汽車注塑機畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p><b>　　題目：</b></p><p>　　汽車注塑機畢業(yè)設計 </p><p>　　畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要</p><p><b>　　題目：汽車注塑機</b></p><

2、;p>　　摘要:注塑機具有能一次成型外型復雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品，被廣泛應用于國防、機電、汽車、交通運輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€領(lǐng)域。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個塑料成型設備的20%--30%，從而成為目前塑料機械中增長最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機種之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，1996--1998年我國出口注塑機8383臺（套），進口注塑機4

3、2959臺（套），其中1998年我國注塑機產(chǎn)量達到20000臺，其銷售額占塑機總銷售額的42.9%。普通臥式注塑機仍是注塑機發(fā)展的主導方向，其基本結(jié)構(gòu)幾乎沒有大的變化，除了繼續(xù)提高其控制及自動化水平、降低能耗外，生產(chǎn)廠家根據(jù)市場的變化正在向組合系列化方向發(fā)展，如同一型號的注塑機配置大、中、小三種注射裝置，組合成標準型和組合型，增加了靈活性，擴大了使用范圍，注塑機提高了經(jīng)濟效益。</p><p>　　近幾年來，世界

4、上工業(yè)發(fā)達國家的注塑機生產(chǎn)廠家都在不斷提高普通注塑機的功能、質(zhì)量、輔助設備的配套能力，以及自動化水平。同時大力開發(fā)、發(fā)展大型注塑機、專用注塑機、反應注塑機和精密注塑機，以滿足生產(chǎn)塑料合金、磁性塑料、帶嵌件的塑料制品的需求。 </p><p>　　注塑機是目前中國塑料機械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達國家差距較小的塑機品種之一。但主要指普通型注塑機，在特大型、各種特殊、專用、精密注塑機的多數(shù)品種方面，有的產(chǎn)品尚屬空

5、白，這是與工業(yè)發(fā)達國家的主要差距。</p><p>　　關(guān)鍵詞:注塑機 外型復雜 尺寸精確 金屬嵌件</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　1 緒論2</b><

6、;/p><p>　　1.1 課題研究的目的和意義2</p><p>　　1.2 相關(guān)技術(shù)概況2</p><p>　　1.2.1注塑機控制系統(tǒng)簡介2</p><p>　　1.2.2可編程序控制器的概述3</p><p>　　1.2.3溫度傳感器簡介3</p><p>　　1.2.4調(diào)功器的簡

7、介3</p><p>　　1.3 本課題的主要內(nèi)容5</p><p>　　2 注塑機控制系統(tǒng)的分析6</p><p>　　2.1 注塑機的機械結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.1.1注射部分6</p><p>　　2.1.2合模部分6</p><p>　　2.1.3液壓系統(tǒng)7<

8、;/p><p>　　2.1.4控制系統(tǒng)7</p><p>　　2.2 注塑機控制系統(tǒng)原理7</p><p>　　2.3 注塑機控制系統(tǒng)的控制要求8</p><p>　　2.3.1模具的開啟與閉合8</p><p>　　2.3.2注射座的整進與整退8</p><p>　　2.3.3注料桿的射

9、進8</p><p>　　2.3.4預塑液壓馬達的動作8</p><p>　　2.3.5頂杠的頂出與復位8</p><p>　　2.3.6保模時間8</p><p>　　2.3.7注塑料筒溫度8</p><p>　　3 注塑機控制系統(tǒng)的硬件設計9</p><p>　　3.1 PLC

10、選型的方法9</p><p>　　3.1.1機型選擇的原則9</p><p>　　3.1.2PLC容量選擇10</p><p>　　3.1.3I/O模塊的選擇10</p><p>　　3.2 確定I/O點及選擇PLC11</p><p>　　3.2.1可編程控制器控制系統(tǒng)I/O點數(shù)估計11</p>

11、;<p>　　3.2.2PLC的I/O分配表12</p><p>　　3.3 器件選型13</p><p>　　3.3.1交流調(diào)功器選型及接線方法13</p><p>　　3.3.2溫度傳感器的選型15</p><p>　　3.3.3液壓閥控制閥的選型17</p><p>　　3.3.4液壓馬達

12、的選型17</p><p>　　3.3.5液壓泵電機選型18</p><p>　　3.3.6熱繼電器18</p><p>　　3.3.7觸摸屏19</p><p>　　3.3.8中間繼電器19</p><p>　　3.3.9行程開關(guān)19</p><p>　　3.3.9接觸器19&l

13、t;/p><p>　　3.4 注塑機控制系統(tǒng)的接線圖19</p><p>　　3.4.1注塑機控制系統(tǒng)的整體接線示意圖20</p><p>　　3.4.2PLC的I/O系統(tǒng)配置圖21</p><p>　　4 控制系統(tǒng)的軟件設計22</p><p>　　4.1 系統(tǒng)工藝流程圖22</p><p

14、>　　4.2 系統(tǒng)的程序設計23</p><p>　　4.2.1注塑機的溫度控制23</p><p>　　4.2.2注塑機的步序控制24</p><p>　　4.2.3PLC注塑機控制系統(tǒng)的總體程序27</p><p>　　4.3 觸摸屏的畫面及程序設計27</p><p>　　5 注塑機控制系統(tǒng)的抗

15、干擾措施29</p><p><b>　　5.1 概述29</b></p><p>　　5.2 抗干擾措施29</p><p>　　5.3 軟件設計29</p><p><b>　　謝 辭31</b></p><p><b>　　參考文獻32</

16、b></p><p>　　附錄A 調(diào)功器整機接線圖33</p><p>　　附錄B PLC控制系統(tǒng)程序梯形圖34</p><p>　　附錄C PLC控制系統(tǒng)程序清單38</p><p>　　附錄D PLC注塑機控制系統(tǒng)軟元件功能表41</p><p><b>　　引言</b><

17、/p><p>　　隨著經(jīng)濟全球化的蔓延，中國市場經(jīng)濟環(huán)境越來越好。中國塑料工業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展,已形成門類較多、品種齊全的工業(yè)體系,同鋼材、水泥、木材等產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)成為基礎材料產(chǎn)業(yè)。21世紀以來，塑料作為一種新型材料，中國塑料工業(yè)在很多領(lǐng)域取得了令世人矚目的成就，實現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近幾年增長速度一直保持在10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時，經(jīng)濟效益也有新的提高。塑料制品行業(yè)規(guī)模以

