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1、科技学院 学生毕业设计（论文） 题目：基于压铸机的PLC控制系统作 者 学 号： 系 别： 专 业： 年 级： 指导教师： 完成日期： 年_月_日 目 录摘要关键词1概述11.1压铸的发展简史11.2压铸机的定义21.3压铸机的分类及特点21.4压铸机的应用31.5PLC的基本结构31.6PLC的应用领域42PLC与其他控制的比较52.1继电器控制方案52.2集散控制方案62.3PLC控制方案62.4方案比较62.4.1采用继电器控制系统63金属压铸机的工艺流程74PLC系统硬件设计94.1PLC的功能简介94.1.1主机系统94.1.2输入/输出扩展环节94.2.1I/O点数的估算94.2.
2、2存储器的容量估算94.2.3I/O模块的选择104.3分配输入/输出点104.4安全回路设计115PLC系统软件设计125.1PLC软件设计容126系统的调试146.1硬件调试146.2软件调试146.3系统联调157压铸机的安全操作规程15总 结16参考文献17致 18摘 要根据工业现场的需要和可编程控制器(PLC)自身特点，本设计为基于压铸机的PLC 控制系统。在这个设计中，本设计采用西门子公司PLC S7-300系列可编程控制器为例。结合了书籍和资料，说明了PLC的工作原理、软件使用方法、PLC的硬件系统设计及PLC软件系统设计。实现了对压铸机的液压系统的控制。 在该设计中，PLC作为
3、主机，压铸机作为从机，构成基于压铸机的PLC的控制，完成对压铸机的整个工艺流程的控制，可反映压铸机在整个工作过程的工作状况。关键词：可编程控制器；压铸机；液压传动AbstractAccording to the demand of industry the spot and programmable controller(PLC) oneself characteristics, this design for according to die-casting the PLC of machine control system.In this design, the serieses prog
4、rammable controller of the company PLC S7-300 of this design adoption Siemens is an example.Combined book and data, explained design and the PLC software system design of the hardware system of PLC work principle, software operation method, PLC.Carried out to press the control of system towards die-
5、castinging machine of liquid. In that design, the PLC is a host, die-casting the machine is from the machine, constitute according to the control of PLC of die-casting the machine, and the completion can reflect to die-casting machine in the whole work condition of work process to the control which
6、die-castings the whole craft process of machine.Keywords: programmable controller;Die-casting machine;The liquid presses to spread to move1 概述1.1 压铸的发展简史压铸的起源众说不一，但据文献报导，最初用于压铸铅字。早在1822年，威廉姆乔奇博士曾制造一台日产1.22万铅字的铸造机，已显示出这种工艺方法的生产潜力。1849年斯图吉斯设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得了专利权。1885年默根瑟勒研究了以前的专利，发明了印字压铸机，开始只用
7、于生产低熔点的铅、锡合金铸字，到19世纪60年代用于锌合金压铸零件生产。压铸广泛用于工业生产还只是上世纪初，应用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产中。1904年英国的法兰克林公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。1905年多勒研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳（Wagner）设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。 1927年捷克工程师约瑟夫波拉克设计了冷压室压铸机，由于贮存熔融合金的坩锅与压射室分离，可显著地提高压射力，使之更适合工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸技术向前推进了一大步。铝、镁
8、、铜等合金均可采用压铸生产。由于整个压铸过程都是在压铸机上完成，因此，随着对压铸件的质量、产量和扩大应用的需求，已对压铸设备不断提出新的更高的要求，而新型压铸机的出现以及新工艺、新技术的采用，又促进压铸生产更加迅速地发展。20世纪50年代，我国自行设计制造出全液压的50型卧式冷室压铸机，锁模力有500 kN和1000 kN两种规格。及至20世纪80年代，有关单位继续完成了锁模力16000 kN以下的卧式冷室压铸机系列产品的开发；立式冷室压铸机也形成了锁模力2500 kN以下的系列产品；1986年试制出国第一台J 1163 A型自动压铸机组；1990年开发出国第一台柔性压铸单元，锁模力为4000
9、 kN；其后的几年里，又将辅助装置和参数检测装置加以定型并形成产品。在压铸机的设计工作方面，20世纪80年代，设计的压铸机压射性能已接近当时的国外水平；合模机构全部采用液压驱动、曲肘机械扩力结构取代了全液压。从世界围和我国情况来看，铝合金压铸件应用的围日益广泛。由于压铸工艺和技术的发展，又使压铸件在有色金属铸件生产中所占的比例日益增多。图1-1-1 压铸铅活字的压铸机示意图 图1-1-2 压铸机示意图 1.操作杆 2.冲头 3.上压室 4.喷嘴切断阀 5. 喷口拉杆 6. 金属熔埚 7. 喷嘴 8. 通道 9. 施压压室1.2 压铸机的定义压铸机是用锌、铝合金、铜等金属为原料，在压力作用下把熔
10、融金属液压射到模具中冷却成型，开模后得到固体金属铸件的一种工业机械。1.3 压铸机的分类及特点分类：压铸机一般分为热室压铸机和冷室压铸机两大类型。冷室压铸机按其压室所处的位置又可为分卧式压铸机和立式压铸机。热室压铸机的特点：1、压室埋入坩埚与熔融合金相通，不需单独给料，操作程序简单，生产效率高，容易实现自动化；2、金属消耗少，工艺稳定，压入模具型腔的液体金属干净、无氧化夹杂，铸件质量好；3、坩埚可密封，可通入保护气体保护合金液面，对镁合金液防氧化、防燃烧有特殊意义。冷室压铸机的特点：1、与卧式压铸机相比，机器占用面积较小；2、适于生产带有镶入件的压铸件；3、生产的铸件气孔显著地较普通压铸少且可
11、减少缩松；4、既可生产厚壁铸件，又可生产薄壁铸件；5、生产的铸件可进行热处理，焊接加工。卧式压铸机其特点如下：1、金属液进入模具型腔的转折少，有利于发挥增压的作用；2、压射位置一般设计为偏心和中心两种，浇注位置有多种 选择，适合压铸工艺的需要；3、便于操作、维修，易实现自动化；4、熔融金属液在入料筒与空气接触面积大，压射速度选择不当，容易卷入空气和氧化夹渣。 压铸机热室压铸机冷室压铸机常规热室压铸机卧式热室压铸机立式冷室压铸机卧式冷室压铸机全立式冷室压铸机图1-3-1 压铸机的分类1.4 压铸机的应用 冷室机主要用来生产熔点较高的铜、铝及镁（厚壁）等合金的压铸件，热室机用来生产熔点较低的锌、锡
12、、铅及镁(薄壁)等合金的压铸件。冷室机相比，与由于热室机的压射室直接浸在合金溶液中工作，可省去浇注操作，因此工作循环周期短，工作效率高。 1.5 PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)围，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 b. 中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收
13、并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍
14、能正常运行。 c、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 d、输入输出接口电路 1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 e、功能模块 如计数、定位等功能模块 f、通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等1.6 PLC的应用领域目前，PLC在国外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。（1）开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。（2）模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和
