注塑机的PLC控制系统设计

1目录中文摘要..........................................................1英文摘要..........................................................21绪论...........................................................31.1塑料机械行业概述............................................31.2国内外注塑机的研究现状及发展趋势............................31.2.1国内外注塑机的研究现状.................................31.2.2注塑机的发展趋势.......................................52注塑机系统概述.................................................72.1注塑机的组成................................................72.1.1注塑机液压油路系统.....................................72.1.2注塑机合模系统.........................................72.1.3注塑机注射系统、射台移动系统...........................72.1.4注塑机电气控制系统.....................................82.1.5注塑机冷却系统.........................................82.1.6注塑机安全保护与监控系统...............................82.2注塑机的分类................................................82.2.1按注射单元形式分类.....................................82.2.2按注塑机的外形分类.....................................92.2.3按注塑机加工能力分类...................................93注塑机控制系统的设计方案和思路................................103.1注塑机控制系统设计的主要内容和工艺分析.....................103.2设计的思路和方案...........................................113.2.1传统注塑机控制系统设计................................113.2.2目前注塑机常用的控制系统设计..........................113.2.3常用的注塑机控制系统设计的比较及确定..................113.2.4设计内容..............................................134注塑机的PLC控制系统硬件设计..................................154.1输入输出点的继电器属性.....................................154.2PLC机型的选择..............................................164.3输入输出地址分配表.........................................174.4主电路的设计...............................................194.4.1电动机的启动控制......................................194.5控制电路的设计.............................................205注塑机的PLC控制系统软件设计..................................225.1注塑机的动作流程...........................................225.2程序设计...................................................255.2.1步进指令的简单介绍....................................2625.2.1状态转移图的设计......................................265.2.2步进梯形图的设计......................................326结论..........................................................35谢辞.............................................................36参考文献.........................................................371注塑机PLC控制系统设计摘要：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。本论文首先确定了注塑机控制系统的设计方案及思路，经过与单片机控制、微机控制、继电接触器控制等控制系统相比较，决定采用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FX2N-MR。完成了注塑机主电路和控制电路等硬件电路的设计。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。关键词：注塑机，控制系统，状态转移图，步进梯形图2ThedesignofPLCcontrolsystemofinjectionmoldingmachineAbstract：Thecontrolsystemofinjectionmoldingmachineisanimportantpartofthewholemachine,theprosandconsoftheperformanceofthemachineisessential.Inthisthesis,Ideterminethedesignandideasofthecontrolsystemoftheinjectionmoldingmachinefirstly.Accordingtothecomparisonwiththesingle-chipcontrol,thecomputercontrolandtherelaycontactorcontrol,PLCischosentocontroltheactionoftheinjectionmoldingmachine.WhenthepropertiesofthePLCinputandoutputinterfaceisdetermined,Iclassifyandnumberthedetectionswitch,limitswitch,manuallyoperatedswitchandmasterswitchoftheinjectionmoldingmachineinordertodeterminethenumberofI/Oput.Basedonthenumberandtypesofinputandoutput,wecoulddeterminethemodelofthePLCistheFX2N-MR.Thenthedesignofthemaincircuitandthecontrolcircuitiscompleted.Accordingtoeachactionoftheinjectionmoldingmachine,theprocessflowdiagramisworkedout.Thentheactionflowdiagramoftheinjectionmoldingmachineiscompletedaccordingtotheprocessflowdiagram.Atlast,wecouldworkoutthestatetransitiondiagramaccordingtotheactionflowdiagram,andwritedownthestepladderinaccordancewiththestatetransitiondiagram.Keywords:theinjectionmoldingmachine,controlsystem,thestatetransitiondiagram,thestepladder31绪论1.1塑料机械行业概述从20世纪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%的塑料制品采用了注射成型。近年来汽车、建筑、家用电器、食品、医药等行业对注塑制品日益增长的需要，更推动了注射成型技术水平的发展和提高。中国塑料机械2000年销售额在70亿元人民币左右，以台数记约为8.5万台，其中40%左右是注射成型机。从美国、日本、德国、意大利等主要生产国来看，注塑机的产量都在逐年增加，在塑料机械中占的比重最大。1.2国内外注塑机的研究现状及发展趋势1.2.1国内外注塑机的研究现状从注塑机问世起，锁模力在1000-5000kN、注射量在50-2000g的中小型注塑机占绝大多数。到了20世纪70年代后期，由于工程塑料的发展，特别是在汽车、船舶、宇航、机械以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注塑机得到了迅速发展。其中以美国最为明显，在1980年全美国约有140台10000kN以上锁模力的大型注塑机投入市场，到1985年增至500多台。日本名机注塑机公司成功地制造了当今世界最大的注塑机，其锁模力达到120000kN，注射量达到92000g[1]。20世纪80年代以来，CAD/CAE/CAPP/CAM计算机应用技术在注塑机制造业的广泛应用，促进了中国注塑机研发和制造水平的高速发展。中国一批国家级高新技术企业都相继引进美国EDS公司的UGS软件和PTC公司的计算机辅助设计和分析等软件，实现了三维立体参数化建模，机构运动仿真，对关键零件分析，对高应力区的应力分布、应力峰值、危险区域等进行准备的分析计算，帮助设计人员迅速地了解、评估和修改设计方案，保证了重要零件的结构合理性和可靠性；实施了CIMS工程，实现了生产计划、物料、成本等计算机集成管理；引进IMAN系统，实现了产品技术数据的创建和跟踪，产品结构和版本，产品属性和关联数据的查询以及信息传递等计算机集成管理。4目前，国外注塑机控制系统系透过多个微处理器分工，融合先进的硬件及软件技术而成。控制系统的设计，特别注重机器与操作者的沟通，使操作者更容易掌握及发挥机器的各项功能。多种语言显示功能，突破了语言障碍。此外，还配置了许多高级的控制功能。例如，塑料注射模腔过程专家系统、智能识别模腔塑料注射保压点切换、自动设定注射压力参数和注射速度参数、智能调校锁模参数等。例如，美国一家著名的注塑机公司CincinnatiMilacron，百余年来不论在机械制造技术、设计开发、研究发展方面，都走在世界前列，该公司制造的VISTA系列注塑机应用了航天工业的特殊技术材料、尖端控制系统及液压技术。又例如美国穆格公司研制的PC28注塑机控制系统和MOOG2000注塑机电脑控制系统