18、上企業(yè)產(chǎn)值總額在輕工19個主要行業(yè)中位居第三，實現(xiàn)產(chǎn)品銷售率97.8%，高于輕工行業(yè)平均水平。從合成樹脂、塑料機械和塑料 制品生產(chǎn)來看，都顯示了中國塑料工業(yè)強勁的發(fā)展勢頭。 注塑機是注塑成型的主設備，注塑機的技術(shù)參數(shù)和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設備的進一步完善和發(fā)展必將推動注塑成型技術(shù)的進步，為注塑制品的開發(fā)和應用創(chuàng)造條件。在大型注塑的技術(shù)發(fā)展方面，合模系統(tǒng)采用全液壓式或液壓-機械式，即曲軸連桿型式，

19、兩者在市場上均有競爭能力。但不論哪種形式的注，其發(fā)方向都必須向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修方向發(fā)展。近年來，中小型注塑機的技術(shù)</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的目的和意義</p><p>　　早期的注塑機由于當時的條件或成本限制多用繼電器電路控制，其故障率高、

20、維修周期短、設備工作效率低。隨著工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展和產(chǎn)品檔次的提高，現(xiàn)今注塑機多采用PLC（或?qū)Ｓ每刂破鳎┘尤藱C界面的控制系統(tǒng)，生產(chǎn)自動化程度的大為提高，有利于降低工廠成本、促進生產(chǎn)線的柔性化和集成化，有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及產(chǎn)品的競爭力。</p><p>　　本課題致力于設計一套實用的PLC注塑機控制系統(tǒng)，結(jié)合交流調(diào)功溫度控制技術(shù)，并通過觸摸屏的顯示畫面來監(jiān)控生產(chǎn)過程中各種情況。PLC在注塑機控制系統(tǒng)

21、中的應用的意義在于：1）提高產(chǎn)品質(zhì)量。2）減輕工人勞動強度，適當降低操作技術(shù)水平。3）提高勞動生產(chǎn)率，減少在制品數(shù)量，加速資金周轉(zhuǎn)。4）縮減生產(chǎn)面積，節(jié)約能源消耗，降低產(chǎn)品成本。</p><p>　　1.2 相關(guān)技術(shù)概況</p><p>　　1.2.1注塑機控制系統(tǒng)簡介</p><p>　　注塑機控制系統(tǒng)是整機的一個重要部分，其性能的優(yōu)劣對整機有著至關(guān)重要的影響，隨

22、著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC（可編程控制器）不僅用邏輯編程取代了硬接線邏輯，還增加了運算、數(shù)據(jù)傳送和處理的功能，真正成為一種計算機工業(yè)控制裝置。PLC的功能遠遠超出邏輯控制、順序控制的范圍，所以在工業(yè)發(fā)達國家，PLC在其自動化設備中的比例占首位。近年來，我國的PLC技術(shù)也從初期的引進、消化走向吸收和推廣應用階段，并且在許多工業(yè)領(lǐng)域取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p>　　在以往國內(nèi)的注塑

23、機控制系統(tǒng)中，主要存在三種控制類型：</p><p><b>　?。?） 繼電器控制</b></p><p><b>　　（2） 單片機控制</b></p><p><b>　?。?） PLC控制</b></p><p>　　在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，前兩種方法因其自身的局限性，多不采

24、用。而多是采用PLC控制系統(tǒng)，這是一種工業(yè)控制機，具有抗干擾能力強，工作可行性高，平均無故障時間長，可在惡劣環(huán)境下正常工作，并可與計算機聯(lián)網(wǎng)運行。此外，PLC系統(tǒng)還可大大縮短系統(tǒng)的設計，加快工作進度。在本次設計中我們采用了可編程控制系統(tǒng)。 </p><p>　　注塑機控制通常指的是電液控制，即由液壓和電氣控制部分組成。注塑機的控制系統(tǒng)是保證注塑機按工藝過程規(guī)定的要求（壓力、速度、溫度、時間等）和動作程序，準確有效

25、地工作的控制系統(tǒng)。目前注塑機的發(fā)展主要集中在：</p><p>　?。?） 提高制品尺寸精度和穩(wěn)定性</p><p>　　（2） 提高速度、縮短成型周期</p><p>　　（3） 生產(chǎn)過程的自動化和省力</p><p>　　但所采用的技術(shù)手段，都離不開以計算機技術(shù)為基礎的自控技術(shù)。因此，注塑機的控制成為目前注塑機發(fā)展中一個很重要的內(nèi)容，主要

26、包括動作程序控制（如開閉模、注射、保壓等）和過程程序控制（例如，注射過程的速度和壓力程序控制等）兩個方面。</p><p>　　1.2.2可編程序控制器的概述</p><p>　　可編程控制器的英文為:Programmable Logic Controller，簡稱PLC，是1種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。是在20世紀60年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國科學家首先研制成功的

27、。它采用可編程序的存儲器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，取代各種類型的機械或生產(chǎn)過程的繼電器控制系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設備，都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體、易于擴充其功能的原則設計的。</p><p>　　PLC（可編程序控制器）技術(shù)是研究自動化領(lǐng)域廣泛使用的工業(yè)控制計算機設備的原理、功能、編程和使用方法，是自動化專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)

28、性質(zhì)較強且與生產(chǎn)實踐緊密相聯(lián)的技術(shù)。</p><p>　　1.2.3溫度傳感器簡介</p><p>　　傳感器技術(shù)是一項正在迅速發(fā)展的高新技術(shù)，它與通信技術(shù)，計算機技術(shù)一起構(gòu)成了當代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。溫度傳感器是最早開發(fā)，應用最廣的一類傳感器。在半導體技術(shù)的支持下，已相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。本課題將用到可精確測量溫度傳感器，通過溫度傳感器準確測量溫

29、度并實施控制。</p><p>　　熱電偶溫度傳感器屬于接觸式溫度測量儀表是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度檢測儀表之一。其特點為測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響，測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）。構(gòu)造簡單，使用方便。</p><p>　　熱電偶通常是由兩種不同的金

