注塑机的plc控制系统设计

本科毕业论文（设计）（题目：注塑机的PLC控制系统设计）姓名：刘宁学号：0942056220专业：自动化院系：电子通信工程学院指导老师：朱小利职称学历：助教／硕士完成时间：2013年5月教务处制安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文（设计）作者签名：日期：安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）I基于PLC的注塑机控制系统设计摘要注塑机又名注塑成型机或注射机，它是将热塑型材料或热固型材料利用成型模具制造出各种形状的塑料制品，它的种类有立式，卧式，全电式。注塑机能够加热塑料，对融化的塑料液体施加高压，使其射出而充满整个模具型腔。本论文首先分析注塑机的机件结构和控制要求，及工作原理。确定了注塑机控制系统的设计方案及思路，确定了PLC所有输入和输出接口的属性，并将所有的开关进行了分类和编号，从而确定了I/O的数量，根据这些进而确定了PLC的类型。根据注塑机的各个动作完成注塑机的工艺流程图，设计出完成这些流程的步进梯形图程序！并在实验平台加以验证这些程序的正确性！关键词：注塑机；控制系统；PLC；梯形图安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）IITheDesignofPLCControlSystemofInjectionMoldingMachineAbstractInjectionmoldingmachineandinjectionmoldingsmachinenameorinjectionmachine.Itisthethermoplastictypematerialorthermosettingtypematerialusemoldingnouldproducevariousshapesofplasticproducts.it’svarietyofvertical,horizontal，allelectrictype.injectionmoldingmachinecanheatingplastictomeltingplasticappliedpressure，Theinjectionandfullofthemoldcavity.Firstthepaperanalysisofinjectionmoldingmachinestructureandrequestofcontrol，andworkingprincipleofinjectionmoldingmachine，determinethecontrolsystemdesignschemeandideas.DetermineallPLCinputandoutputexcuseattributes.Andwillalloftheswitchareclassifiedandnumbers，todetermineI/Onumber.AccordingtothesewedeterminethePLCtype.Accordingtoeachinjectionmoldingmachinefinishtheinjectionprocessflowdiagram，designacompletetheseprocessofladderdiagramprogram.Andtheplatformtoverifythecorrectnessoftheprogram.KeyWords：InjectionMoldingMachine；ThecontrolOfSystem，PLC；TheStepladder安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）目录1绪论……..……………………………………….....……………….....11.1注塑机概述……………..………………………………..……....….11.2注塑机的发展趋势……………........................………………….....22PLC简介…………………………………………………...…….......…42.1PLC的发展…………….…………………………………………..…42.2PLC的特点………….……………………………………..……........42.3PLC的分类…………….…………………………………..……....…52.4PLC的应用领域……….……………………………………..………53注塑机的组成及工作的原理…………………………………............73.1注塑机的工作理………………………………………...………..…73.2注塑机的分类………………………………………...……………..83.3注塑机的组成………………………………………...……....…....113.3.1注射系统………………………………………...………….…....113.3.2合模系统………………………………………...………….…....123.3.3加热系统………………………………………...………….…....133.3.4液压系统………………………………………...……….……....133.3.5电气控制系统………………………………………...……….....134注塑机的硬件设计和PLC的选型………………………………......144.1注塑机的工艺要求分析…………………………………………...144.2确定PLC的输入输出点数及型号…………………………...........14安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）5注塑机的程序设计………………………………………......….…...195.1认识PLC的编程语言……….……………………………..….…...195.2程序设计方法的确定…………...……….……………………...…205.2.1顺序控制指令…………………………………...