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1注塑機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)2摘 要本論文主要闡述了 XS-ZY-250A 型注塑機(jī)的機(jī)電系統(tǒng)控制問(wèn)題。在可編程控制器實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)自動(dòng)控制的具體方法作了深入的研究，實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)動(dòng)作程序控制，將模糊控制等先進(jìn)控制理論應(yīng)用到注塑機(jī)料筒溫度控制中，并在注塑機(jī)全電氣化方面作了一些有益的嘗試。 關(guān)鍵詞：注塑機(jī)； PLC； 自動(dòng)控制系統(tǒng) ABSTRACTIn this paper , the TYPE-XS-ZY-250A plastic injection-moulding machine works is explained and the fundamental principle of its electrohydraulic system is introduced.The method is carefully studied that control plastic injection-moulding machine through electrohydraulic proportional-technology, D/A and programmable controller.Key words:plastic injecton-moulding machine； proportional-technology ；programmable controller. 3目 錄1 引 言 .12 PLC 的簡(jiǎn)介 .22.1 應(yīng)用對(duì)象功能要求應(yīng)用場(chǎng)合 .22.2 PLC 系統(tǒng)組成及各部分的功能 32.2.1 CPU 運(yùn)算和控制中心 32.2.2 存儲(chǔ)器 32.2.3 輸入/輸出接口 32.2.4 編程器 42.3 PLC 的特點(diǎn) 42.3.1 可靠性高 42.3.2 控制功能強(qiáng) 42.3.3 編程方便易于使用和推廣 42.4ＰＬＣ機(jī)型選擇的基本原則 52.5 PLC 的工作過(guò)程 52.5.1 自監(jiān)視掃描階段 .52.5.2 與編程器交換信息階段 .52.5.3 與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的階段 .62.5.4 用戶程序掃描階段 .62.5.5 IO 服務(wù)掃描階段 62.6 PLC 機(jī)型的選擇步驟與原則 62.6.1 合理的結(jié)構(gòu)型式 .72.6.2 安裝方式的選擇 .72.6.3 相應(yīng)的功能要求 72.6.4 響應(yīng)速度要求 72.7 PLC 容量的選擇步驟與原則 82.7.1 I／O 點(diǎn)數(shù)的選擇 842.7.2 存儲(chǔ)容量的選擇 .83 塑料模簡(jiǎn)介 103.1 塑料模具分類(lèi) .104 注射機(jī)的使用 114.1 注射機(jī)的操作及維護(hù) .114.1.1 操作安全 114.1.2 注射機(jī)塑化裝置的操作 114.2.3 注塑機(jī)的維護(hù) 124.3 注塑機(jī)的分類(lèi)及其型號(hào)規(guī)格的表示方法 .124.3.1 按外形分為 .124.3.2 按注射功能分 .125 注塑機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 135.1 減少損耗，充分利用能量 .135.2 泄漏控制 .135.3 主動(dòng)維護(hù) .135.4 機(jī)電一體化 .145.5 液壓 CAD 技術(shù) .145.6 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟和內(nèi)容 .146 S-2Y-250A 型注塑機(jī)設(shè)計(jì) .156.1 XS-2Y-250A 型注塑機(jī)工作流程簡(jiǎn)圖 156.1.1 PLC 程序的順序控制設(shè)計(jì)法 156.1.2 順序控制設(shè)計(jì)法的步設(shè)計(jì)驟 166.2 注塑機(jī)的工作過(guò)程…………………………………………………………176.2.1 慢速合模 176.2.2 快速合模 186.2.3 低壓慢速合模 186.2.4 高壓合模 186.2.5 注射座整體前移 186.2.6 注射 1856.2.7 慢速注射 186.2.8 快速注射 196.2.9 保壓 196.2.10 預(yù)塑 196.2.11 防流延 196.2.12 注射座整體后退 196.2.13 開(kāi)模 206.2.14 頂出 206.2.15 頂出缸前進(jìn) 206.2.16 螺桿的前進(jìn)與后退 206.3 輸入分配表 .216.4 輸出分配表………………………………………………………………216.5 電磁閥動(dòng)作表 .226.6 程序語(yǔ)句 .226.7 程序梯形圖 .27結(jié)束語(yǔ) 34致謝………………………………………………………………………………….35參考文獻(xiàn) 3601 引 言現(xiàn)代注塑機(jī)是一個(gè)集機(jī)電—液于一體的典型系統(tǒng)，由于一次能夠成型復(fù)雜制品、后加工量少，再加上可采用注射成型加工的塑料種類(lèi)非常多，以及注塑成型加工具有適應(yīng)性強(qiáng)和效率高等特點(diǎn)，因而成為一種非常重要的塑料成型加工方法?？删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable Controller，PLC）是一種介于計(jì)算機(jī)和簡(jiǎn)單順序控制器之間的自動(dòng)控制裝置,在硬接線邏輯控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型技術(shù),得益于微電子和控制技術(shù)的發(fā)展與綜合，在三十年時(shí)間內(nèi)，迅速發(fā)展成為一種多功能、智能化的綜合控制器系統(tǒng)。PLC 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，使其應(yīng)用領(lǐng)域從單機(jī)自動(dòng)化、生產(chǎn)線自動(dòng)化，擴(kuò)大到車(chē)間及工廠生產(chǎn)綜合自動(dòng)化，最終建立計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS） 、智能制造系統(tǒng)（ Intelligent Manufacturing System，IMS） 。同樣，PLC 在注塑機(jī)上得到了廣泛而成功的應(yīng)用，不僅繼承了傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制功能，而且借助各種智能模塊已能夠?qū)︻A(yù)塑計(jì)量、料筒溫度、注射壓力等過(guò)程實(shí)現(xiàn)精確、實(shí)時(shí)控制。例如，奧地利 B＆R 公司的 B＆R2000 系統(tǒng)可以精確地監(jiān)視、控制注塑機(jī)多區(qū)域溫度，實(shí)現(xiàn)能量最優(yōu)化，還專(zhuān)門(mén)研制了針對(duì)注塑機(jī)的特殊模塊。