环：按下自动键开

11、关1次安全门闭模（可选用中子进）快速-低压- 高压十座台进射出1, 2, 34段（5, 6段）-保压1, 2, 3, 4段（5段）射后座退（选用）十储前冷却（选用）一储前射退（选用）一储料1, 2段（3段）-宀射退一储后座退（选用）一油压安全门幵一冷却时自动安全门开 /T令后座退（选用L幵模（可选用中子退及吹气一慢亠快速二慢-脱模f若为 半自动开关安全门f注塑机液压系统控制框图，如图7-12所示。图7-12液圧系统控制框图注塑工艺对电控系统要求：（1） 抽、插芯动作必需依照必然的顺序平稳完成；（2） 动、定模板闭合时运动要平稳，不得有冲击，因此，其合模动作乂分 为：慢一一快一一慢合模、锁模；（

12、3） 注塑前，合模机构必需维持足够的合模压力，避免被注入模腔的塑料 从模缝中逃出；（4） 注塑后，注射器必需维持注射压力，避免充满模具型腔的塑料倒流；（5） 预塑螺杆转动，粒状塑料被推到螺杆前端，为使注射器中的塑料具有 必然密度，要求螺杆后退时必需有必然的阻力；（6） 为实现粒状塑料的塑化，必需使料筒维持必然的温度；（7） 控制系统必需提供适当的人机交互界面，保证生产人员能够调整和判 断机械的参数和工作情形；（8） 为方便人员的操作和保护，系统必需有必然的诊断功能；（9） 为保证安全生产，系统必需设有安全保护装置。三、注塑机电控系统组成1.概述电控系统是注射机的“神经中枢”系统，控制各类程序动

13、作，实现对时刻、 位置、压力、速度和转速等控制与调节，山各类继电器组件、电子组件、检测组 件及自动化仪表所组成。电控与液压系统相结合，对注射机的工艺程序进行精准 而稳固的控制与调节。电气部份有控制电箱包括主电机（马达）、电加热、工作进程控制装置和控 制电源、调模电路等。种类也多，如继电器控制、单板机控制、微电脑PC机控 制等等。电气部份作用是：驱动油泵电机供油；供给电加热电源并能自动控制温度； 供给调模电机电源，给进程控制工作电源。2.电控系统硕件组成（1） 检测系统电器：行程开关、接近开关、位移及速度传感器、光电开关、热电偶、压力传感器、 压力继电器、应力传感器（2） 执行系统电器：电磁阀线

14、圈、加热线圈、电动机、接触器、报警灯、蜂鸣器（3） 逻辑判断及指令形成系统电器：各类通用或专用控制器、显示器、继电器、按钮、拨吗开关、电源器（4） 其它电气系统主要电器：刀闸开关、空气开关、低压断路器、快速熔断器、变压器、导线、电阻、电 容、过渡电器、冷却风扇、电流表第二节 注塑机常常利用电器一、检测系统电器1.行程开关行程开关邙从位开关）是以机械动作发出控制指令的主令电器。用于控制运 动方向、行程或位置保护。符号：SQ （LS）图形：行程开关山操作机构、触头系统和外壳等组成，如图7-13所示。图7-13旋转式行程开关示图（1） 一单轮 （2） 一双轮行程开关在用于检测活动部件，如安全门等的当

15、前状态，并将限位信号传送 给控制器，以保护机械设备。2.接近开关接近开关（无触点行程开关）代替有触点行程开关完成行程控制和限位保护, 也可用于高频讣数、液面控制、检测零件尺寸、加工程序的自动衔接等，具有稳 固、靠得住、寿命长、定位重复、精度高、适应较恶劣的工作条件，在工业生产 方面到普遍应用。符号PRS图形 令PRS接近开关按工作原理，分高频震荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、 霍尔效应型等，其中高频震荡型最为常常利用。高频震荡型接近开关的电路山震荡器、晶体管放大器和输出器三部份组成。 大体工作原应当有金属物进入高频震荡器的线圈磁场（称感应头是）时，该物体 内部产生涡流损耗，使震荡回路电阻

