plc在注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)論文(已修改)

　

【正文】 目 錄引言 11 緒論 2 課題研究的目的和意義 2 相關(guān)技術(shù)概況 2 2 3 3 3 本課題的主要內(nèi)容 52 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的分析 5 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 5 6 6 6 6 注塑機(jī)控制系統(tǒng)原理 6 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求 7 7 7 7 7 8 8 83 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 8 PLC選型的方法 8 8 9 10 確定I/O點(diǎn)及選擇PLC 11 11 12 器件選型 12 12 15 16 16 17 17 18 18 18 18 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的接線圖 19 19 204 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 20 系統(tǒng)工藝流程圖 20 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 22 22 22 25 觸摸屏的畫面及程序設(shè)計(jì) 255 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施 26 概述 26 抗干擾措施 26 軟件設(shè)計(jì) 27謝 辭 28參考文獻(xiàn) 29附錄A 調(diào)功器整機(jī)接線圖 30附錄B PLC控制系統(tǒng)程序梯形圖 31附錄C PLC控制系統(tǒng)程序清單 35附錄D PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)軟元件功能表 38引言隨著經(jīng)濟(jì)全球化的蔓延，中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境越來(lái)越好。中國(guó)塑料工業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,已形成門類較多、品種齊全的工業(yè)體系,同鋼材、水泥、木材等產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)成為基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)。21世紀(jì)以來(lái)，塑料作為一種新型材料，中國(guó)塑料工業(yè)在很多領(lǐng)域取得了令世人矚目的成就，實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近幾年增長(zhǎng)速度一直保持在10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也有新的提高。塑料制品行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值總額在輕工19個(gè)主要行業(yè)中位居第三，%，高于輕工行業(yè)平均水平。從合成樹脂、塑料機(jī)械和塑料 制品生產(chǎn)來(lái)看，都顯示了中國(guó)塑料工業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。 注塑機(jī)是注塑成型的主設(shè)備，注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設(shè)備的進(jìn)一步完善和發(fā)展必將推動(dòng)注塑成型技術(shù)的進(jìn)步，為注塑制品的開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。在大型注塑的技術(shù)發(fā)展方面，合模系統(tǒng)采用全液壓式或液壓機(jī)械式，即曲軸連桿型式，兩者在市場(chǎng)上均有競(jìng)爭(zhēng)能力。但不論哪種形式的注，其發(fā)方向都必須向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修方向發(fā)展。近年來(lái)，中小型注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展非常迅速，就工藝參數(shù)而言，塑化能力、注射壓力等都有很大提高。有的發(fā)展成超高系列，其注射壓力已451Mpa（4600kgf/cm），在這種設(shè)備上模腔壓力可到98Mpa(1000kgf/cm)，使注塑制品的次品率幾乎為零，－。90年代的注塑機(jī)正向節(jié)能、精密成型、超精密成型、低噪音和高級(jí)自動(dòng)化方向發(fā)展。所謂節(jié)能是指注塑機(jī)要節(jié)省泵的動(dòng)力，節(jié)約電力。－，－，低噪音是指注機(jī)能在平穩(wěn)無(wú)撞擊和無(wú)振動(dòng)下工作，按規(guī)定在距離機(jī)器1m左右的地方揮發(fā)油的噪音應(yīng)低于70分貝。高級(jí)自動(dòng)化是指注塑機(jī)能遠(yuǎn)距離操作或無(wú)線操作，保證制品的精度、注塑工藝條件的穩(wěn)定性。另外，微處理機(jī)在注塑機(jī)上的是注塑機(jī)的自動(dòng)控制方面最重要的發(fā)展。注射成型工藝對(duì)各種塑料的加工具有良好的適應(yīng)性，生產(chǎn)能力較高，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個(gè)塑料成型設(shè)備的20%－30%，從而成為目前塑料機(jī)械中增長(zhǎng)最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。1 緒論 課題研究的目的和意義早期的注塑機(jī)由于當(dāng)時(shí)的條件或成本限制多用繼電器電路控制，其故障率高、維修周期短、設(shè)備工作效率低。