針對(duì)注塑機(jī)全電氣化控制發(fā)展要求，國(guó)外（日本、奧地利等）采用 PLC 研制成功了全電氣化注塑機(jī)。我國(guó)在這方面與國(guó)外相比還存在較大的差距，PLC 在注塑機(jī)上的應(yīng)用還僅僅停留在簡(jiǎn)單的邏輯控制上面，甚至大部分廠家還使用繼電器作為控制器。12 PLC 的簡(jiǎn)介早期的 PLC（60 年代末—70 年代中期）早期的 PLC 一般稱(chēng)為可編程邏輯控制器。這時(shí)的 PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中 PLC 特有的編程語(yǔ)言—梯形圖一直沿用至今。中期的 PLC（70 年代中期—80 年代中，后期）在 70 年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC 的中央處理單元(CPU)。這樣，使 PLC 得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。近期的 PLC（80 年代中、后期至今）進(jìn)入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類(lèi)型的 PLC 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用邏輯處理芯片。這樣使得 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。2.1 應(yīng)用對(duì)象功能要求應(yīng)用場(chǎng)合替代繼電器 繼電器觸點(diǎn)輸入/輸出、邏輯線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器替代傳統(tǒng)使用的繼電器，完成條件控制和時(shí)序控制功能；數(shù)學(xué)運(yùn)算，四則數(shù)學(xué)運(yùn)算、開(kāi)方、對(duì)數(shù)、函數(shù)計(jì)算、雙倍精度的數(shù)學(xué)運(yùn)算；設(shè)定值控制、流量計(jì)算；PID 調(diào)節(jié)、定位控制和工程量單位換算；數(shù)據(jù)傳送，寄存器與數(shù)據(jù)表的相互傳送等數(shù)據(jù)庫(kù)的生成、信息管理、BAT-CH（批量）控制、診斷和材料處理等；矩陣功能，邏輯與、邏輯或、異或、比較、置位（位修改） 、移位和變反等，這些功能通常2按“位”操作，一般用于設(shè)備診斷、狀態(tài)監(jiān)控、分類(lèi)和報(bào)警處理等；高級(jí)功能，表與塊間的傳送、校驗(yàn)和、雙倍精度運(yùn)算、對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)、平方根、PID 調(diào)節(jié)等表與塊間的傳送、校驗(yàn)和、雙倍精度運(yùn)算、對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)、平方根、PID 調(diào)節(jié)等；通信速度和方式、與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)功能、調(diào)制解調(diào)器等；診斷功能，PLC 的診斷功能有內(nèi)診斷和外診斷兩種。內(nèi)診斷是 PLC 內(nèi)部各部件性能和功能的診斷，外診斷是中央處理機(jī)與 I/O 模塊信息交換的診斷；串行接口（RS-232C） ，一般中型以上的 PLC 都提供一個(gè)或一個(gè)以上串行標(biāo)準(zhǔn)接口（RS-232C） ，以例連接打印機(jī)、CRT、上位計(jì)算機(jī)或另一臺(tái) PLC8；通信功能，現(xiàn)在的 PLC 能夠支持多種通信協(xié)議。比如現(xiàn)在比較流行的工業(yè)以太網(wǎng)等，對(duì)通信有特殊要求的用戶。2.2 PLC 系統(tǒng)組成及各部分的功能 2.2.1 CPU 運(yùn)算和控制中心 當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲(chǔ)器中，然后 CPU 根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序） ，把用戶程序翻譯成 PLC 內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。 橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU 將之存入工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或輸入映象寄存器。然后由 CPU 把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動(dòng)器。組成：CPU 由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個(gè)芯片上。CPU 通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線與 I/O 接口電路相連接。 2.2.2 存儲(chǔ)器 具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM 組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為 3~5 年。 2.2.3 輸入/輸出接口 （1）輸入接口： 3光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成。發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。光電三級(jí)管：在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)有線性關(guān)系。輸入接口電路工作過(guò)程：當(dāng)開(kāi)關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過(guò)輸入接口電路把外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成 PLC 內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。 （2）PLC 的繼電器輸出接口電路： 工作過(guò)程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào) 1，有電流流過(guò)，繼電器線圈有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線圈沒(méi)有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)負(fù)載的電流或電壓。也就是通過(guò)輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。 2.2.4 編程器 編程器分為兩種：一種是手持編程器，方便。我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。二種是通過(guò) PLC 的 RS232 口。與計(jì)算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤(pán)。通過(guò)NSTP-GR 軟件（或 WINDOWS 下軟件）向 PLC 內(nèi)部輸入程序。 