全自動注塑機(jī)的plc控制本科畢業(yè)

1、<p><b>　　成人高等教育</b></p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　課題： 全自動注塑機(jī)的PLC控制 </p><p>　　專 業(yè) 電氣設(shè)備及其自動化 </p><p><b>　　目

2、 錄</b></p><p>　　目錄 …………………………… …………………………………………… 1</p><p>　　摘要 …………………………………………………………………………… 2</p><p>　　Abstract ………… …………………………………………………………… 3</p><p&g

3、t;　　0引言 …………… ………………………………………………………… 4</p><p>　　1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理 …………………………………………… 5</p><p>　　1.1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) ……………………………………………………… 5</p><p>　　1.2 工作原理 ………………………………………………

4、………………… 5</p><p>　　2 注塑機(jī)的流程圖、I/O分配及外部接線 …………………………………… 6</p><p>　　2.1 注塑機(jī)的流程圖 ………………………………………………………… 6</p><p>　　2.2 I/O分配圖 ……………………………………………………………… 6</p><

5、p>　　2.3 PLC的選型以及其外部接線圖的設(shè)計(jì) …………………………………… 7</p><p>　　3 注塑機(jī)的PLC程序設(shè)計(jì) …………………………………………………… 9</p><p>　　3.1 相關(guān)知識…………………………………………………………………… 9</p><p>　　3.2 程序………………………………………………

6、………………………… 9</p><p>　　3.2.1 手動自動的選擇程序 ……………………………………………… 10</p><p>　　3.2.2 注塑機(jī)自動運(yùn)行的程序 ……………………………………………… 11</p><p>　　3.2.3 PLC手動控制注塑機(jī)運(yùn)行程序 ……………………………………… 12</p>

7、<p>　　4 PLC的外圍設(shè)備以及安全保護(hù)要求………………………………………… 13</p><p>　　4.1 短路保護(hù) …………………………………………………………………… 13</p><p>　　4.2 感性輸入輸出處理 ……………………………………………………… 13</p><p>　　4.3 PLC系統(tǒng)的接地要求 …

8、……………………………………………… 13</p><p>　　緒論 ……………………………………………………………………… 14</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………… 15</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………… 16 </p&g

9、t;<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要介紹以三菱FX2N-36MR的PLC（可編程控制器）來控制注塑機(jī)的運(yùn)行的控制原理。從注塑機(jī)的原理、工作流程、工作方式、以及這種控制的優(yōu)點(diǎn)來闡述這種全自動的PLC控制的注塑機(jī)是具有很大的優(yōu)勢來取代傳統(tǒng)的繼電器控制的注塑機(jī)的，這是因?yàn)檫@種新型的控制方式具有高精度、重復(fù)性好、生產(chǎn)周期短、且具有節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。本文涉及了

10、電氣、機(jī)械、液壓、冷卻等方面的內(nèi)容。</p><p>　　關(guān)鍵詞 三菱PLC，變頻器，注塑機(jī)，液壓</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper introduces the Mitsubishi FX2N-36MR PLC (Programmable Logic Controller) to

11、 control the operation of the injection molding machine control from the injection molding machine, the work processes, work methods, and to illustrate the advantages of this control PLC control this automatic injection

12、molding machine is a great advantage to replace the traditional relay control injection molding machine, it is because This new control method has high accuracy, good repeatability, short product</p><p>

13、;　　Keywords： Mitsubishi PLC, inverter, injection molding machines, hydraulic</p><p><b>　　0引言</b></p><p>　　注塑機(jī)根據(jù)注射成型工藝要求的機(jī)械，它的注塑流程分為合模、注射、保壓、塑化、頂出，完成一個周期，然后繼續(xù)下一個周期。傳統(tǒng)的注塑機(jī)的電氣控制系統(tǒng)是由接觸器，