30、屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電勢信號, 通過與電氣測量儀表的配合, 就能測量出被測的溫度。熱電偶測溫的基本原理是熱電效應。在由兩種不同材料的導體 A 和 B 所組成的閉合回路中 , 當 A 和 B 的兩個接點處于不同溫度 T 和 To時, 在回路中就會產(chǎn)生熱電勢。這就是所謂的塞貝克效應。導體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端叫工作端 ( 通常焊接在

31、一起 )；溫度較低的一端叫自由端 ( 通常處于某個恒定的溫度下)。根據(jù)熱電勢與溫度函數(shù)關(guān)系?？芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度 To=0℃ 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。 </p><p>　　1.2.4調(diào)功器的簡介</p><p>　　調(diào)功器是應用晶閘管（又稱可控硅）及其觸發(fā)控制電路用于調(diào)整負載功率的盤裝功率調(diào)整單元。在電子設備中起重要作用的晶閘管（也稱可控硅，英文

32、縮寫SCR）被廣泛用于各類生產(chǎn)部門，正在成為自動化、高效化不可缺少的裝置。</p><p>　　晶閘管交流調(diào)功器的主電路由三組反并聯(lián)的晶閘管或三個雙向晶閘管構(gòu)成，三條支路的6個端子可與外電路連接成不同的形式，圖1-1(a)為調(diào)功器與三相負載接成星型；，圖1-1(b)為調(diào)功器與三相負載接成三角型。調(diào)功器采用通斷式控制方式，各支路的晶閘管連續(xù)導通幾個周期后又持續(xù)截止一段時間。在晶閘管導通期間，負載電壓與電源電壓相同，

33、晶閘管截止時各相負載電壓為0。通過晶閘管周期性地通斷可以調(diào)節(jié)負載的功率。設交流電源電壓的周期為T，晶閘管</p><p>　　圖1-1 交流調(diào)功器的主電路</p><p>　　的通斷周期為TC，其中共包含N個交流電周期，即TC=NT。在每個TC 中晶閘管有n個交流電周期為導通狀態(tài)，負載得到的電壓有效值UO 為：</p><p>　　在TC 一定的情況下，通過改變每工

34、作周期中晶閘管的導通時間對應的交流電周期數(shù)n可以達到調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的目的。</p><p>　　晶閘管交流調(diào)功器采用過零觸發(fā)電路、周波數(shù)控制方式，輸出0～100%可調(diào)節(jié)的波形呈正弦波群的電壓和電流，使負載從電源吸取功率的平均值連續(xù)平滑可調(diào)。調(diào)功器避免了相位控制時缺角正弦波產(chǎn)生的無線電射頻干擾，使晶閘管觸發(fā)導通時的瞬態(tài)浪涌電流和di/dt大為減小。它用于以鎳鉻或鐵鎳鋁等電阻材料為發(fā)熱元件的電加熱器的溫度自動控制

35、，它與PID溫度調(diào)節(jié)儀或計算機、溫度傳感器和電加熱器組成閉環(huán)溫控系統(tǒng)，溫控精度可達±0.5%～1%?！　≡谧钚碌臏囟瓤刂浦芯чl管調(diào)功器的利用明顯的普及起來。主要用與工業(yè)電爐的加熱控制、大型風機水泵軟啟動節(jié)能運行控制等。負載類型可以是三相阻性負載、三相感性負載及三相變壓器負載；三相負載可以是中心接地負載、中心不接地負載、內(nèi)三角形負載及外三角形負載。如：鹽浴爐、工頻感應爐、淬火爐溫控；熱處理爐溫控；玻璃生產(chǎn)過程溫控；石油化工機械

36、；電壓、電流、功率、燈光等無級平滑調(diào)節(jié)，恒壓恒流恒功率控制等領(lǐng)域。</p><p>　　本課題將采用交流調(diào)功器對溫度進行精確控制。</p><p>　　1.3 本課題的主要內(nèi)容</p><p>　　注塑機是一種能一次成型外型復雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品的塑料生產(chǎn)設備，它是將粒狀或粉狀塑料加入機筒內(nèi)，并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)

37、，然后機器進行合模和注射座前移，使噴嘴貼緊模具的澆口道，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進，從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品，從而得到所需的成品。</p><p>　　本課題的主要內(nèi)容是利用PLC完成注塑機控制系統(tǒng)的設計，對注塑機的時序動作、注射壓力以及料筒溫度進行準確控制,包括從進料到成品的形成的整個過程。涉

38、及注塑機的時序控制流程的分析，注塑機料筒的溫度控制系統(tǒng)的設計，具體硬件配置的確定，觸摸屏畫面及程序的編制和整機硬件原理圖、電氣接線圖、PLC程序的編制等。</p><p>　　2 注塑機控制系統(tǒng)的分析</p><p>　　2.1 注塑機的機械結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　注塑機示意圖如下：</b></p><p>

39、　　圖2-1 注塑機的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　它主要由注射部分、合模部分、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。</p><p><b>　　2.1.1注射部分</b></p><p>　　它的主要作用是使塑料塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將一定的熔料注到模腔內(nèi)。因此注射裝置應具有塑化良好，計量準確的性能，并且在注射時對熔料能提供壓力和速

40、度。注射裝置一般由塑化部件（溶膠筒、螺缸、噴嘴等）、料斗、計量裝置、螺桿傳動裝載及注射油缸和射移油缸等組成。</p><p><b>　　2.1.2合模部分</b></p><p>　　它是保證成型模具可靠地閉合和實現(xiàn)模具啟閉動作，并頂出制品，即成型制品的工作部件。因為在注射時，進入模控中的熔料還具有一定的壓力，這就要求模合裝置給予模具以足夠的合緊力，以防止在熔料的壓

41、力下模具被打開，從而導致制品溢邊或使制品精度下降。合模裝置主要由模板、拉桿（哥林柱）、合模機構(gòu)（如機鉸）、制品頂出裝置和安全門、調(diào)模裝置組成。</p><p><b>　　2.1.3液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　注射成型機是由塑料熔融、模子閉合、注射入模、壓力保持、制品固化、閉模取出主品等工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過程，液壓和電氣則是為了保證注射成型機按工藝過程預定