2.3 PLC 的特點(diǎn)2.3.1 可靠性高由于可靠性是用戶首選依據(jù)，應(yīng)此每個(gè) PLC 廠商都將可靠性作為第一指標(biāo)，以單片機(jī)為核心在硬件和軟件上采取大量抗干擾措施，提升 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間。一般達(dá) 30 萬(wàn)小時(shí)以上。2.3.2 控制功能強(qiáng)PLC 具有邏輯判斷，定時(shí)，步進(jìn)，跳轉(zhuǎn)，移位，記憶 四則運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等功能。2.3.3 編程方便易于使用和推廣4PLC 采用與繼電器電路相類(lèi)似的梯形圖編程比較直觀易懂。采用積木式模塊或結(jié)構(gòu)具有較大的靈活性和擴(kuò)展性，可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求或運(yùn)行情況隨時(shí)對(duì)程序進(jìn)行再線修改不用改硬線。2.4ＰＬＣ機(jī)型選擇的基本原則在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型；在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ；對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換、Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)ＰＩＤ運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制、全ＰＬＣ的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，表１列出了ＰＬＣ的幾種功能選擇。2.5 PLC 的工作過(guò)程 2.5.1 自監(jiān)視掃描階段 為了保證工作的可靠性，PLC 內(nèi)部具有自監(jiān)視或自診斷功能，自監(jiān)視功能是由監(jiān)視定時(shí)器（WDT，watchdog timer）完成的，WDT 是一個(gè)硬件時(shí)鐘，自監(jiān)視過(guò)程主要是檢查及復(fù)位 WDT，如果在復(fù)位前掃描時(shí)間已經(jīng)超過(guò) WDT 的設(shè)定值，CPU 將停止運(yùn)行，IO 復(fù)位，給出報(bào)警信號(hào)，這種故障稱(chēng)為 WDT 故障。WDT 故障可能由 CPU 硬件引起，也可能用戶程序執(zhí)行時(shí)間太長(zhǎng)，使掃描時(shí)間超過(guò) WDT 時(shí)間而引起的，用編程器可以消除故障。WDT 的設(shè)定一般是 150-200ms，一般系統(tǒng)的時(shí)間都小于 50-60ms。在大中型 PLC 中一般可以對(duì) WDT 進(jìn)行修改。2.5.2 與編程器交換信息階段 用戶使用編程器（計(jì)算集中的編程軟件）對(duì) PLC 進(jìn)行用戶程序的上傳、下載或者使用上位機(jī)中的 SCADA 系統(tǒng)對(duì) PLC 進(jìn)行監(jiān)視控制時(shí)，PLC 的 CPU 交出控制權(quán)，處于被動(dòng)狀態(tài)，上述工作完成或達(dá)到信心交換的規(guī)定時(shí)間后，CPU 重新得到總線權(quán)，恢復(fù)主動(dòng)狀態(tài)。52.5.3 與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的階段 目前的大中型 PLC 都是用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的交換，比如，controllogix 使用 controlnet，quantum 使用 MODBUS 。PLUS，在這一段十進(jìn)之中，PLC 和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。 2.5.4 用戶程序掃描階段 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，一個(gè)掃描周期中就包含了用戶程序的掃描階段。該階段中，根據(jù)用戶程序中的指令，PLC 從輸入狀態(tài)暫存區(qū)和其他軟元件的暫存區(qū)中將有關(guān)狀態(tài)讀出，從第一條指令開(kāi)始順序執(zhí)行，每一步的執(zhí)行結(jié)果存入輸出狀態(tài)暫存區(qū)。 2.5.5 IO 服務(wù)掃描階段 CPU 在內(nèi)存中設(shè)置兩個(gè)暫存區(qū)，一個(gè)是輸入暫存區(qū)（輸入映象寄存器） ，一個(gè)是輸出暫存區(qū)（輸出映象寄存器） ，執(zhí)行用戶程序時(shí)，用到的輸入值從輸入暫存區(qū)中取得，結(jié)果放在輸出暫存區(qū)。在輸入服務(wù)（輸入采陽(yáng)及刷新）中，CPU將實(shí)際的輸入端的狀態(tài)讀入到輸入暫存區(qū)；在輸出服務(wù)（輸出刷新與鎖存）中，CPU 將輸出暫存區(qū)的值同時(shí)傳送到輸出狀態(tài)鎖存器。輸入暫存區(qū)的數(shù)據(jù)取決于輸入服務(wù)階段各實(shí)際輸入點(diǎn)的狀態(tài)，在用戶程序執(zhí)行階段，輸入暫存區(qū)的數(shù)據(jù)不在隨輸入端的變化而變化，該階段中，輸出暫存區(qū)根據(jù)執(zhí)行結(jié)果的不同而變化，但輸出鎖存器內(nèi)容不變。2.6 PLC 機(jī)型的選擇步驟與原則隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展，PLC 產(chǎn)品的種類(lèi)也越來(lái)越多。不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：62.6.1 合理的結(jié)構(gòu)型式PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 整體式 PLC 的每一個(gè) I／O 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便,在 I／O 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O 模塊的種類(lèi)等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。2.6.2 安裝方式的選擇PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／O 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式：集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程 I／O 硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程 I／O 式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣。遠(yuǎn)程 I／O 可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程 I／O 電源；多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型 PLC，但必須要附加通訊模塊。2.6.3 相應(yīng)的功能要求一般小型(低檔)PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／D 和 D／A 轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。