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          基于PLC實現(xiàn)注塑機的電氣控制

          作者: 時間:2016-12-05 來源:網(wǎng)絡 收藏
          1.引言

          近年來汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等行業(yè)對注塑制品日益增長的需要,更推動了注射成型技術水平的發(fā)展和提高。從而線路復雜,繼電器動作慢、壽命短,系統(tǒng)控制精度差,故障率高的傳統(tǒng)采用繼電器控制的注塑機被采用PLC控制的系統(tǒng)代替。PLC控制系統(tǒng)可以很好的實現(xiàn)注塑機的各個動作,提高了系統(tǒng)的控制精度和自動化。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201612/326312.htm

          2.注塑機液壓系統(tǒng)的工作原理及要求

          注塑機是將粒狀塑料通過料斗進入螺旋推進器中,螺桿轉動,將物料向前推進,因螺桿外裝有電加熱器,將物料熔化成黏液,在此之前,合模機構已將模具閉合,當物料在螺旋推進器前端形成一定壓力時,注塑機構開始將黏液高壓快速注射到模具型腔中,經(jīng)過一定時間的保壓冷卻后開模,把成型的塑料制品頂出,便完成了一個動作循環(huán)。

          對液壓系統(tǒng)要求為:合模運動要平穩(wěn),兩片模具閉合時無沖擊;模具閉合后,合模機構應維持閉合壓力,以防止注射時將模具沖開。注射后,注射機構應保持注射壓力,使塑料充滿型腔;預塑進料時,螺桿轉動,物料被推至螺桿前端,螺桿與注射機構一起向后退,為使螺桿前端的塑料有一定密度,注射機構必須有一定的后退阻力;系統(tǒng)應設有安全聯(lián)鎖裝置以保證安全。

          3.注塑機的液壓系統(tǒng)動作控制過程

          注塑機的一個工作過程要完成快速合模、慢速合模、增壓鎖模、注射座前進、注射、注射保壓、減壓放氣、再增壓、預塑進料、注射座后退、快速開模、慢速開模和系統(tǒng)卸荷。液壓原如理圖1.

          圖1中各執(zhí)行元件的動作循環(huán)主要依靠行程開關、時間繼電器和壓力繼電器切換電磁換向閥來實現(xiàn),各電磁鐵動作順序如表1.

          4.傳統(tǒng)電氣控制與PLC控制

          傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)主要是通過繼電器來控制電磁鐵的得電和失電,控制液壓系統(tǒng)中油液流通方向,從而實現(xiàn)注塑機的各種工況。由于傳動繼電器系統(tǒng)使用大量的繼電器,控制觸點多,且繼電器動作慢、壽命短,所以工作過程中存在控制精度差、故障率高、可靠性差、接線復雜、不便于檢修等缺點。PLC作為一種面向工業(yè)生產的應用型技術,與CAD/CAM、NC技術并稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱技術,被越來越多的人所熟悉和應用。PLC專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計,采用可編程序的存儲器,用以在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令,并通過數(shù)字或模擬的輸入、輸出接口控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微處理技術與傳統(tǒng)的繼電器接觸控制技術相結合的產物,它克服了繼電器接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差等缺點,而且采用了以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式,使程序編寫形象、直觀、方便易學,調試與查錯都很方便。

          5.基于PLC的電氣控制系統(tǒng)的設計

          PLC控制的注塑機控制系統(tǒng)的設計包含硬件設計與軟件設計兩部分。硬件設計主要是PLC的配置、選型、接線電纜以及輸入輸出端口的分配情況;軟件設計則是注塑機控制程序的編寫。

          5.1 硬件系統(tǒng)設計

          從原理圖中可以看出,各缸的行程開關共有7個和三個壓力繼電器。在實際控制過程中還要設置各種模式的開關,有啟動開關SB1、停止開關SB2、回原點模式開關SB3、手動模式開關SB4、單步模式開關SB5、單周期模式開關SB6、連續(xù)模式開關SB7,共17個輸入元件。輸出元件是各換向閥的電磁鐵,共10個。在滿足控制功能要求和輸入輸出點數(shù)要求的前提下,考慮到今后對系統(tǒng)的維護和擴充使用,要保留一定的裕量,因此我們選用西門子公司的S7-200系列的CPU 226型號的PLC.該型PLC具有24點輸入和16電輸出接口,能滿足注塑機控制系統(tǒng)的控制要求。根據(jù)注塑機輸入輸出點的個數(shù)畫出I/O口的分配情況,I/O口分配如表2所示。

          根據(jù)所選用的PLC型號以及I/O口的分配情況,畫出PLC外部的接線圖2.

          5.2 軟件的設計

          順序控制設計法將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段(步,Step),用編程元件(例如M)來代表各步。

          在任何一步內輸出量的狀態(tài)不變,相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。使系統(tǒng)由當前步進入下一步的信號稱為轉換條件。順序控制設計法用轉換條件控制代表各步的編程元件,讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化,然后用代表各步的編程元件去控制輸出。由于注塑機是一步一步的按步驟完成其工作過程的,因此我們采用順序控制設計法,根據(jù)注塑機的設計要求、工作原理和工作步驟,得到注塑機的工藝流程,設計出整個PLC控制系統(tǒng)的順序功能圖3.

          根據(jù)順序功能圖,采用所有PLC都具有的數(shù)量眾多的輔助繼電器,應用起保停電路的編程方法,即可得到與之相應的梯形圖,并進行仿真校驗。程序梯形圖如圖4.

          6.總結

          本文采用S7-200 PLC對注塑機電氣控制系統(tǒng)進行設計,使用起保停的編程方式進行編程,對注塑機的液壓系統(tǒng)進行控制。實踐表明,改進后的控制系統(tǒng)可靠性高,性能穩(wěn)定,操作方便,大大提高了注塑產品的質量和生產效率。



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