42、的要求（壓力、速度、溫度、時間及位置）和動作程序，準確無誤的進行工作而設置的動力和控制系統(tǒng)、液壓部分重要有動力油泵、比例壓力閥（控制壓力變化）、比例流量閥（控制速度變化）、方向閥、管路、油箱等。</p><p><b>　　2.1.4控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)控制注塑周期的順序（順序控制）及維持過程溫度、時間、壓力及速度于設定值（過程控制）。電氣部

43、分主要由動力、動作程序和加熱等控制所組成。</p><p>　　2.2 注塑機控制系統(tǒng)原理</p><p>　　本設計控制系統(tǒng)主要由液壓馬達、液壓閥、電磁繼電器、溫度傳感器、接近開關(guān)、光柵開關(guān)、三相異步電機、各種開關(guān)、監(jiān)控顯示裝置（觸摸屏）和PLC控制器及其特許功能模塊等組成。</p><p>　　注塑機開始工作時，監(jiān)控裝置（觸摸屏）首先根據(jù)本次生產(chǎn)任務進行各種初始

44、化（溫度設定、計件值清零、保壓時間設定等），然后PLC控制器按一定時序發(fā)出控制信號控制液壓傳動機構(gòu)的電磁閥和交流調(diào)功器的啟動，交流調(diào)功器以全功率輸出給加熱負載，并讓溫度迅速穩(wěn)定在設定值，此后液壓傳動機構(gòu)將開始生產(chǎn)的動作步序。注塑機控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2注塑機控制系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　2.3 注塑機控制系統(tǒng)的控制要求</p>

45、<p>　　注塑機一般分為手動、自動兩種工作模式。手動模式時按下相應的功能按鈕時，能完成相應的操作，此模式一般為調(diào)試模具及維修時使用；自動模式時，只需按下啟動按鈕，注塑機就能按照調(diào)定的速度和壓力將相應的動作進行到底，此模式一般多用在生產(chǎn)階段，工作流程如下：起始位置→合?！M→注射→保壓延時→預塑→整退→啟模→頂出→起始位置。</p><p>　　2.3.1模具的開啟與閉合 合模時：電磁鐵得

46、電后，合模油缸油路接通，在油壓的推動下模具閉合。 開模時：電磁鐵失電后，開模油缸油路接通，在油壓的推動下模具打開。 </p><p>　　2.3.2注射座的整進與整退 </p><p>　　注射座整進時：電磁鐵得電后，注射座在油壓的推動下前進到位，注射座射進完成接近開關(guān)工作 注射座整退時：電磁鐵失電后，注射座退回到原始位置，注射座射退完成接近開關(guān)工作</p>

47、<p>　　2.3.3注料桿的射進 注塑電磁鐵得電后，注料桿在油壓的推動下，把料筒內(nèi)的融好的原料快速壓入模具，擠壓完成后并保持一段時間（保壓），使模具內(nèi)的塑料不會回流。 </p><p>　　2.3.4預塑液壓馬達的動作</p><p>　　預塑電磁閥得電，預塑液壓馬達開始工作，帶動注塑螺杠旋轉(zhuǎn)，使原料不斷的向前輸送，螺杠則在壓力的作用下后退并計量，當后退到一定位置時，

48、限位開關(guān)動作，預塑完成。</p><p>　　2.3.5頂杠的頂出與復位</p><p>　　頂出電磁閥得電后，頂杠在油壓的推動下將模具內(nèi)的產(chǎn)品頂出。</p><p><b>　　2.3.6保模時間</b></p><p>　　高溫原材料擠入模具后，需要在模具中冷卻一段時間，讓其基本成型后才能打開模具，這一段時間為保模時

49、間。由于產(chǎn)品的大小和原材料的性質(zhì)的不同，不同產(chǎn)品的保模時間有所不同，這就要求保模時間長短可以調(diào)整。</p><p>　　2.3.7注塑料筒溫度</p><p>　　注塑機的料筒溫度是注塑機的一個重要參數(shù)。原料進入到料筒后，在加熱器與注塑杠剪切能共同作用下塑化，如果溫度控制不好，將導致原料塑化不良。注塑機在生產(chǎn)的過程中要求料筒的溫度隨著產(chǎn)品和原材料的不同，可以對溫度作出調(diào)整（一般不超過400

50、℃）。</p><p>　　3 注塑機控制系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　3.1 PLC選型的方法</p><p>　　隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也日趨完善。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標起著重要的作用。&

51、lt;/p><p>　　3.1.1機型選擇的原則</p><p>　　機型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、</p><p>　　維護使用方便及最佳的性能價格比。具體應考慮的因素如下所述：</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)合理</b></p><p>　　對于工藝過程

52、比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場合，選用整體式結(jié)</p><p>　　構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC。</p><p>　?。?）功能強、弱適當</p><p>　　對于開關(guān)量控制的工程項目，若控制速度要求不高，一般選用抵擋的PLC。</p><p>　　對于以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目，可選用含有A/D轉(zhuǎn)換的

53、模擬量輸入模塊和含有D/A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，以及具有加減乘除運算和數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔機的PLC。</p><p>　　對于控制比較復雜、控制要求比較高的工程項目，如要實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可根據(jù)控制規(guī)模及復雜程度的程度，選用中檔機或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)和整個工廠的自動化等。</p><p>　　當系統(tǒng)的各個控制對象分布在不同

54、地域時，應根據(jù)各個部分的具體要求來選擇PLC，以組成一個分布式的控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　（3）機型統(tǒng)一</b></p><p>　　PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價格便宜。但由于整體式結(jié)構(gòu)的PLC功能有限，只適合于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一般大

55、型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴展，比整體式靈活。</p><p><b>　?。?）是否在線編程</b></p><p>　　PLC的特點之一是使用靈活。當被控設備的工藝過程改變時，只需用編程器</p><p>　　重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。</p><p>　?。?）PLC的環(huán)

56、境適應性</p><p>　　由于PLC是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。盡管如此，每種PLC都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，特別是在設計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要進行充分的考慮。</p><p>　　一般PLC及其外部電路（I/O模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作：</p><p>　　溫度