但是中、高檔 PLC價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。2.6.4 響應(yīng)速度要求10.5 系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。PLC 對(duì)外輸出時(shí)負(fù)載類(lèi)型也很重要，感性負(fù)載和容性負(fù)載會(huì)引起浪涌電流。如果浪涌電流太大就要選帶吸收浪涌電流的 PLC。 10.6 機(jī)型盡量統(tǒng)一，一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問(wèn)題：機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。其功能和使用方法類(lèi)似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技7術(shù)水平的提高。其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。2.7 PLC 容量的選擇步驟與原則 2.7.1 I／O 點(diǎn)數(shù)的選擇PLC 平均的 I／O 點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I／O 點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的 I／O 點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。通常 I／O 點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10％~15％的裕量來(lái)確定。2.7.2 存儲(chǔ)容量的選擇用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與 PLC 系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫(xiě)水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差 25％之多，所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。PLC 的 I／O 點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了 PLC 系統(tǒng)的功能要求，因此可在 I／O 點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加20％~30％的裕量。存儲(chǔ)容量（字節(jié)）＝開(kāi)關(guān)量 I／O 點(diǎn)數(shù)×10 ＋ 模擬量 I／O通道數(shù)×100 另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類(lèi)型的選擇。市場(chǎng)上 PLC 種類(lèi)及特點(diǎn)如下：歐姆龍、西門(mén)子、三菱 PLC、施耐德、AB 西門(mén)子系列、 LOGO! S5、 S7-200 、S7-300 、S7-400 用 STEP 7 編程 （1）SIMATIC S7-200 PLC，S7-200 PLC 是超小型化的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC 的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7-200PLC 可提供 4 個(gè)不同的基本型號(hào)與 8 種 CPU 可供選擇使用。（2）SIMATIC S7-300 PLC ；S7-300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用，價(jià)格高。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與 S7-200 PLC 比較，S7-300 PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7-300 操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC 人機(jī)界面（HMI）從 S7-300 中取得數(shù)據(jù)，S7-300 按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300 操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU 的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：8超時(shí)，模塊更換，等等） ；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC 設(shè)有操作方式選擇開(kāi)關(guān)，操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫(xiě)用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC 可通過(guò)編程軟件 Step 7 的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC 具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接 AS-I 總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在 CPU 中，用于同時(shí)連接編程器、PC 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 （3） SIMATIC S7-400 PLC ，S7-400 PLC 是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。S7-400 PLC 采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的 CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專(zhuān)用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。綜合以上原則我們選擇西門(mén)子 S7-200-226 型 PLC。93 塑料模簡(jiǎn)介3.1 塑料模具分類(lèi)3.1.1 按照塑料制品成型方法分類(lèi)（1）壓塑模：塑料裝在受熱的型腔或加料室內(nèi)，然后加壓。在壓制時(shí)直接對(duì)型腔內(nèi)的塑料施加壓力。這類(lèi)模具的加料室一般于型腔是一體的。（2）傳遞模：塑料在加料室內(nèi)受熱成為粘流狀態(tài)，在柱塞壓力作用下使熔料經(jīng)過(guò)注射系統(tǒng)進(jìn)入充滿閉合的型腔。（3）注射模：塑料在注射機(jī)上裝有螺桿攪拌的料筒內(nèi)受熱進(jìn)行塑化，達(dá)到半熔融狀態(tài)時(shí)，在壓力作用下熔料通過(guò)模具的注射系統(tǒng)進(jìn)入到有一定溫度的型腔內(nèi)固化成塑料制品。工藝成型周期短，生產(chǎn)效率高，這種模具在熱固性塑料注射機(jī)上使用。104 注射機(jī)的使用注射機(jī)的使用包括注射機(jī)的操作、注射機(jī)的工藝條件的調(diào)整、開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備和終了時(shí)的結(jié)束工作等。