14、時間繼電器，中間繼電器等來控制的，其控制精度不高，生產(chǎn)周期長，容易產(chǎn)生電氣故障，并且浪費(fèi)能源和材料。在產(chǎn)品競爭日益激烈的現(xiàn)代社會中，產(chǎn)品的價格競爭尤為重要，所以就必要使產(chǎn)品的成本降低。在這種背景下，傳統(tǒng)的注塑機(jī)由于種種缺點(diǎn)逐步被新型的PLC控制的注塑機(jī)所代替。</p><p>　　可編程程序控制器（PLC）是以微處理器為核心的通用工業(yè)自動化裝置，他是將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體，具有結(jié)構(gòu)簡

15、單、功能完善、性能穩(wěn)定、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便、性價比高等優(yōu)點(diǎn)。因此近年來在工業(yè)自動化控制方面應(yīng)用廣泛，逐步淘汰掉了好多傳統(tǒng)的繼電器控制線路，并且被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱之一。</p><p>　　在本文中主要介紹的就是注塑機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制的原理、注塑機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求、注塑機(jī)硬件的選擇以及軟件程序的編寫、以及各種傳感器的安裝盒調(diào)試，操作面板觸摸屏的設(shè)計(jì)運(yùn)用。</p><

16、;p>　　1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　1.1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)（如圖1-1所示）</p><p>　　圖1-1注塑機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　它的機(jī)械部分主要是由注塑部件、鎖模部件、機(jī)身、液壓系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、加料裝置等組成。</p><p><b>　　1.2 工作原理<

17、;/b></p><p>　　它的每一個周期主要包括定量加料—熔融塑化—施壓注射—沖模冷卻—啟模取件。取件之后再進(jìn)行下一個周期。</p><p>　?。?）鎖合模：模板快速的接近定模板（慢—快—慢），只有在無異物的情況下，系統(tǒng)里面就會轉(zhuǎn)為高壓，將模板鎖合保持油缸里面的壓力。 </p

18、><p>　　（2）射臺前移到位：注塑機(jī)的噴嘴移動到模板的注射區(qū)域準(zhǔn)備注射。 </p><p>　?。?）注塑：螺桿以多段速、壓力、行程將融化的塑料液體注射到模板里面。 </p><p>

19、;　?。?）冷卻和保壓：設(shè)定多種壓力和時間段，對模板里面的液體進(jìn)行冷卻成型處理。 </p><p>　　（5）冷卻和預(yù)塑：模板里面的塑料繼續(xù)冷卻，同時液力馬達(dá)驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料粒子往前推，螺桿在設(shè)定的背壓控制下后退，當(dāng)螺桿后退到預(yù)定 ，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，注射缸設(shè)定松退，預(yù)料結(jié)束。</p><p>　?。?）射臺后

20、退：預(yù)塑結(jié)束后射臺推后到指定的位置。</p><p>　　（7）開模：模板退后到原位，等待下一個周期。</p><p>　?。?）頂出：模板里面的頂針將注塑完成的工件頂出來。</p><p>　　2 注塑機(jī)的流程圖、I/O分配及外部接線</p><p>　　2.1 注塑機(jī)的工作流程圖</p><p>　　根據(jù)注塑機(jī)的

21、自動控制要求，可以畫出注塑機(jī)的PLC控制流程圖，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3注塑機(jī)的PLC控制流程圖 </p><p>　　2.2 I/O分配圖</p><p>　　根據(jù)前面流程分析可知：輸入信號有啟動信號、三個到位傳感器、以及每種動作的手動按鈕。輸出按鈕有鎖閉模繼電器、射臺前后移繼電器、注塑的電磁閥、冷卻預(yù)塑保壓裝置、以及射臺前后移的變頻

22、器上面的五個輸入點(diǎn)。I/O地址如圖3-1，3-2所示。</p><p>　　輸入I/O分配表圖3-1</p><p>　　輸出I/O分配圖3-2

23、

24、 </p><p>　　2.3 PLC的選型以及其外部接線圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　選擇PLC包括

25、選擇PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源的選擇：</p><p>　?。?）選擇機(jī)型就是要在滿足其功能要求并且保證它的工作可靠、維護(hù)方便、最優(yōu)的性價比。</p><p>　　(2)容量包括I/O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲量兩個方面。I/O點(diǎn)數(shù)主要是根據(jù)被控對象輸入輸出信號的實(shí)際需要再加上一些備用點(diǎn)數(shù)來確定的。</p><p>　　(3)I/O模塊的價格一般占PLC價格的一半以上