57、 工作溫度0～55℃</p><p>　　儲存溫度 -40℃～+85℃</p><p>　　溫度 相對濕度5%～95%（無凝結(jié)霜）</p><p>　　振動和沖擊 滿足國際電工委員會標準</p><p>　　電源 交流220V，允許變化范圍為-15%～+15%，頻率為47～53Hz，<

58、/p><p>　　瞬間停電保持10ms</p><p>　　環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體</p><p>　　對于需要應用在特殊環(huán)境下的PLC，要根據(jù)具體的情況進行合理的選擇。</p><p>　　3.1.2PLC容量選擇</p><p>　　PLC容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)；二

59、是用戶存儲器的容量（字數(shù)）。</p><p>　　PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應留有適當?shù)脑Ａ浚宰鰝溆?。根?jù)經(jīng)驗，在選擇存儲容量時，一般按實際需要的10%～25%考慮裕量。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲器字數(shù)為開關(guān)量乘以8；對于有模擬量控制功能的PLC，所需存儲器字數(shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以100。通常，一條邏輯指令占用存儲器一個字。計時、計數(shù)、移位及算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯ζ鲀蓚€字。各種指令占存儲器的字

60、數(shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊。</p><p>　　I/O點數(shù)也應留有適當裕量。由于目前I/O點數(shù)較多的PLC價格較高，若備用的I/O的點的數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對象的輸入和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴充，通常I/O點數(shù)按實際需要的10%～15%考慮備用量。</p><p>　　3.1.3I/O模塊的選擇</p><p>　　PLC是一種工業(yè)控制

61、系統(tǒng)，他的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設備或工業(yè)生產(chǎn)過程他的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。他與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。</p><p>　　通過I/O接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為對被控對象進行控制的依據(jù)。同時控制器又通過I/O接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設備，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)控制。外部設備或生產(chǎn)過程中的信號電平各種各樣，各種機構(gòu)所需的信息電平也是

62、各種各樣的，而PLC的CPU所處理信息只能是標準電平，所以I/O接口模塊還需實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。PLC從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設備的控制信號都需經(jīng)過一定距離。為了確保這些信息的正確無誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實際需要，PLC相應有許多種I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實際需要進行選擇使用。</p><p>　　標準的I/O模塊用于同

63、傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開/關(guān)）設備（如指示燈、報警器、電動機起動器等）進行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流I/O信號為24～240V（AC），直流I/O信號為0～10V（DC）。</p><p>　　I/O點數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便的對功能進行擴展。對一個控</p><p>　　制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，I/O所用的點數(shù)就可能有所不同，現(xiàn)具體分析如下

64、：</p><p>　?。?）開關(guān)量輸入模塊輸入電壓的選擇</p><p>　　輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V 和 AC220V。直流輸入電路的延遲時間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。交流輸入方式的觸點接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。</p><p>　?。?）開關(guān)量輸出模塊的選擇</p><p>　

65、　繼電器型輸出模塊的觸點工作電壓范圍廣，導通壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但是動作速度較慢，壽命有一定的限制。如果系統(tǒng)的輸出信號變化不是很頻繁，選用繼電器型。</p><p>　　選擇時應考慮負載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負載狀態(tài)變化是否頻繁等，還應注意同一輸出模塊對電阻性負載、電感性負載和白熾燈的驅(qū)動能力的差異。輸出模塊的輸出電流額定值應大于負載電流的最大值。</p>&

66、lt;p>　　本系統(tǒng)設計中根據(jù)實際選用的是AC220V開關(guān)量輸入模塊和繼電器型輸出模塊。</p><p>　　以此為依據(jù)，本系統(tǒng)的設計選用三菱公司的FX2N系列（見表3.1）可編程序控制器。FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合此設計的要求。</p><p>　　表3.1 FX2N 系列基本單元</p><p>　　3.2 確定I

67、/O點及選擇PLC</p><p>　　3.2.1可編程控制器控制系統(tǒng)I/O點數(shù)估計</p><p>　　輸入設備——用以產(chǎn)生輸入控制信號（如按鈕、指令開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器等）。本系統(tǒng)中包括雙向選擇開關(guān)4個，按鈕開關(guān)5個，光柵開關(guān)2個和接近開關(guān)5個。</p><p>　　輸出設備——由PLC的輸出信號驅(qū)動的執(zhí)行元件，如繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等。該

68、系統(tǒng)中有中間繼電器5個，接觸器2個，電磁閥5個，指示燈1個。</p><p>　　本系統(tǒng)中實際需要輸入點17點，輸出點8點，根據(jù)輸入輸出點數(shù)，以及考慮到今后對系統(tǒng)的維護和擴充使用，要保留一定的裕量，因此我們選用的PLC型號為三菱公司的FX2N系列，其選擇如下：</p><p>　　基本單元：FX2N-48MR（輸入點24點，輸出點24點）</p><p>　　功能模

69、塊：FX2N－4AD-TC模塊1個、FX2N－4DA模塊1個、FX2N-422-BD通信口1個</p><p>　　在確定了控制對象的控制任務和選擇好PLC的機型后，即可安排輸入、輸出的配置，并對輸入、輸出進行地址編號。分配I/O地址時要注意以下問題：</p><p>　?。?） 設備I/O地址盡可能連續(xù)；</p><p>　?。?） 相鄰設備I/O地址盡可能連續(xù)；

70、</p><p>　?。?） 輸入/輸出I/O地址分開；</p><p>　?。?） 每一框架I/O地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會增加系統(tǒng)成本；</p><p>　?。?） 充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號聯(lián)系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的內(nèi)部連線。</p>

71、<p>　　3.2.2 PLC的I/O分配表</p><p>　　表3.2 PLC的I/O分配表</p><p><b>　　3.3 器件選型</b></p><p>　　3.3.1交流調(diào)功器選型及接線方法</p><p><b>　?。?）調(diào)功器選型</b></p>&l

72、t;p>　　調(diào)功器的選擇主要是根據(jù)負載的大小決定的，當負載功率較小時可以選用單相方案,但當負載的功率較大時，選用單相將會給電網(wǎng)造成嚴重的不平衡，所以大功率的負載一般選用三相調(diào)功器。一般幾個千瓦以下的電加熱系統(tǒng)可以考慮使用單相電力調(diào)整器，大于的應選用三相電力調(diào)功器。</p><p>　　綜上所述,我們將在本課題中采用三相電力調(diào)整器。 </p><p>　　在單相電加熱回路中,負載電流計