開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備和終了時(shí)的結(jié)束工作。開(kāi)車(chē)前應(yīng)做好：檢查各運(yùn)動(dòng)部位（拉桿、導(dǎo)軌、導(dǎo)桿、油缸等）表面是否清潔，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑，檢查緊固件是否松動(dòng)，電路、油路、水管是否連接可靠，加熱裝置是否連接可靠，熱電偶與料斗接觸是否良好，檢查液壓裝置的油量，打開(kāi)冷卻系統(tǒng)。 每次加工終了后，首先應(yīng)關(guān)閉料斗落料口的插板。采用“手動(dòng)”的操作模式，在注射座退回后，反復(fù)進(jìn)行預(yù)塑和對(duì)空注射，將料筒內(nèi)的余料盡量排干凈。其次，采用“調(diào)整”模式，使模具閉于自由狀態(tài)，然后切斷加熱電源，關(guān)閉油泵電機(jī)、總電源和冷卻水。 4.1 注射機(jī)的操作及維護(hù)4.1.1 操作安全每次操作前檢查注射機(jī)的安全門(mén)是否可靠。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不可將手伸入合模機(jī)構(gòu)中。取制品時(shí)，必須打開(kāi)安全門(mén)。在手未完全撤離安全范圍時(shí)決不可關(guān)閉安全門(mén)。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，手不得伸入噴嘴和模具澆口之間或注射機(jī)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位。修理模具時(shí)，如果維修人員在合模機(jī)構(gòu)中工作，必須關(guān)閉油泵電機(jī)。4.1.2 注射機(jī)塑化裝置的操作 （1）螺桿啟動(dòng)。注射機(jī)料筒從室溫加熱到工作溫度大約需要 30 分鐘左右，大型機(jī)還要長(zhǎng)些。如果料筒中有剩余冷料。則需再保溫 15 分鐘左右，才能啟動(dòng)螺桿。 （2）螺桿空轉(zhuǎn)。預(yù)塑加料初期，在螺桿和料筒尚未加料時(shí)，不宜采用高的螺桿轉(zhuǎn)速，一般空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速在 50 轉(zhuǎn)/分以下。 11（3）塑化部位的裝拆。在裝拆料筒和螺桿時(shí)，首先將料筒（注射座）與原來(lái)的位置偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使料筒避開(kāi)模板。如果料筒內(nèi)有剩料，應(yīng)先加熱到塑化溫度，方能拆除噴嘴。在拆卸螺桿頭時(shí)，應(yīng)注意螺紋的旋向，一般為左旋。 4.2.3 注塑機(jī)的維護(hù) 首先使用上要注意上面提到的問(wèn)題。如果加工的物料有腐蝕性，且停機(jī)后需要一定時(shí)間才開(kāi)機(jī)，則要及時(shí)對(duì)料筒、螺桿進(jìn)行清洗。清洗工作應(yīng)在料筒加熱情況下進(jìn)行，一般用聚苯乙烯作為清洗料。在清洗結(jié)束后，立即關(guān)閉加熱開(kāi)關(guān)，并做終了結(jié)束工作。檢查工作分每天檢查和定期檢查，每天檢查：加熱圈裝置是否工作正常，熱電偶接觸是否良好；溫度控制儀是否在 0 位；各電氣開(kāi)關(guān)，特別是安全門(mén)和緊急停車(chē)開(kāi)關(guān)情況；模具安裝固定螺栓情況；冷卻水循環(huán)的供應(yīng)情況；檢測(cè)儀表，如壓力表、功率表、轉(zhuǎn)速表等；油箱內(nèi)的油量；運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑。定期檢查：工作油液的質(zhì)量；螺桿、料筒的磨損情況；電氣元件的工作狀況，接地是否可靠；吸油、濾油裝置；油冷卻器；油泵、電機(jī)、油馬達(dá)等。4.3 注塑機(jī)的分類(lèi)及其型號(hào)規(guī)格的表示方法4.3.1 按外形分為立式注射成型機(jī)； 臥式注射成型機(jī)； 角式注射成型機(jī)； 多模注射成型機(jī)。4.3.2 按注射功能分合模力/KN 注射量/cm3超小型 〈 200~400 〈 30小型 400~3000 60~500中型 3000~6000 500~2000大型 8000~20000 〉2000舉型 〉 20000125 注塑機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)5.1 減少損耗，充分利用能量 液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過(guò)程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。5.2 泄漏控制 泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的侵害兩個(gè)方面。今后，將發(fā)展無(wú)泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)管連接，研制新型密封和無(wú)泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無(wú)泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之 一污染控制 。過(guò)去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對(duì)水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使之具有更大的耐污染能力。同時(shí)開(kāi)發(fā)耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過(guò)濾器。研究對(duì)污染的在線測(cè)量；開(kāi)發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開(kāi)發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過(guò)濾元江及檢測(cè)裝置。5.3 主動(dòng)維護(hù) 開(kāi)展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)13防措施。要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通用工具軟件，開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自校正，在故障發(fā)生之前進(jìn)行補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。5.4 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動(dòng)向如下：液壓系統(tǒng)將有過(guò)去的電液開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)壓力、流量、位置、溫度、速度等傳感器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更適應(yīng)機(jī)電一體化需求，發(fā)展與計(jì)算機(jī)直接接口的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油污染度等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電控液壓泵，可實(shí)現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、合理分配功率、自動(dòng)保護(hù)等；借助現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭(zhēng)端和維護(hù)。