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1、. . . . 本科生毕业设计（论文）学院（系）：专 业：学 生：指导教师： 完成日期 年 月本科生毕业设计（论文）基于PLC的塑料注塑成型机控制系统设计Design of the Control System of Plastic Injection Molding Machine Based on PLC总 计： 30 页表 格： 1 个插 图： 14 幅本 科 毕 业 设 计（论文）基于PLC的塑料注塑成型机控制系统设计Design of the Control System of Plastic Injection Molding Machine Based on PLC学 院（系）：
2、专 业：学 生 姓 名：学 号：指 导 教 师（职称）：评 阅 教 师：完 成 日 期：基于PLC的塑料注塑成型机控制系统设计 电气工程与其自动化 摘 要采用继电器和开关阀的注塑机控制系统的接线复杂、控制精度低、维修不便且缺乏柔性,基于PLC技术的控制方式可大大提高整机的综合性能。本文选用SIMATICS7-200小型PLC系统对注塑机的控制单元进行了通用化设计：包括系统的硬件接线和I/O分配;采用STEP7-Micro/WIN32软件平台进行编程,方式灵活、界面友好且调试方便。关键词控制系统；可编程控制器；塑料注塑成型机；起保停电路Design of the Control System o
3、f Plastic Injection Molding Machine Based on PLCElectrical Engineering and Automation SpecialtyAbstract: Control system to the Plastic injection molding machine formed by electric relays and switching valves has many shortcomings, such as complexity wiring, low control accuracy, inconvenience mainte
4、nance and lack of flexibility. Using PLC technology can greatly enhance the machines overall performance. In this paper, SIMATIC S7-200 mini PLC system was used to design the Plastic injection molding machines control unit: including the hardware wiring and the I/O allocation. The STEP7-Micro/WIN 32
5、 software is used as programming platform; it is very flexible, user-friendly and convenient debugging.Key words:Control system; programmable logic controller; plastic injection molding machine; protect and stop circuit目 录1 引言11.1 课题研究的目的和意义11.2 PLC在国外的发展状况21.3 本课题的主要容32 注塑机控制系统的分析32.1 相关技术组成32.1.1
6、注塑机控制系统32.1.2 可编程序控制器42.1.3 温度传感器42.1.4 调功器52.2 注塑机的机械结构62.2.1 注射部分72.2.2 合模部分72.2.3 液压系统72.2.4 控制系统72.3 注塑机控制系统原理72.4 注塑机控制系统的控制要求83 注塑机控制系统的硬件设计93.1 PLC选型的方法93.1.1机型选择的原则93.1.2 PLC容量选择103.1.3 I/O模块的选择103.2 确定I/O点与选择PLC113.2.1可编程控制器控制系统I/O地址分配113.3 注塑机控制系统的接线图123.3.1 注塑机控制系统的整体接线示意图123.4 注塑机控制系统的抗干
7、扰措施133.4.1 抗干扰措施133.4.2 软件设计144 控制系统的软件设计154.1 系统工艺流程图154.2 系统的程序设计164.2.1 注塑机的温度控制164.2.2 注塑机的步序控制174.3STEP7Micro/WIN V4.0编程软件184.3.1STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件主界面与基本组成184.3.2 PLC注塑机控制系统的程序创建184.4 控制程序的调试与仿真194.4.1 程序调试194.4.2 系统仿真20结束语23参考文献24附录25致30 / 1 引言随着经济全球化的蔓延，中国市场经济环境越来越好。中国塑料工业经过长期的发展,已形成门类较
8、多、品种齐全的工业体系,同钢材、水泥、木材等产业并驾齐驱成为基础材料产业。21世纪以来，塑料作为一种新型材料，中国塑料工业在很多领域取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近几年增长速度一直保持在10%以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料 制品生产来看，都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和