26、。不同的I/O模塊、其電路及功能也不同，直接影響PLC的應(yīng)用范圍和價格。開關(guān)量輸入輸出模塊的選擇主要是根據(jù)輸入/輸出信號類型、電壓等級及接線方式進(jìn)行選擇。</p><p>　　(4)電源模塊、編程器及其他外設(shè)的選擇。</p><p>　　綜上所述并且結(jié)合實(shí)際，可以確定選擇的型號是三菱FX2N-36MR。</p><p><b>　　接線圖如下圖所示：<

27、;/b></p><p>　　注塑機(jī)PLC外部接線圖 圖3-4</p><p>　　3 注塑機(jī)的PLC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 相關(guān)知識</b></p><p>　　3.1.1 SET RST 指令的應(yīng)用</p><p>　　SET 置位指令，主要是輸出信號強(qiáng)制為ON,

28、可以置位Y、M、S、T、C.</p><p>　　RST 復(fù)位指令，主要是使輸出信號強(qiáng)制為OFF,可以復(fù)位Y、M、S、T、C.也可以將字元件D、V和Z清零。</p><p>　　3.1.2 傳送與比較指令的應(yīng)用</p><p>　　注塑機(jī)主要涉及的就是順序控制，在順序控制里面設(shè)計(jì)最多的就是傳送和比較指令，MOVE指令可以把一個數(shù)傳輸?shù)揭粋€寄存器里面：MOVE K1

29、D0，然后就可以通過比較指令將比較好的結(jié)果輸出，[ = D0 K0]。這樣子就可以保證每次的輸出不會沖突，而且可以再出現(xiàn)問題的時候很快的找到原因</p><p>　　3.1.3、傳感器作為輸入信號的應(yīng)用</p><p>　　傳感器是一種檢測信號，通過各自不同的方式去采集感受到的信號，在本論文所使用的傳感器都是用來檢測位置并且只有開關(guān)兩種狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)到位后的一個檢測。檢測到了之后就可以作為輸

30、入信號傳到PLC中實(shí)現(xiàn)自動控制。</p><p><b>　　3.2 程序</b></p><p>　　3.2.1 手動自動的選擇程序</p><p>　　手動自動的選擇是通過MC 指令來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)按下手動調(diào)節(jié)按鈕的時候中間繼電器M101就會強(qiáng)制得電，這樣程序就只可以執(zhí)行MC N1 M1到MCR N1之間的程序。而其他的程序就不會執(zhí)行。從而保證

31、了在手動操作的時候不會引起其他程序的執(zhí)行。如果想要使這段程序結(jié)束，就只需要斷開M101即可。在自動的時候原理是和手動是一樣的。但是必須保證M101和M100之間的連鎖。如果沒有連鎖的話，兩段程序都在執(zhí)行的話。就會使程序錯亂，就可能造成一定的事故，所以這個 連鎖是很必要的。</p><p>　　3.2.2 注塑機(jī)自動運(yùn)行的程序</p><p>　　PLC自動控制注塑機(jī)示意圖</p>

32、;<p>　　如圖所示，當(dāng)自動啟動按鈕X0為ON時十進(jìn)制數(shù)“1”傳到了“D0”里面，在PLC執(zhí)行了這一步程序之后，它的寄存器里面就變成“1”。這樣程序就會執(zhí)行下一步了，即[ = K1 D0 ]這一步的程序，這樣就可以使注塑機(jī)完成了鎖模動作。當(dāng)鎖模到位傳感器X1為ON時，就會把“2”傳到了“D0”里面。這樣之后就會從[ = K1 D0 ]這條程序轉(zhuǎn)移到了[ = K2 D0 ]這條程序并且把上一條程序斷開來，