5.5 液壓 CAD 技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓 CAD 設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立知識(shí)庫(kù)信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)-制造-銷(xiāo)售-使用-設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。將計(jì)算機(jī)防真及適時(shí)控制結(jié)合起來(lái)，在試制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。下一個(gè)目標(biāo)是，利用 CAD 技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見(jiàn)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)（CIMS） ，使液壓設(shè)計(jì)與制造技術(shù)有一個(gè)突破性的發(fā)展。5.6 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟和內(nèi)容 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟較多，且內(nèi)容涉及面又較廣，學(xué)習(xí)時(shí)不容易掌握。為此將液壓系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟及主要內(nèi)容用程序流程圖畫(huà)出來(lái)，幫助大家更系統(tǒng)地掌握這部分內(nèi)容。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，需要對(duì)其一些技術(shù)性能進(jìn)行驗(yàn)算，判斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，因此增加了驗(yàn)算液壓系統(tǒng)這一步驟。驗(yàn)算一般包括壓力損失、發(fā)熱和溫升。對(duì)于要求較高的系統(tǒng)還要進(jìn)行沖擊和動(dòng)態(tài)特性的驗(yàn)算。由于驗(yàn)算一般比較復(fù)雜，本章省略了這部分內(nèi)容。在驗(yàn)算液壓系統(tǒng)時(shí)往往選用近似的數(shù)據(jù)，其結(jié)14果只能概略地說(shuō)明問(wèn)題。如果你設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)有同類(lèi)系統(tǒng)可進(jìn)行比較或較可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果供參考，這一步驟可以省略。在實(shí)際設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，可以充分發(fā)揮各元件的工作性能為出發(fā)點(diǎn)，也可以以系統(tǒng)的安全為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)不同，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟和內(nèi)容也會(huì)有所不同。圖 17.1 中各步驟不是固定不變的。對(duì)于簡(jiǎn)單系統(tǒng)，常將一些步驟省略或合并。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，各步驟常互相穿插，經(jīng)反復(fù)修改后才能完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。6 S-2Y-250A 型注塑機(jī)設(shè)計(jì)6.1 XS-2Y-250A 型注塑機(jī)工作流程簡(jiǎn)圖注塑機(jī)工作流程圖如下圖 6.1 所示：原點(diǎn)閑模射 臺(tái)前進(jìn)注塑保壓頂塑射 臺(tái)后退開(kāi)模頂 針前進(jìn)頂 針后退復(fù)位啟 動(dòng)按鈕S B 安全限 位開(kāi)關(guān) S Q 1閉模終 止限位開(kāi) 關(guān)S Q 2射臺(tái)前進(jìn)終 止限 位開(kāi)關(guān) S Q 3延 時(shí)1 s延 時(shí)2 s加料限位 開(kāi)關(guān)S Q 4射臺(tái)后退終 止限 位開(kāi)關(guān) S Q 5開(kāi)模終 止限位開(kāi) 關(guān)S Q 6頂針前進(jìn)終 止限 位開(kāi)關(guān) S Q 7頂針后退終 止限 位開(kāi)關(guān) S Q 8Y V 1Y V 2Y V 3Y V 4Y V 5Y V 6Y V 7Y V 8圖 6.1 注塑機(jī)工作流程圖156.1.1 PLC 程序的順序控制設(shè)計(jì)法如果一個(gè)控制系統(tǒng)可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作，且這些動(dòng)作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行，這樣的控制系統(tǒng)稱(chēng)為順序控制系統(tǒng)，也稱(chēng)為步進(jìn)控制系統(tǒng)。其總控制是一步一步按進(jìn)順序行。在工業(yè)控制領(lǐng)域中，順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用很廣，尤其在機(jī)械行業(yè)，幾乎無(wú)例外地利用順序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)循環(huán)。所謂順序控制設(shè)計(jì)法就是針對(duì)系順序控制統(tǒng)的一種專(zhuān)門(mén)的方設(shè)計(jì)法。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)一般有兩種思路：一是針對(duì)某一具體對(duì)象（輸出）來(lái)考慮（就像我們前面所用到的方法） ，另一種就是本課題所要介紹的功能圖設(shè)計(jì)法。它把整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)時(shí)間段，在這段時(shí)間里可以有一個(gè)輸出，也可有多個(gè)輸出，但他們各自狀態(tài)不變。一旦有一個(gè)變化，系統(tǒng)即轉(zhuǎn)入下一個(gè)狀態(tài)。給每一個(gè)時(shí)間段設(shè)定一個(gè)狀態(tài)器，利用這些狀態(tài)器的組合控制輸出。6.1.2 順序控制設(shè)計(jì)法的步設(shè)計(jì)驟（1）步的劃分順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱(chēng)為步，并且用編程元件（輔助繼電器 M 或狀態(tài)器 S）來(lái)代表各步。