9、发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。但不论哪种形式的注，其发方向都必须向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言，塑化能力、注射压力等都有很大提高。有的发展成超高系列，其注射压力已451Mpa（4600kgf/cm），在这种设备上模腔压力可到98Mpa(1000kgf/cm)，使注塑制品的次品率几乎为零，可注塑0.10.2mm厚的薄件制品。90年代的注塑机正向节能、精密成型、超精密
10、成型、低噪音和高级自动化方向发展。所谓节能是指注塑机要节省泵的动力，节约电力。精密成型是指生产制品尺寸精度的围在0.010.001mm，超精密成型是在0.0010.0001mm，低噪音是指注机能在平稳无撞击和无振动下工作，按规定在距离机器1m左右的地方挥发油的噪音应低于70分贝。高级自动化是指注塑机能远距离操作或无线操作，保证制品的精度、注塑工艺条件的稳定性。另外，微处理机在注塑机上的是注塑机的自动控制方面最重要的发展。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性，生产能力较高，并易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天，注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位，其生产总数占整个塑料成型设备的
11、20%30%，从而成为目前塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一1。1.1课题研究的目的和意义早期的注塑机由于当时的条件或成本限制多用继电器电路控制，其故障率高、维修周期短、设备工作效率低。随着工业控制技术的飞速发展和产品档次的提高，现今注塑机多采用PLC（或专用控制器）加人机界面的控制系统，生产自动化程度的大为提高，有利于降低工厂成本、促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的产量、质量以与产品的竞争力。本课题致力于设计一套实用的PLC注塑机控制系统，结合交流调功温度控制技术来实现生产过程。PLC在注塑机控制系统中的应用的意义在于：(1) 提高产品质量。(2) 减轻工人劳动强度，适当降
12、低操作技术水平。(3) 提高劳动生产率，减少在制品数量，加速资金周转。(4) 缩减生产面积，节约能源消耗，降低产品成本。1.2 PLC在国外的发展状况这几年来，我国塑机行业的技术进步十分显著，尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小，在控制水平、产品部质量和外观造型等方面均取得显著改观。选择国产设备，以较小的投入，同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。目前中国生产注塑机的厂家较多，据不完全统计已超过60家。注塑机的结构形式有立式和卧式两种。按生产出的制品可分为普通型和精密型注塑机。一次注射量45-51000g；锁模力200-36000kN；加工原料有
13、热固性塑料、热塑性塑料和橡胶三种。热塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚氨酯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚砜与(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等。从加工出的制品来看，有单色、双色的一般和精密塑料制品。上述产品的主要生产厂家都有自己的系列，各有自己的特点。如震德塑料机械厂生产的捷霸CJ系列注塑机每一种规格均有数控和电脑控制两种形式。又如省海天机械生产的HTF80X-HFT3600X型系列注塑机，可用于生产各种高精密的热性塑料制品，机器采用线型移动传感器控制注射、合模、顶出，采用多重CPU电控系统、大幅面彩色LED显示、全电脑自动控制。普通卧式注塑机仍是注塑机发展的主导方向，其基本结
14、构几乎没有大的变化，除了继续提高其控制与自动化水平、降低能耗外，生产厂家根据市场的变化正在向组合系列化方向发展，如同一型号的注塑机配置大、中、小三种注射装置，组合成标准型和组合型，增加了灵活性，扩大了使用围，提高了经济效益。世界上工业发达国家的注塑机生产厂家都在不断提高普通注塑机的功能、质量、辅助设备的配套能力，以与自动化水平。同时大力开发、发展大型注塑机、专用注塑机、反应注塑机和精密注塑机，以满足生产塑料合金、磁性塑料、带嵌件的塑料制品的需求。注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一。但主要指普通型注塑机，在特大型、各种特殊、专用、精密注塑机的多数品种
15、方面，有的产品尚属空白，这是与工业发达国家的主要差距2。1.3 本课题的主要容本课题介绍了用S7-200控制器改进中央信号系统的设计方法塑料注塑成型机是塑料加工行业的主要设备，它能加工各种热塑性或热固性塑料，通常由闭模和注塑两大部分组成。颗粒状原料经过柱塞或螺杆压入料筒，加热熔化后，在一定的注射速和压力下，注射到模具，经保压后很快凝固成所需要的塑料制品。塑料注塑成型生产工艺一般要经过闭模、闸板闭合、稳压、注射座前进、高压注射、保压、预塑、卸压、闸板开启、启模、顶出产品等阶段。注塑成型控制系统操作要求：(1) 塑料注塑成型机是塑料加工行业的主要设备，它能加工各种热塑性或热固性塑料，通常由闭模和注塑两