73、算如下:  </p><p>　　I(負載電流)=P(負載的額定功率)/3U(電源電壓)  </p><p>　　考慮到功率余量, 讓負載電流乘以一定的系數(shù) .一般可選1.3-1.6倍之間.即: </p><p>　　I(電力調(diào)整期電流)=I(負載電流)*1.5 </p><p>　　注塑機的加熱負載選用三相星形負載,額定

74、功率為10KW，選型如下:  </p><p>　　I(實際電流)=10000W/3*220V=15.2A    </p><p>　　I(電力調(diào)整器電流) =15.2*1.5=25A   </p><p>　　由上所述，本課題將選用斯通ST35P電力調(diào)整器。ST35P電力調(diào)整器是運用數(shù)字電路觸發(fā)可控硅實現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)功

75、。調(diào)壓采用移相控制方式，調(diào)功有定周期調(diào)功和變周期調(diào)功兩種方式。電力調(diào)整器帶有同步電路、自動判別相位、缺相保護、上電緩起動、緩關(guān)斷、散熱器超溫檢測、恒流輸出、電流限制、過流保護、串行工作狀態(tài)指示等功能。ST35P電力調(diào)整器的特點：十位A/D，輸出線性化程度高，輸出起控點低。ST35P電力調(diào)整器可與帶0~5V、0~10V或4~20mA等的智能PID調(diào)節(jié)器或PLC配套使用，也可獨立使用手動功能。ST35P電力調(diào)整器可廣泛應用于工業(yè)電爐的加熱控

76、制、冶金、化工、紡織機械等領(lǐng)域。</p><p><b>　?。?）調(diào)功器的接線</b></p><p>　　斯通ST35P電力調(diào)整器的整機接線圖（見附錄A）。</p><p>　　下面介紹斯通ST35P電力調(diào)整器常用的五種接線方式（見圖3-1）：</p><p>　?、僮詈喿詣涌刂平泳€圖</p><

77、p>　　說明：1.自動控制時，若不帶限幅功能R1、R2必須短路。 </p><p>　　2.0~5V、0~10V及4~20mA均接C1、C2；但只能接其中一種。</p><p><b>　　圖3-1a：</b></p><p>　?、趲薹δ艿淖詣涌刂平泳€圖</p><p>　　說明：1.恒流工作時，圖中限幅

78、功能可限制輸出的電流，詳細使用方法參考恒流調(diào)試過程。</p><p>　　2.普通工作模式時，圖中限幅電位器能限制輸出的電壓。</p><p><b>　　圖3-1b：</b></p><p>　?、凼謩蛹白詣咏M合接線圖</p><p>　　說明：用手動電位器控制時，僅需要把圖中單刀 雙擲開關(guān)撥向手動電位器中心抽頭即可

79、，此時電力調(diào)整器的輸出只受手動電位器控制，而與控制信號無關(guān)。</p><p><b>　　圖3-1c：</b></p><p>　?、苁謩优c帶限幅功能的自動控制接線圖</p><p>　　說明：該圖是圖2、3組合接線方式。</p><p><b>　　圖3-1d：</b></p>&l

80、t;p><b>　?、菹蘖鞴δ芙泳€圖</b></p><p>　　說明：1.恒流工作模式下不需要該電位器。</p><p>　　2.普通限流時，若負載調(diào)節(jié)需要更平滑須使用多圈電位器。</p><p><b>　　圖3-1e：</b></p><p>　　（3）調(diào)功器的使用說明</p>

81、;<p>　　① 圖中的控制信號請注意正、負極性，若接反可能會導致小信號時滿輸出。</p><p>　?、?圖中電源為380V 50Hz交流，可接三相中任意兩相。</p><p>　　③ CN1-8外接開關(guān)作為起停開關(guān)。開路時為運行，短路時為待機狀態(tài)（無輸出）。強烈建議感性負載調(diào)壓過程的起動和停止應先將起停開關(guān)置于待機位置，當電源供電接通后起停開關(guān)置于運行位置。結(jié)束時，應先將

82、起停開關(guān)置于待機位置，使調(diào)壓器緩關(guān)斷后再斷電。</p><p>　　3.3.2溫度傳感器的選型 </p><p>　　溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開發(fā)，應用最廣的一類傳感器。在半導體技術(shù)的支持下，相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。熱電偶屬于接觸式溫度測量儀表是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度檢測儀表之一。其特點為測

83、量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響，測量范圍廣，構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電勢信號, 通過與電氣測量儀表的配合, 就能測量出被測的溫度。熱電偶測溫的基本原理是熱電效應。    標準化熱電偶，按IEC國際標準生產(chǎn)。熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K

84、、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶，N、K、E、J、T屬于廉價金屬熱電偶。 </p><p>　　S分度號的特點是抗氧化性能強，宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長期使用溫度1400℃，短期1600℃。在所有熱電偶中，S分度號的精確度等級最高，通常用作標準熱電偶；</p><p>　　R分度號與S分度號相比除熱電動勢大15%左右，其它性能幾乎完全相同；  

85、;  B分度號在室溫下熱電動勢極小，故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為1600℃，短期1800℃?？稍谘趸曰蛑行詺夥罩惺褂?，也可在真空條件下短期使用。     N分度號的特點是1300℃下高溫抗氧化能力強，熱電動勢的長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)的復現(xiàn)性好，耐核輻照及耐低溫性能也好，可以部分代替S分度號熱電偶；    K分度號的特點是抗氧化性能強，宜在氧化性

86、、惰性氣氛中連續(xù)使用，長期使用溫度1000℃，短期1200℃。在所有熱電偶中使用最廣泛；    E分度號的特點是在常用熱電偶中，其熱電動勢最大，即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，使用溫度0-800℃；    J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限750℃)，也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950℃)，并且耐H2及CO氣體腐蝕，多用于煉油及化工；

87、60;   T分度號的特點是在所有廉價金屬熱電偶中精確度等級最高，通常用來測量300℃以下的溫度。</p><p>　　由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室