如步是根據(jù) PLC 輸出狀態(tài)的變化來(lái)劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出狀態(tài)不變，但是相鄰步之間輸出狀態(tài)是不同的。步的這種劃分方法使代表各步的編程元件與各 PLC 輸出狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。步也可根據(jù)被控對(duì)象工作狀態(tài)的變化來(lái)劃分，但被控對(duì)象工作狀態(tài)的變化應(yīng)該是由輸 PLC出狀態(tài)變化引起的。如某液壓滑臺(tái)的整個(gè)工作過(guò)程可劃分為停止（原位） 、快進(jìn)、工進(jìn)、快退四步。但這四步的狀態(tài)改變都必須是由 PLC 輸出狀態(tài)的變化引起的，否則就不能這樣劃分，例如從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)與輸 PLC 出無(wú)關(guān)，那么快進(jìn)和工進(jìn)只能算一步。（2）轉(zhuǎn)換條件的確定使系統(tǒng)由當(dāng)前步轉(zhuǎn)入下一步的信號(hào)稱(chēng)為轉(zhuǎn)換條件。轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號(hào)，如按鈕、指令開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)的接通/斷開(kāi)等，也可能是內(nèi) PLC 部產(chǎn)生的信號(hào)，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)的接通/斷開(kāi)等，轉(zhuǎn)換條件也可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合。如 SB、SQ1、SQ2、SQ3 均為轉(zhuǎn)換條件。法用轉(zhuǎn)順序控制設(shè)計(jì)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的變順序化，然后用代表各步的編程元件去各控制輸出繼電器。16（3）功能表圖的繪制根據(jù)以上分析和被控對(duì)象工作內(nèi)容、步驟、順序和控制要求畫(huà)出功能表圖。繪制功能表圖是法順序控制設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的一個(gè)步驟。畫(huà)功能圖一般步驟：①分析控制要求和工藝流程，確定功能圖的結(jié)構(gòu)《復(fù)雜系統(tǒng)需要》 。②工藝流程分解若干步，每一步表示一穩(wěn)定狀態(tài)。③確定步與步之間轉(zhuǎn)移條件及其關(guān)系。④確定初始狀態(tài)。 （可用輸出或狀態(tài)器）⑤解決循環(huán)及正常停車(chē)問(wèn)題。⑥急停信號(hào)的處理。（4）梯形圖的編制根據(jù)功能表圖，按某種編程方式寫(xiě)出梯形圖程序。如果 PLC 支持功能表圖語(yǔ)言，則可直接使用該功能表圖作為最終程序。6.2 注塑機(jī)的工作過(guò)程注塑機(jī)的整體布置圖如下圖 6.2 所示：圖 6.2 注塑機(jī)整體布置圖注塑機(jī)上有安全門(mén)，只有檢測(cè)到安全門(mén)閉合的信息（用傳感器）合模缸才能工作，此時(shí)行程換向閥 6 恢復(fù)常位。液壓油才能進(jìn)入電液換向閥 5 右位控制腔。合模過(guò)程是動(dòng)模板慢速啟動(dòng)、快速前移接近模板時(shí)，液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)為低壓慢速。確認(rèn)模具內(nèi)無(wú)雜物時(shí)系統(tǒng)采用高壓合模。6.2.1 慢速合模YYYYYY17電磁鐵 2YA、3YA 得電，大流量液壓泵 1 通過(guò)電磁溢流閥 3 卸荷小流量泵 2的壓力由電磁溢流閥 4 調(diào)定，泵 2 的壓力油經(jīng)電磁換向閥 5 右位進(jìn)入合模缸左腔，推動(dòng)活塞帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)慢速合模。合模缸右腔油液經(jīng)電液換向閥 5 和冷卻器回油箱。6.2.2 快速合模慢速轉(zhuǎn)為快速時(shí)由行程開(kāi)關(guān)使電磁鐵 1YA 得電（此時(shí)，電磁鐵 2YA 和 3YA得電）泵 1 不會(huì)卸荷泵，其輸出壓力與泵 2 一起給合模缸供油流量和壓力加大，其壓力有電磁溢流閥 3 調(diào)節(jié)。6.2.3 低壓慢速合模電磁鐵 2YA 和 13YA 得電，泵 1 卸荷，泵 2 的壓力由遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)閥 19 控制，因遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)閥 19 壓力調(diào)低合模缸在低壓慢速合模。可以起到保護(hù)作用。6.2.4 高壓合模當(dāng)動(dòng)模板撞及行程開(kāi)關(guān)規(guī)定的距離段，壓下高壓鎖模行程開(kāi)關(guān)時(shí)，電磁鐵13YA 失電（電磁鐵 2YA、3YA 得電）泵 1 卸荷泵 2 供油，系統(tǒng)壓力由高壓電磁溢流閥 4 控制，進(jìn)行高壓合模。使連桿彈性變形，使模具鎖緊。6.2.5 注射座整體前移電磁閥 2YA 和 3YA 得電，泵 2 的壓力經(jīng)電磁換向閥 9 右位進(jìn)入注射座移動(dòng)右腔使注射座前移。這樣使噴嘴和模具緊貼缸的左腔油由電磁換向閥 9 回油箱。6.2.6 注射根據(jù)制品和注射工作條件，注射螺桿以一定的壓力和速度 將料筒前端熔料經(jīng)噴嘴注入到模腔。其速度分為慢速注射和快速注射。186.2.7 慢速注射電磁鐵 2YA、7YA、10YA 和 12YA 得電泵 1、2 的壓力油經(jīng)電液換向閥 15左位和單向截流閥進(jìn)入注射缸左腔，其速度可由單向截流閥 14 調(diào)節(jié)。注射缸左腔油液經(jīng)電液換向閥 11 中位流回油箱。6.2.8 快速注射電磁鐵 1YA、2YA、7YA、8YA、10YA 和 12YA 得電泵 1、2 的壓力油經(jīng)電液換向閥 11 右位而不經(jīng)過(guò)單向截流閥 14 經(jīng)入注射缸右腔使注射速度加快。快速注射和慢速注射壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 20 控制。6.2.9 保壓電磁鐵 2YA、7YA、10YA 和 14YA 得電。泵 1 卸荷，泵 2 供油，其僅用于補(bǔ)充保壓時(shí)泄露量使注射缸對(duì)模腔內(nèi)保壓進(jìn)行補(bǔ)塑、保壓。保壓壓力由遠(yuǎn)程控制閥 18 調(diào)節(jié)，泵 2 供的多余油由電磁溢流閥 4 回油箱。6.2.10 預(yù)塑電磁鐵 1YA、2YA、7YA 和 11YA 得電泵 1、2 供油。壓力油經(jīng)液壓換向閥 15 右位溢流截流閥 13 和單向閥 12 進(jìn)入驅(qū)動(dòng)螺桿的預(yù)塑液壓馬達(dá)將料斗中塑料顆粒卷入料筒。