16、增大，能耗增大，使震荡衰减至停止，开关 输出控制信号。图7-14示出晶体管接近开关原理图。开关的振荡器为电容三点式振荡器，Ill三极管必、振荡线圈L及电容G、G和G组成。振荡器的输出加到三极管W 的基极上，经叽放大及二极管V；、Vs整流，成为直流信号加至的基极，使呂图7-14高频震荡式接近开关的电器原理图当没有金属物时，三极管截止，也导通，V；截止开关无输出。当金属物幕 近开关感辨头时，山于在物体内产生涡流损耗，振荡回路等效电阻值增加，能耗 增加，振荡减弱到终止，V；、也整流电路无输出电压，则也截止，使匕导通，也 截止，V6导通并有信号输出。在注塑机电路中，接近开关和行程开关的用途相同。3.位

17、移传感器长线性电阻式位移传感器POS TP=原理：电阻型线位移传感器采接头输出 电缆输出用可变电阻分压原理，将线位移转换成传感器的电阻转变，并变成电 2 贡色压信号传送。-VVW7VW 0 1 （-） 俅色注塑机，利用模板、螺杆移动连接端的线位移检测对其运动速度和转速进行控制。4.光电开关同接近开关红外线光电开关（光电传感器）即光电接近开关，利用被检测物体对 红外光束的遮光或反射，山同步回路选通被检测物体的有无，按照检测方式，红 外线光电开关有：漫反射式光电开关、镜反射式光电开关、对射式光电开关、槽式光电开关、 光纤式光电开关等。用于注塑机移动部件的安全防护和制品落下检控。5.热电偶热电偶是温

18、度检测组件，长处：（1）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：（2）测量范围广，从-50+160CTC都可持续测量，特殊热电偶最低可测到 -269C （金铁银辂），最高可达+2800C （餌-铢）；（3）构造简单，利用方便。热电偶一般是曲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，用起来超级方便。图!6 -15热电偶工作原理图BT T/C将两种不同材料的导体或半导体A 和B焊接起来，组成一个闭合回路，如图7-15 所示。当导体A和B的两个执着点之间存在 温差时，由于热电效应，二者之间产生电动 势，在回路中形成电流。热电偶的一端将A、B两种导体焊在一路,

19、工作端置于温度为t的被测介质中，另一自由端在t。的恒定温度下。当工作端 的介质温度发生转变时，热电势随之发生转变，将热电势输入显示仪表指示、记 录，或送入微机进行处置，取得温度值。热电势值与热电极本身的长度和直径无关，只与热电极材料的成份及两头的 温度有关，因此，用不同的导体或半导体材料可做成各类用途的热电偶，知足不 同温度对象测量的需要。热电偶分标准与非标准热电偶，前者是指国家标准规定了热电势与温度的关 系和允许误差、有统一标准的热电偶及其配套的显示仪表。非标准化热电偶没有 标准化热电偶，和统一分度表，用于特殊场合测量。我国从1988年起，热电偶和热电阻全数按IEC国际标准生产，并指定S、B

20、、 E、K、R、J、T七种标准为我国统一设计型热电偶。如表7-1所列。注塑机的料筒温度、油温、模具热流道的温度控制，就需要用热电偶进行检 测再送入运算机中。表7T序 号分度号热电偶 名称热电偶 丝直径 （mm）等级偏差IiiIII温度范闌 c允许 偏差温度范闌 C1S钳佬iota1 C1. 5C（t-uoo） xr6001600土W6003”C6002B钳佬30-3C钳佬6硅W400 1.6-C3CC-200、0土 %t400%tJ铁-康铜-10750 15C或 （%t）-10、750土 255R钳佬13-159（t-1100）xr6E现珞康 铜-10、800土 1540 为 002. 5C或