隨著工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展和產(chǎn)品檔次的提高，現(xiàn)今注塑機(jī)多采用PLC（或?qū)Ｓ每刂破鳎┘尤藱C(jī)界面的控制系統(tǒng)，生產(chǎn)自動(dòng)化程度的大為提高，有利于降低工廠成本、促進(jìn)生產(chǎn)線的柔性化和集成化，有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 本課題致力于設(shè)計(jì)一套實(shí)用的PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)合交流調(diào)功溫度控制技術(shù)，并通過(guò)觸摸屏的顯示畫面來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中各種情況。PLC在注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用的意義在于：1）提高產(chǎn)品質(zhì)量。2）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，適當(dāng)降低操作技術(shù)水平。3）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少在制品數(shù)量，加速資金周轉(zhuǎn)。4）縮減生產(chǎn)面積，節(jié)約能源消耗，降低產(chǎn)品成本。 相關(guān)技術(shù)概況注塑機(jī)控制系統(tǒng)是整機(jī)的一個(gè)重要部分，其性能的優(yōu)劣對(duì)整機(jī)有著至關(guān)重要的影響，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC（可編程控制器）不僅用邏輯編程取代了硬接線邏輯，還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和處理的功能，真正成為一種計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置。PLC的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，所以在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，PLC在其自動(dòng)化設(shè)備中的比例占首位。近年來(lái)，我國(guó)的PLC技術(shù)也從初期的引進(jìn)、消化走向吸收和推廣應(yīng)用階段，并且在許多工業(yè)領(lǐng)域取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在以往國(guó)內(nèi)的注塑機(jī)控制系統(tǒng)中，主要存在三種控制類型：（1） 繼電器控制（2） 單片機(jī)控制（3） PLC控制在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，前兩種方法因其自身的局限性，多不采用。而多是采用PLC控制系統(tǒng)，這是一種工業(yè)控制機(jī)，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作可行性高，平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)，可在惡劣環(huán)境下正常工作，并可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。此外，PLC系統(tǒng)還可大大縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加快工作進(jìn)度。在本次設(shè)計(jì)中我們采用了可編程控制系統(tǒng)。 注塑機(jī)控制通常指的是電液控制，即由液壓和電氣控制部分組成。注塑機(jī)的控制系統(tǒng)是保證注塑機(jī)按工藝過(guò)程規(guī)定的要求（壓力、速度、溫度、時(shí)間等）和動(dòng)作程序，準(zhǔn)確有效地工作的控制系統(tǒng)。目前注塑機(jī)的發(fā)展主要集中在： （1） 提高制品尺寸精度和穩(wěn)定性 （2） 提高速度、縮短成型周期 （3） 生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和省力但所采用的技術(shù)手段，都離不開以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自控技術(shù)。因此，注塑機(jī)的控制成為目前注塑機(jī)發(fā)展中一個(gè)很重要的內(nèi)容，主要包括動(dòng)作程序控制（如開閉模、注射、保壓等）和過(guò)程程序控制（例如，注射過(guò)程的速度和壓力程序控制等）兩個(gè)方面。可編程控制器的英文為:Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC，是1種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。是在20世紀(jì)60年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國(guó)科學(xué)家首先研制成功的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，取代各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的繼電器控制系統(tǒng)。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)的。PLC（可編程序控制器）技術(shù)是研究自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛使用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)設(shè)備的原理、功能、編程和使用方法，是自動(dòng)化專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)性質(zhì)較強(qiáng)且與生產(chǎn)實(shí)踐緊密相聯(lián)的技術(shù)。傳感器技術(shù)是一項(xiàng)正在迅速發(fā)展的高新技術(shù)，它與通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)一起構(gòu)成了當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，已相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。