…………...…..205.2.2顺序控制继电器指令的限制…………………...…………....….215.2.3顺序控制继电器指令的格式………………..….…………....….215.2.4完成控制的程序指令…………..........………….………….....…226结论............…………………………….…......………..……….........27致谢.................………………………………...………………..........…28参考文献.............…………………………….....……...……….............29安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）111绪论1.1注塑机概述注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性材料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。传统的注塑机一般采用简单的开环控制，即按照预先设定值进行控制。在设备制造过程中，预先设定好参数值，例如锁模力、循环时间、温度等，由机器在生产过程中加以保持。例如模具温度可以通过控制加热流体的温度加以保持，塑化温度可以通过控制外在加热装置的功率保持一定。这种控制方式结构简单，然而抗干扰能力差，控制温度也比较低。目前，更多的注塑机采用的是闭环控制，即按照测量值与设定的值之间的偏差进行控制。闭环控制系统采用的是负反馈回路，其抗干扰能力比较强，在注射的速度、注射的压力、模腔的温度、模腔的压力熔体温度和油压等在生产的过程中因干扰而出现的偏差，那么机器则通过自适应控制系统对干扰进行自动的修正。这一控制方法抗干扰能力很强，控制精度比较高。更先进的控制方法是应用计算机进行控制，即构筑闭环实时计算机控制系统。它包括直接数字控制系统（DDC）、监督计算机控制系统（SCC）、分散控制系统（DCS）和多级控制等几种类型。用PCC组成注塑机的控制系统,以实现包括位置控制、速度控制、温度控制、故障控制和实时显示等注塑全过程的多种控制,可大大提高塑料制品的品质,有利于提高经济益。注塑机是塑料加工业中使用量最大的加工机械，不仅有大量的产品可用注塑机直接生产，而且还是组成注拉吹工艺的关键设备。中国已成为世界塑机台件生产的第一大国，促进中国注塑机设备制造业发展的原因在于：一是与国际著名企业进行合资及技术合作；二是中国企业逐渐适应了机械零部件的国际釆购方式，掌握了釆购渠道。同时，我国注塑机的生产还呈现出很强的区域特色，浙江的宁波和广东的东莞等地，已成为我国乃至全球重要的注塑机生产基地。安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）21.2注塑机的发展趋势微型化是各类注塑机今后的重要发展方向，有越来越多的市场需求，目前在电子、信息、电器、医疗、生物等部门已表现出明显的发展势头就是例证。目前虽然已有重量为万分之一克的注射制品成型加工技术装备，也已有直径为1mm的塑料管生产设备和3ml的中空吹塑机等，但是日本已提出开发重量为十万分之一克（1／100000g）的注射成型加工装备；微型注塑件在心脏手术中也大有用处，而用于替代人体血管的直径小于0.5mm的塑料管生产设备，已为一些国家在研发中。大型化也是今后注塑机的发展方向之一。目前，小轿车车身板生产用的8000kN合模力的注射机已开发出来，更大的注塑机也层出不穷。但是，工业用各种大型塑料制品的生产需求仍很明显，诸如小型快艇、运动艇的生产，10000L甚至更大容积的塑料储装容器等的生产都已有需求产生。积木式、多组份、液压伺服复合动力源也是注塑机发展的一个方向，长期以来注塑机的机型、功能、规格的单一和固定不变性已不能满足市场要求。客户由于生产的塑料制品要求经常变化和经营上有效投资的考虑，需要塑料机械工业能为其提供最大行程注射机、小注射量大合模力或大合模力小注射量的注射机、混料与注射联用的成型设备、附有特殊外围配套装置的注塑机、木材（或其它材料）与塑料共混注塑机，甚至用于加工具有半固态触变性能有色金属材料的注射机、积木式注射机等。各种各样的市场需求表现已越来越明显，这就需要注塑机厂家及时对市场作出最快的针对性响应。注塑机产品的个性化发展，必然反映为过去的成批生产甚至是大批量生产模式的淡化，同时促使注塑机产品模块化设计、技术集成、专业化生产、国际采购能力与水平的提高，这既要求注塑机厂家在技术人才、技术创新方面要具有雄厚的实力，也要求企业能在第一时间内准确把握客户的个性化需求。节能化的发展方向，随着世界各国在环保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益严格的要求，节能已经成为注塑机电液系统的研究重点，针对阀控电液系统有较大能量损失的不足，德、日等国发展了应用变量泵和电液比例阀结合的负载感应型的注塑机电液控制系统。为进一步降低能耗，减少噪音，最新一代的注塑安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3机是用转速可调的电动机驱动液压泵为动力源，在保压、冷却及空转工况保持很低转速，以达到节能、降噪的目的，其工作原理简述如下：利用注塑机同步信号及电气控制系统，根据注塑成型的工艺要求，将电液比例控制系统，模拟成负载跟踪控制系统，使油泵电机的转速与注塑机工作所需液压的流量与压力乘积成正比，将传统的定量泵改造成变频变量泵，从而使溢流阀的回油流量降到最小，无高压节流能量损失，进而将传统有高压节流的“耗能型”注塑机升级为无高压节流的“节能型”注塑机，节能型注塑机除了节能功能之主要特性外，依据其节能原理，还具有附加系列的优点，包括：减轻开、锁模冲击，延长机械和模具使用寿命；延长油路系统（密封组件等）使用寿命，减少维修次数、节省维护费用；降低噪音、改善工作环境；系统油温大幅降低，冷却用水量可节省30%以上；对电机具有过压、过流、缺相等多种