21、（-20040土 25C .哑7T铜康铜-40、35005C或-10350 1 oc 或（土rc或二、执行系统电器执行机构有：电磁阀、气动阀加热线圈、电动机、接触器、报警灯、蜂鸣器 等。1.电磁阀线圈、气动阀SOL 管上通过电流会产生定向磁场，用于驱动各类功在螺线 能的电磁阀。2.加热线圈 符号：E HTR 图形：3.电动机 符号：M MTR 图形：（1） 交流异步电器直接启动特点1电动机自身允许全压起动。2生产机械能经受全压起动时的冲击转矩。3起动时电动机端电压波动符合要求。4电网容量足够大。长处是：方式简单、起动设备少、起动转矩大。缺点是：起动电流大，对机 械的冲击转矩大，起动时电压降较大

22、。（2） 交流异步电机启动的其它方式1三相电阻减压起动。2电抗器减压起动。3自耦变压器减压起动。4星三角减压起动。5软启动器启动6变频器启动（3） 交流异步电动机的星三角启动笼型异步电动机Y- 起动法，是起动时，电动机定子绕组先作Y联结， 待电动机转速升高到额定转速且正常运行时，将定子绕组改换成联结。起动时 每相定子绕组所经受的电压降低到电源电压的1/ V 3 ,起动的线电流为联 结直接起动时线电流的1/3 o能够有效地限制起动电流。但起动转矩也减小到 联结直接起动时的起动转矩的1/3。（4） 电动机噪音的原因：1机械磨擦（包括定子、转子扫膛）。2单相运行，可断电再合闸，如不能起动，则可能有一

23、相断电。3转动轴承缺油或损坏。4电动机接线错误。5绕线转子异步电动机转子线圈断路。6轴伸弯曲。7转子或传动带轮不平衡。8联轴器松动。9安装基础不平或有缺点（5） 电动机过热原因：1过载：使定子电流过大。2单相运行：电源断相或开关触点接触不良。3电源电压太低或接法错误（如误接成Y ）。4定子绕组接地或相间、匝间短路。5绕线转子线圈接线头松脱或笼型转子断条。6转子扫膛。7通风不顺畅。4.接触器K M图7-16接触器结构示图1 一来弧罩2触头压力弹簧片3 主触头4一反作用弹簧5线圈6静铁心8弹簧9 一动铁心10辅助常开触头11 一辅助常闭触头接触器是电气控制设备中的主要电器，如图7-16所示，能够完

24、成各 类自动的接通和断开，用小电流的控制电路去控制大电流的主电路，如电机的启 动及停止控制。交流接触器山电磁系统、触头系统、灭弧室等部份组成。常采用 双断点式触头和双E形铁心电磁系统。应按负载电流和电压来选择接触器，要综 合考虑电路所需要的辅助触点的组数。交流接触器的线圈电压是一重要参数。5.电磁机构电磁机构是电磁感测部份，是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作， 接通或分断电路，如图7-17所示。电磁机构山吸引线圈、铁心、衔铁等部份组成。磁路结构如图7-17所示，有三种型式：（1）衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图7-17 （1）所示。较普遍应用于 直流电器中。（2）衔铁沿轴转动的拍合铁心，

25、如图7-17 （2）所示。其铁心形状有E形 和U形两种、多用于触点容量大的交流电器中。（3）衔铁直线运动的双E型直动式铁心，如图7-17 （3）所示、多用于交 流接触器、继电器中。电磁式电器分直流、交流两大类，都是利用电磁铁的原理而制成。直流电磁 铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成，而交流电磁铁的铁心则用硅钢片叠钏而 成。按输入吸引线圈的电流种类有直流线圈和交流线圈。直流电磁铁，铁心不发 烧，只有线圈发烧，所以直流电磁铁的吸引线圈做成高而薄瘦高型，且不设线圈 骨架，线圈与铁心直接接触，易于散热；交流电磁铁，山于铁心存在磁滞和涡流 损耗，线圈和铁心都发烧，所以交流电磁铁吸引线圈设有骨架，使铁心与线圈隔按照交流电磁吸力公式可知, 有两个分量：一个是恒定分量尺, 其值