88、的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。     在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。冷端溫度補償器的型號應與熱電偶的型號相符,并在規(guī)定溫度范圍內(nèi)使用; 冷端溫度補償器與熱電偶連接時極性不能接錯; 根據(jù)補償器的平衡點溫度調(diào)整儀表起始點,使指針批示在

89、平衡點溫度; 具有自動補償機構(gòu)的顯示儀表不安裝補償器;補償器必須定期檢查和檢定。</p><p>　　根據(jù)說明，本課題將采用安徽天康生產(chǎn)的K型熱電偶傳感器RNG-430，測溫范圍0-800℃，適合高溫高壓場所的溫度測量與控制。</p><p>　　3.3.3液壓閥控制閥的選型</p><p>　　液壓控制閥（簡稱液壓閥）是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用來控制液壓系統(tǒng)中流體

90、的壓力、流量及流動方向，從而使之滿足各類執(zhí)行元件不同動作的要求。液壓控制閥按其作用可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥三大類，相應地可由這些閥組成三種基本回路：方向控制回路、壓力控制回路和調(diào)速回路。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。按控制方式的不同，液壓閥又可分為普通液壓控制閥、伺服控制閥、比例控制閥。根據(jù)安裝

91、形式不同，液壓閥還可分為管式、板式和插裝式等若干種。 </p><p>　　本課題中用到的液壓控制閥包括能完成模具開/合、注射臺進/退、頂杠頂出/復位電磁換向閥3個，注射杠注射的直通單向閥1個，油路壓力控制的溢流閥1個。經(jīng)過比較，決定對液壓控制閥的選擇如下： 24EO-B6H-T型二位四通換向閥3個， A-Ha10L型單向閥1個，YF-L8H1-S型溢流閥。</p><p>　　3.3

92、.4液壓馬達的選型</p><p>　　液壓馬達是指輸出旋轉(zhuǎn)運動的,將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，液壓泵與液壓馬達是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達工況；反之，當液壓馬達的主軸由外力矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，也可變?yōu)橐簤罕霉r。因為它們具有同樣的基本結(jié)構(gòu)要素--密閉而又可以周期變化的容積和相應的配油機構(gòu)。　　液壓馬達按其結(jié)構(gòu)類型來分可以分為齒輪式

93、、葉片式、柱塞式和其它型式。按液壓馬達的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500r／min的屬于高速液壓馬達，額定轉(zhuǎn)速低于500r／min的屬于低速液壓馬達。高速液壓馬達的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式 和軸向柱塞式等。它們的主要特點是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動慣量小，便于啟動和制動，調(diào)節(jié)(調(diào)速及換向)靈敏度高。通常高速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩不大所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達。低速液壓馬達的基本型式是徑向柱塞式，此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中

94、也有低速的結(jié)構(gòu)型式，低速液壓馬達的主要特點是排量大、體積大轉(zhuǎn)速低(有時可達每分鐘幾轉(zhuǎn)甚至零點幾轉(zhuǎn))，因此可直接與工作機構(gòu)連接，不需要減速裝置，使傳動機構(gòu)大為簡化，通常低速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)</p><p>　　本課題中用到一個完成注射杠預塑動作的液壓馬達，經(jīng)過比較，決定選用XHM2-150型液壓馬達。</p><p>　　3.3.5液壓泵電機選型</p><p>　　油

95、泵電機是注塑機的動力的來源，主要從選用的電動機的功率、工作電壓、種類、型式及其保護電器考慮。 </p><p>　　根據(jù)實際生產(chǎn)中的需要，這里選用Y160L-4,額定功率為15KW，額定電壓為380V，電流為30A，額定轉(zhuǎn)速為1480rpm。電機采用星三角起動方式，降低啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，使電機啟動平穩(wěn)。油泵電機啟動電路如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 油泵電機啟動電路&l

96、t;/p><p><b>　　3.3.6熱繼電器</b></p><p>　　熱繼電器的種類很多，應用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其主要由熱元件、雙金屬片、觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感應元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機械輾壓而成。</p><p>　　熱繼電器是利用電流的熱效應原理工作的保護電器，在電路中作電動機的過載保護。電動

97、機在實際運行中，常遇到過載情況，過載時間長時，繞組溫升超過了允許值是將會加劇繞組絕緣老化，縮短電機的使用年限，嚴重時甚至會使電機繞組燒壞。因此，凡電機長期運行時，都需要對其過載提供保護裝置。</p><p>　　選用熱繼電器主要應考慮的因素有：額定電流或熱元件的整定電流要求均應大于被保護電路或設備的正常工作電流。作為電動機保護時，要考慮其型號、規(guī)格和特性、正常啟動時的啟動時間和啟動電流、負載的性質(zhì)等。在接線時對星

98、型聯(lián)結(jié)的電動機，應選擇帶斷相保護的熱繼電器。所選用的熱繼電器的整定電流通常與電動機的額定電流相等。在此系統(tǒng)中選用JR16-20型的熱繼電器。</p><p><b>　　3.3.7觸摸屏</b></p><p>　　觸摸屏作為一種新的電腦輸入設備，是目前最簡單的、方便、自然的一種人機交互方式，它可以用來監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況、發(fā)出相關(guān)命令、顯示設定比例、實際流量等，這里考

99、慮到與三菱系列PLC的通信，應選用三菱F940GOT觸摸屏，它是用RS-422連接器與PLC進行通信，完成數(shù)據(jù)的傳送。</p><p>　　3.3.8中間繼電器</p><p>　　選擇中間繼電器時，首先要注意的線圈電流的種類（是交流還是直流），其線圈的電壓或電流應滿足電路的要求。另外，觸頭的數(shù)量與容量（額定電壓電流）應滿足控制電路的要求，本系統(tǒng)選用JZ15D-44,額定工作電壓為AC38

100、0V。</p><p><b>　　3.3.9行程開關(guān)</b></p><p>　　行程開關(guān)是實現(xiàn)行程控制的小電流（5A以下）的主令電器，它是利用機械運動部件的碰撞使觸頭動作，即將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過控制其他電器來控制運動部件的行程大、運動方向或限位保護。</p><p>　　選擇行程開關(guān)是應考慮幾點：第一，根據(jù)使用場合和控制對象來確定行