本課題將用到可精確測(cè)量溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器準(zhǔn)確測(cè)量溫度并實(shí)施控制。熱電偶溫度傳感器屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x表是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度檢測(cè)儀表之一。其特點(diǎn)為測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響，測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢錸）。構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)信號(hào), 通過(guò)與電氣測(cè)量?jī)x表的配合, 就能測(cè)量出被測(cè)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是熱電效應(yīng)。在由兩種不同材料的導(dǎo)體 A 和 B 所組成的閉合回路中 , 當(dāng) A 和 B 的兩個(gè)接點(diǎn)處于不同溫度 T 和 To時(shí), 在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。導(dǎo)體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端叫工作端 ( 通常焊接在一起 )；溫度較低的一端叫自由端 ( 通常處于某個(gè)恒定的溫度下)。根據(jù)熱電勢(shì)與溫度函數(shù)關(guān)系。可制成熱電偶分度表。分度表是在自由端溫度 To=0℃ 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。 調(diào)功器是應(yīng)用晶閘管（又稱可控硅）及其觸發(fā)控制電路用于調(diào)整負(fù)載功率的盤裝功率調(diào)整單元。在電子設(shè)備中起重要作用的晶閘管（也稱可控硅，英文縮寫SCR）被廣泛用于各類生產(chǎn)部門，正在成為自動(dòng)化、高效化不可缺少的裝置。晶閘管交流調(diào)功器的主電路由三組反并聯(lián)的晶閘管或三個(gè)雙向晶閘管構(gòu)成，三條支路的6個(gè)端子可與外電路連接成不同的形式，圖11(a)為調(diào)功器與三相負(fù)載接成星型；，圖11(b)為調(diào)功器與三相負(fù)載接成三角型。調(diào)功器采用通斷式控制方式，各支路的晶閘管連續(xù)導(dǎo)通幾個(gè)周期后又持續(xù)截止一段時(shí)間。在晶閘管導(dǎo)通期間，負(fù)載電壓與電源電壓相同，晶閘管截止時(shí)各相負(fù)載電壓為0。通過(guò)晶閘管周期性地通斷可以調(diào)節(jié)負(fù)載的功率。設(shè)交流電源電壓的周期為T，晶閘管圖11 交流調(diào)功器的主電路的通斷周期為TC，其中共包含N個(gè)交流電周期，即TC=NT。在每個(gè)TC 中晶閘管有n個(gè)交流電周期為導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載得到的電壓有效值UO 為：在TC 一定的情況下，通過(guò)改變每工作周期中晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間對(duì)應(yīng)的交流電周期數(shù)n可以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的目的。晶閘管交流調(diào)功器采用過(guò)零觸發(fā)電路、周波數(shù)控制方式，輸出0～100%可調(diào)節(jié)的波形呈正弦波群的電壓和電流，使負(fù)載從電源吸取功率的平均值連續(xù)平滑可調(diào)。調(diào)功器避免了相位控制時(shí)缺角正弦波產(chǎn)生的無(wú)線電射頻干擾，使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)的瞬態(tài)浪涌電流和di/dt大為減小。它用于以鎳鉻或鐵鎳鋁等電阻材料為發(fā)熱元件的電加熱器的溫度自動(dòng)控制，它與PID溫度調(diào)節(jié)儀或計(jì)算機(jī)、溫度傳感器和電加熱器組成閉環(huán)溫控系統(tǒng)，溫控精度可達(dá)177。%～1%。　　在最新的溫度控制中晶閘管調(diào)功器的利用明顯的普及起來(lái)。主要用與工業(yè)電爐的加熱控制、大型風(fēng)機(jī)水泵軟啟動(dòng)節(jié)能運(yùn)行控制等。負(fù)載類型可以是三相阻性負(fù)載、三相感性負(fù)載及三相變壓器負(fù)載；三相負(fù)載可以是中心接地負(fù)載、中心不接地負(fù)載、內(nèi)三角形負(fù)載及外三角形負(fù)載。如：鹽浴爐、工頻感應(yīng)爐、淬火爐溫控；熱處理爐溫控；玻璃生產(chǎn)過(guò)程溫控；石油化工機(jī)械；電壓、電流、功率、燈光等無(wú)級(jí)平滑調(diào)節(jié)，恒壓恒流恒功率控制等領(lǐng)域。本課題將采用交流調(diào)功器對(duì)溫度進(jìn)行精確控制。 本課題的主要內(nèi)容注塑機(jī)是一種能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品的塑料生產(chǎn)設(shè)備，它是將粒狀或粉狀塑料加入機(jī)筒內(nèi)，并通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)和機(jī)筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后機(jī)器進(jìn)行合模和注射座前移，使噴嘴貼緊模具的澆口道，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進(jìn)，從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品，從而得到所需的成品。本課題的主要內(nèi)容是利用PLC完成注塑機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)注塑機(jī)的時(shí)序動(dòng)作、注射壓力以及料筒溫度進(jìn)行準(zhǔn)確控制,包括從進(jìn)料到成品的形成的整個(gè)過(guò)程。涉及注塑機(jī)的時(shí)序控制流程的分析，注塑機(jī)料筒的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體硬