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1、PLC在注塑机控制系统中的应用摘 要由于注塑过程是一个非稳定、非恒温的过程，在合模、注射、升(降)温等各生产过程中的工艺参数将直接影响塑料制品的品质，因而对注塑机的控制系统提出了很高的要求。随着电子技术的不断进步和发展，此传统控制方法的缺点越来越显著地表现出来，如维修量大，继电器寿命短，接线相当复杂。采用有触点的开关动作，工作频率低，可靠性差，易出故障。继电器动作慢，定时不准确，系统控制精度差等。因而，对注塑机的控制系统进行改造很有研究必要。文章对注塑机结构进行分析，并进对西门子S7-200 PLC的编程方法以及使用的方法进行简单介绍。通过组态软件的仿真配合，设计出一个完整的由PLC控制的注塑
2、机系统，实现低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修的目标！关键词：注塑机，西门子S7-200，组态仿真Application of the injection molding machinecontrol system of PLCABSTRACTAs the injection process is a non stable, non isothermal process, the mold, injection, or ( descending ) temperature of the production process parameters in the proc
3、ess of plastic products will directly affect the quality of the injection molding machine, the control system has put forward higher request. Along with the electronic technology continues to progress and develop, the traditional control method has been more and more obviously shown, such as repair
4、a large quantity, relay for life is short, the wiring is quite complex. The contact switches action, low working frequency, poor reliability, easy fault. Relay action slow, timing is not accurate, system control accuracy. Thus, the injection molding machine control system reformation is the research
5、 necessary to, The injection molding machine structure is analyzed, and the inlet of Siemens S7-200PLC programming method and the use of the method are introduced in this paper. Through with the configuration software in the simulation，designing of a complete control by PLC injection molding machine
6、 system, and achieve low power consumption, low noise, easy to control the clamping force, stable running, safe and reliable and is convenient to repair target!KEY WORDS: injection molding machine, Siemens S7-200, configuration simulation 目录前言1第1章 总体设计方案31.1 注塑机的基本介绍31.1.1 注塑机的技术水平及发展趋势31.1.2 电动注塑机的
7、技术水平和发展趋势41.2 注塑机的硬件结构及工作原理51.3 主要研究任务7第2章 硬件系统的设计82.1 PLC机型的选择82.2 I/0定义102.3 PLC外部接线图112.4 主电路设计122.5 注塑机的液压控制回路13第3章 软件的设计163.1 动作流程图的绘制163.2 梯形图的设计183.3 语句表程序24第4章 组态画面设计284.1 组态软件介绍284.2 监控画面设计284.2.1 建立新工程284.2.2 创建组态画面304.2.3 定义I/O设备324.2.4 构造数据库334.2.5 动画连接344.2.6 编写语言命令35结论37谢 辞38参考文献39外文资料
8、翻译40前言 随着社会的不断发展，塑料作为新型合成材料，与混凝土、钢铁、木材并称为四大工亚材料。塑料具有诸多优良特性，如质地轻巧、耐水、耐化学腐蚀，塑料制品外形美观、便于加工安装，具有优异的电气特性及化学稳定性、优良的吸震和消声隔离作用，能很好地与金属、玻璃、木材及其它材料相胶结等，正是由于塑料具有诸多优点，广泛应用于国民经济各部门和日常生活中。塑料在材料结构中所占的比例正在逐年上升。多年的实践也证明，增加塑料在整个材料结构中的比重，广泛采用高分子合成材料，可节省资源，降低能耗，大大提高社会总体经济效益，更合理的利用社会资金和自然资源。正是由于企业生产和人们日常生活中对塑料制品的强烈需求，以及