101、程開關(guān)的種類；第二，根據(jù)使用的環(huán)境條件，選擇開啟式或保護式等防護形式；第三，根據(jù)控制電路的電壓和電流選擇系列；第四，根據(jù)生產(chǎn)機械的運動特征，選擇行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式。</p><p><b>　　3.3.9接觸器</b></p><p>　　接觸器是指工業(yè)電網(wǎng)中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)

102、（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當接觸器的電磁線圈通電后，會產(chǎn)生很強的磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。在工業(yè)電氣中，接觸器的型號很多，電流在5A-1000A的不等，其用處相當廣泛。因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些型別可達800安培)電路的

103、裝置，所以經(jīng)常運用于電動機作為控制對象，也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載，并作為遠距離控制裝置。</p><p>　　本課題中對油泵電機的啟?？刂朴玫?個接觸器，三菱 MITSUBI 接觸器 MSO-N10KP 1.6A AC220,電動機起動器接觸器與熱過載繼電器組合成電動機起動器，主要用于交流頻率50Hz和60Hz，額定電壓至1000V，額定電流至800A的電力系統(tǒng)中接通和分斷電

104、路，并可以提供三相交流電動機的過載保護和斷相保護。</p><p>　　3.4 注塑機控制系統(tǒng)的接線圖</p><p>　　3.4.1注塑機控制系統(tǒng)的整體接線示意圖</p><p>　　圖3-3注塑機控制系統(tǒng)的整體接線示意圖</p><p>　　3.4.2PLC的I/O系統(tǒng)配置圖</p><p>　　圖3-4 PLC

105、的I/O系統(tǒng)配置圖</p><p>　　4 控制系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　4.1 系統(tǒng)工藝流程圖</p><p>　　注塑機的工作過程為：按下電源開關(guān)液壓油泵啟動，系統(tǒng)進入準備狀態(tài)，此時可選擇手動或自動操作模式。</p><p>　　當選擇自動模式時，按下啟動按鈕，當確認合模安全時合模電磁閥動作，合模/開模油缸在油壓力的作用下驅(qū)動

106、導杠動作，使動模板向上面與定模板快速地閉合。合模完畢后，合模到接近開關(guān)動作，整進/整退氣缸在油壓力的作用下驅(qū)動拉桿動作,使射臺向前移動。射臺整進到后，接近開關(guān)動作，射膠電磁閥得電，螺杠在液壓力的推動下完成射膠并保壓一段時間。當射膠時間到達設定值時，射膠電磁閥斷電自復位，預塑電磁閥得電，預塑液壓馬達完成預塑的同時，螺杠退回原來的位置。預塑完后接近開關(guān)工作，整進電磁閥斷電自復位，射臺在液壓的作用下退回。射臺退回后，射臺退到位接近開關(guān)動作，合

107、模電磁閥斷電自復位，完成啟模動作。啟模完后，頂出油缸動作將制品頂出，落下的制品使計件光柵動作，產(chǎn)品計數(shù)，便完成一個生產(chǎn)周期。</p><p>　　圖4-1 注塑機控制系統(tǒng)工藝流程圖</p><p>　　當選擇手動操作時，分別打開各個轉(zhuǎn)換開關(guān)，即可使各個電磁閥得電工作或斷電自復位，使油缸在液壓力的作用下驅(qū)動導桿分別進行合模/開模、整進/整退，射膠，預塑，頂出等動作，完成調(diào)機工作。</p

108、><p>　　4.2 系統(tǒng)的程序設計</p><p>　　4.2.1注塑機的溫度控制</p><p>　　生產(chǎn)的過程中，螺杠筒溫度控制是十分重要的。如果溫度過高，螺杠筒中的塑料會發(fā)生分解而變質(zhì)；如果溫度過低會使塑料塑化不良，流動性變差，制品成型不好。注塑機中通常采用PID控制的方法，一般能達到±1℃的精度要求。溫度傳感器將螺杠內(nèi)的動態(tài)的溫度轉(zhuǎn)化為標準的電壓信號

109、（或電流信號），標準的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換送入PLC中與溫度的設定值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果在PLC內(nèi)進行PID調(diào)節(jié)，PID調(diào)節(jié)的輸出經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后直接作為交流調(diào)功器的輸入控制信號，及時的調(diào)整負載的輸入功率，使實際溫度與設定相同。</p><p>　　其溫度過程控制原理框圖如圖4－2所示。</p><p>　　圖4－2溫度過程控制原理框圖</p><p>　　注塑機

110、的溫度控制一般要求都在400℃以內(nèi)，而FX2N-4AD-TC的攝氏溫度的測量范圍為-100℃~+1200℃，其相對應的數(shù)字量范圍為-1000~+12000，它的測溫精度為0.1℃。從熱電偶傳來的溫度信號在0℃~+400℃的范圍內(nèi)，所以經(jīng)FX2N-4AD-TC輸入到PLC中的數(shù)字量的范圍應為0~+4000。從觸摸屏設定到PLC的實際溫度值應該轉(zhuǎn)換為對應的數(shù)字量才能使系統(tǒng)正常的工作，具體的轉(zhuǎn)換方法是：</p><p>

111、;　　PLC內(nèi)的數(shù)字量=溫度實際設定值*10</p><p>　　而將PLC中的數(shù)字量換算為實際溫度在觸摸屏上加以顯示也必須經(jīng)過相應的轉(zhuǎn)化，具體的轉(zhuǎn)換方法是： </p><p>　　實際溫度值=PLC內(nèi)的數(shù)字量/10</p><p>　　FX2N-4DA采用DC+4~+20mA電流輸出是對應的數(shù)字量為0~+1000，所PLC的PID運算時采用上限為1000，下限為0

112、，使PID的運算結(jié)果能真實的反映到對交流調(diào)功器的輸入功率的調(diào)整上。</p><p>　　4.2.2注塑機的步序控制</p><p>　　注塑機有手動和自動兩種工作模式。手動模式下，按下相應的功能按鈕時，便能完成相應的操作；自動模式下，只需按下啟動按鈕，注塑機就能按照調(diào)定的動作進行到底,工作流程如下：起始位置→合?！M→注射→保壓延時→預塑→整退→啟模→頂出→起始位置。</p>