塑料原料被轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿帶入前端加熱預(yù)塑并建立起壓力螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)速度由截流閥來(lái)調(diào)節(jié)當(dāng)螺桿頭部熔料壓力達(dá)到克服注射缸活塞退回的阻力時(shí)，也就是螺桿反向推力大于注塑缸活塞退回阻力時(shí)，使與注射缸活塞連在一起的螺桿向后移注射缸右腔的油經(jīng)背壓閥 16 回油箱，同時(shí)注射缸左腔產(chǎn)生局部真空，油箱的油液再大氣壓作用下經(jīng)電液換向閥 11 中位進(jìn)入左腔當(dāng)螺桿移到預(yù)定位置即螺桿頭部熔料達(dá)到下次注射量時(shí)螺桿便停止轉(zhuǎn)動(dòng)準(zhǔn)備下次注射，與此同時(shí)模腔內(nèi)的制品處于冷卻成型階段。6.2.11 防流延19電磁鐵 2YA、7YA 和 9YA 得電，泵 1 卸荷泵 2 的壓力油一方面經(jīng)電磁換向閥 11 的左位進(jìn)入注射座移動(dòng)缸右腔使噴嘴和模具保持接觸，另一方面壓力油經(jīng)電液換向閥 11 的 2 進(jìn)入注射缸左位使螺桿強(qiáng)制的移減少料桶的前端壓力防止在注射座整體后退使，噴嘴端部物料的流出注射缸右腔和移動(dòng)缸左腔油液分別經(jīng)電液換向閥 11 的左位和電磁換向閥 9 的右位回油箱。6.2.12 注射座整體后退當(dāng)保壓、冷卻、和預(yù)塑完成時(shí)，電磁鐵 4YA 和 6YA 得電泵 1 卸。荷泵 2 的液壓油電磁換向閥 9 的左位使注射座整體后退注射座油缸右位油經(jīng)電磁換向閥左位回油箱固定截流閥 10 是 限制后退速度的。6.2.13 開(kāi)模（1）慢開(kāi)模電磁鐵 2YA 和 4YA 得電，泵 1 卸荷泵 2 壓力油經(jīng)電液換向閥 5 左位進(jìn)入合模缸右腔而左腔油液經(jīng)電磁換向閥 5 左位流回油箱，若電磁鐵 2YA 和 4YA 的電，泵 2 卸荷，泵 1 供油是另一種慢速。（2）快開(kāi)模電磁鐵 1YA、2YA 和 4YA 得電，泵 1、2 雙泵供油經(jīng)電液換向閥 5 的左右進(jìn)入合模缸有右腔使開(kāi)模速度提高。合模缸左腔的油經(jīng)電液換向閥 5 的右位流回油箱。6.2.14 頂出電磁鐵 2YA 得電泵 2 的壓力油經(jīng)電磁換向閥 8 的右位進(jìn)入頂出缸右腔使頂出缸活塞桿后退。頂出缸左腔的油經(jīng)過(guò)電磁換向閥 8 右位回油箱。6.2.15 頂出缸前進(jìn)電磁鐵 2YA 和 5YA 得電，泵 1 卸荷泵 2 的壓力油經(jīng)電液換向閥 8 的左位單向截流閥 7 進(jìn)入頂出缸左腔推動(dòng)頂桿頂出制品，其運(yùn)動(dòng)速度由單向截流閥 7 調(diào)節(jié)，此時(shí)壓力由電磁溢流閥 4 調(diào)節(jié)。頂出缸右腔的油經(jīng)閥 8 的左位。6.2.16 螺桿的前進(jìn)與后退20螺桿退出由電磁鐵 2YA 和 9YA 得電泵 2 的壓力油經(jīng)電液換向閥 11 的左位進(jìn)入注射缸左腔，使螺桿后退當(dāng)電磁鐵 2YA 和 8YA 得電螺桿進(jìn)。6.3 輸入分配表輸入分配表如下表 6.1 所示：表 6.1 輸入分配表6．4 輸出分配表輸出分配表如下表 6.2 所示：I0.0 慢速合模啟動(dòng) 按鈕開(kāi)關(guān) I0.1 慢速合模啟動(dòng) 安全門(mén)I02. 快速合模啟動(dòng) 行程開(kāi)關(guān) I0.3 D 低壓慢速合模行程開(kāi)關(guān)I0.4 高壓鎖模啟動(dòng) 行程開(kāi)關(guān) I0.5 射臺(tái)前移啟動(dòng) 壓力傳感I0.6 慢速注射啟動(dòng) 壓力和溫度傳感I0.7 快速注射啟動(dòng) 壓力和溫度傳感I0.8 停止注射啟動(dòng) 按鈕開(kāi)關(guān) I0.9 保壓?jiǎn)?dòng) 壓力傳感I0.10 預(yù)塑啟動(dòng) 壓力和溫度傳感I0.11 防延啟動(dòng) 壓力傳感I0.12 射臺(tái)后退啟動(dòng) 溫度傳感 I0.13 慢速 1 開(kāi)模啟動(dòng)溫度傳感I0.14 慢速 2 開(kāi)模啟動(dòng) 溫度傳感 I0.15 快速開(kāi)模啟動(dòng) 行程開(kāi)關(guān)I0.16 頂桿前進(jìn)啟動(dòng) 行程開(kāi)關(guān) I0.17 頂桿后退啟動(dòng) 行程開(kāi)關(guān)I0.18 停止啟動(dòng) 按鈕開(kāi)關(guān) I0.19 螺桿前進(jìn)啟動(dòng) 按鈕開(kāi)關(guān)I0.20 螺桿后退啟動(dòng) 按鈕開(kāi)關(guān) I0.21 螺桿停止啟動(dòng) 按鈕開(kāi)關(guān)21表 6.2 輸出分配表6.5 電磁閥動(dòng)作表電磁閥動(dòng)作表如下表 6.3 所示：表 6.3 電磁閥動(dòng)作表輸出閥 PLC 輸入閥 PLCYA1 Q0.1 YA2 Q0.2YA3 Q0.3 YA4 Q0.4YA5 Q0.5 YA6 Q0.6YA7 Q0.7 YA8 Q0.8YA9 Q0.9 YA10 Q0.10YA11 Q0.11 YA12 Q0.12YA13 Q0.13 YA14 Q0.14電磁鐵 YA動(dòng)作 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14慢速 - + + - - - - - - - - - - -快速 + + + - - - - - - - - - - -低壓 - + + - - - - - - - - - + -合模 高壓 - + + - - - - - - - - - - -射臺(tái)前移 - + - - - - + - - - - - - -快速 + + - - - - + - - + - + - -注射 慢速 + + - - - - + + - + - + - -保壓 - + - - - - + - - + - - - +預(yù)塑 + + - - - - + - - - + - - -防延 - + - - - - + - + - - - - -射臺(tái)后移 - + - - - + - - - - - - -慢速 1 - + - + - - - - - - - - - -慢速 2 + - - + - - - - - - -開(kāi)模 快速 + + - + - - - - - - - - -頂桿前進(jìn) - + - - + - - - - - - - - -頂出頂桿后退 - + - - - - - - - - - - -螺桿進(jìn) - + - - - - - + - - - - - -螺桿退 - + - - - - - - + - - - - -226.6 程序語(yǔ)句LD I0.0AN I0.1LD Q0.3AN I0.2OLD LD I1.8AN I2.0AN I2.1AN I2.2OLD= Q0.2= Q0.3LD I0.2LD Q0.1AN I0.3OLD= Q0.1= Q0.2= Q0.3LD I3.0LD Q1.323AN I0.4OLD= Q0.2= Q0.3= Q1.3LD I0.4LD YA1AN I0.5OLD= Q0.2= Q0.3= YA2LD Q0.7AN I0.6AN I0.7OLD= Q0.2= Q0.7LD I0.6LD Q1.2AN I0.8AN I0.7OLD= Q0.1= Q0.2= Q0.7= Q1.0= Q1.2LD I0.7LD Q0.8AN I0.8AN I0.9OLD= Q0.124= Q0.2= Q0.7= Q0.8= Q1.0= Q1.2LD I0.9LD Q1.4A I1.0OLD= Q0.2= Q0.7= Q1.0= Q1.4LD I1.0LD Q1.1AN I1.1OLD= Q0.1 = Q0.2= Q0.7= Q1.1LD I1.1LD Q0.9AN I1.2OLD= Q0.2= Q0.7= Q0.9LD I1.2LD Q0.6AN I1.3OLD= Q0.2= Q0.6