33、而這條程序所完成的就是使注塑機(jī)的射臺前移。在下面的各個步驟里面都是重復(fù)這種工作方式來依次實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)的各個工序的。</p><p>　　3.2.3 PLC手動控制注塑機(jī)運(yùn)行程序</p><p>　　PLC手動控制注塑機(jī)示意圖</p><p>　　如上圖所示的就是手動控制注塑機(jī)的PLC程序，首先當(dāng)X13為ON時該條程序就開始執(zhí)行，并且通過連鎖把自動工作的程序給關(guān)斷。這樣

34、之后就可以安全的進(jìn)行手動操作了，可以看出，手動操作時的所有動作都是點(diǎn)動控制調(diào)節(jié)的，例如：當(dāng)X5為ON時，控制鎖模的Y0就也為ON，這時候注塑機(jī)就開始執(zhí)行鎖模動作了，當(dāng)操作者的手松開按鈕的時候，X5就為OFF，這時候Y0也為OFF，所以注塑機(jī)就停止鎖模動作了。在下面的所有動作里，PLC都是這樣子控制注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)手動電動控制的。</p><p>　　4、PLC的外圍設(shè)備以及安全保護(hù)要求</p><p

35、><b>　　4.1 短路保護(hù)</b></p><p>　　當(dāng)PLC的輸出控的負(fù)載短路時，為了避免PLC內(nèi)部輸出原件的損壞，應(yīng)該在PLC 輸出回路里面加裝熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。</p><p>　　4.2 感性輸入輸出處理</p><p>　　由于輸出是電動機(jī)，也就是說是感性原件。所以就要在它的兩端并聯(lián)阻容電路，從而抑制電路斷開時產(chǎn)生的電

36、弧對PLC內(nèi)部輸入、輸出原件的影響，電阻值取120歐；電容值取0.47微法，電容的電壓應(yīng)該大于電源的峰值電壓；續(xù)流二極管可以選用額定電流為1A、額定電壓應(yīng)該大于電源電壓的3倍。</p><p>　　4.3 PLC系統(tǒng)的接地要求</p><p>　　良好的接地是PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。PLC一般單獨(dú)接地，與其他設(shè)備分別使用各自的接地裝置，也可以采用公共接地，但是禁止采用串聯(lián)式接地方式。

37、另外PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近PLC。同時，接地線的界面應(yīng)大于2mm2。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在這次獨(dú)立設(shè)計(jì)論文的過程中，我發(fā)現(xiàn)在編程或者設(shè)計(jì)的時候一定要有很廣泛的理論基礎(chǔ)作為支撐，并且還要有很縝密的邏輯思維，只有這樣才會使自己在做的過程中不會出現(xiàn)沒有方向的時候。還有一定要學(xué)會思考，遇到問題一定要通過各種方式來解

38、決問題。就算自己沒有辦法，也要從同學(xué)、老師、甚至網(wǎng)上來找資料解決。</p><p>　　通過這次論文的設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自己很多不足的地方，我會在以后的學(xué)習(xí)工作中更加廣泛的學(xué)習(xí)專業(yè)知識，跟上時代的發(fā)展。努力提高自己的專業(yè)知識和綜合素質(zhì)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　非常感謝吳蔚、李建軍老師在我畢業(yè)的最后學(xué)習(xí)階段對

39、于我論文的指導(dǎo)。從最初論文的選題、搜集材料、到后面的論文的寫作、修改、定稿。他們給了我無私的指導(dǎo)和耐心的幫助。為了能夠使我的論文通過老師們放棄了自己的休息時間來一遍遍的幫我修改，他們這種無私奉獻(xiàn)的精神令我深深的感動。同時感謝我在這個學(xué)校四年內(nèi)所有的老師給我學(xué)習(xí)和生活上的幫助，他們不僅傳授了知識，而且教會了我如何做人、如何在這個社會上生存的方法，正是有了他們我才能在各個方面取得了顯著的進(jìn)步。在此向他們表示由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出更

40、多優(yōu)秀的人才。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 三菱PLC、觸摸屏、和變頻器應(yīng)用技術(shù)。機(jī)械工業(yè)出版:2010.2</p><p>　　2 王志平主編 機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 北京 高等教育出版社 1998</p><p>　　3 王文系主編 機(jī)床數(shù)字調(diào)節(jié) 北京 中國科學(xué)技術(shù)出版社