9、塑料制品其原材料的来源也很丰富、廉价，极大地促进了塑料工业特别是塑料机械工业的不断发展与进步，促进了塑料加工技术和工艺的不断完善。 注射成型是加工塑料制品的主要方法之一，这种方法能制得外形复杂、尺寸精确和带有金属嵌件的制品，对各种聚合物加工的适应性强，易于实现全自动化生产，因此在塑料机械中占有很大比重。目前世界上80%的工程塑料制品采用注射成型加工技术进行生产。由此可见，注塑成型在塑料工业中有其特殊的地位。注塑机是注射成型的主要设备，它是塑料加工机械的典型代表。以此为对象研究注塑成型的控制系统及过程监测，对改进加工手段，提高塑料制品质量、推动注塑工业的发展有着重要作用。 近年来，随着国外新型注
10、塑机大量进入中国市场，中国用户对国外注塑机的性能(如作业可靠性、效率等)有了较深入的了解。从而也认识到国产注塑机无论在制造质量、外观造型，还是在技术性能、可靠性、效率、油耗与污染、以及操作性和舒适性等方面，与国外注塑机相比存在很大差距。不少用户为了追求高效率的作业以保证工期的按时完成，宁愿投入更多的资金来购买进口注塑机或者跟国产新注塑机价格相当但工作可靠性仍然较高的国外二手注塑机，近几年国外二手注塑机的进口和销售走红就是因为这个原因。综上所述，开展基于PLC的注塑机的控制研究，是一个既有理论意义，又有很高应用价值的研究课题。必将推动注塑生产的长足进步和繁荣发展，为社会提供高质量产品的同时，还可
11、排除安全隐患、保障生命和财产、节约资源、保护环境，提供更加重要的无形的社会财富。 第1章 总体设计方案1.1 注塑机的基本介绍 1.1.1 注塑机的技术水平及发展趋势从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由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。今年来，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。我国塑料机械2000年销售总额在70亿元人民币左右，以台数计约为8、5万台，其中40%左右是注射成型机。从美国、日本、德国、意大利和加拿大灯主要生产国来看，注塑机的产量在逐年增加，在注塑机械中占的
12、比重最大。从注塑机问世起，锁模力在1000-5000kN、注射量在50-2000g的中小型注射剂占绝大多数。到了20世纪70年代中后期，由于工程塑料的发展，特别是汽车、船舶、宇航、机械以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注射机得到了迅速发展。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射机投入市场，到1985年增至500台。日本名机注射机（Meiki)公司则成功地制造了当今世界上最大的注射机，其锁模力达到120000KN，注射量达到92000g。 从目前国际水平看，注射机的移模速度已从过去的20-30/min提高到40-50m/min，高的速度甚至达到了
13、70m/min;注射速度从过去的100mm/s提高到现在的250mm/s，有的达到450mm/s.日本制钢所研制的电动型注射机达到900mm/s。注射压力从过去的120-150Mpa提高到目前的180-250Mpa。日本的SN120P机已达到460Mpa，它生产的制品收缩率几乎为零，制品公差可保证在0.02-0.03mm，厚度可达到0.1-0.2mm。节能方面，从过去的流量比例和压力比例控制发展到变量控制或定量控制。变频调速控制、伺服控制技术的注射机，其能耗进位传统机器的30%。注射机的高效率主要体现在工作节拍快，制品周期短，普遍比过去提高24%以上。高效注射机的开模和预塑一般都是同步完成，开
14、模过程中同时完成抽芯和顶出。日本展览会上最快的注射机，其工作周期只有0.63秒。注射机的控制技术经历了继电器、接触器控制以及可编程控制器控制和专用计算机控制的发展过程。自20世纪60年代末美国费洛斯公司首先使用计算机控制技术开始，经过20世纪80年代以后的高速发展，它已经不再是简单的动作控制，而是包括熔体温度、注射压力、注射速度、保压时间、冷却过程、保压时间、冷却过程及液压回路等多种参数的综合控制。注射机过去大多数采用开环控制，而且正在向闭环控制方向发展。德国克劳斯马菲公司的PM控制系统，通过锁模力、模腔压力和充模过程的控制，使制品质量的误差精确到0.15%。目前注射机发展的另一个重要方面，是
15、各种专用注射机，如排气式注射机、发泡注射机、多色注射机等。以加拿大HUSKY公司为代表的瓶坯机、包装机，集中体现了高新技术含量的特征。该公司推出的低压注射成型技术，在锁模力只有传统技术的三分之一时，仍可高质量地保证制品成型，这使得机器的体积和质量都大幅度降低，在节能和制品成本控制方面都具有重大的意义。1.1.2 电动注塑机的技术水平和发展趋势日本电动注射机具有集节能、高精准度、高速及稳定等优点于一身的电动注射技术。日本四个品牌注塑机分别为东洋、住友、日精和东芝。在注射机中采用电动机而不是液压系统，这为塑料加工者带来了能源需求降低、操作环境友好和低噪声的优点，更低的保养要求是采用电动注射机的又一个好处。它具有更佳的控制精度和工艺稳定度。在生产优质薄壁技术部件或连接时，具有巨大的优势。电动传动技术，没有漏油现象，维修方面，缩短了生产周期。液压传动技术的优势：由于与传统相关的原因，液压传动系统也具备有电动机所没有的优势。液压传动直接产生一种线性移动，不需要任何机械变化，而且力度和速度比值的范围很宽，相对于负载来说，液压传动系统过载能力强，存贮的能量也能够即刻使用。而且，液压传动代表一种历史
