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1、毕业设计（论文） 全液压注塑机PLC控制系统设计 学 院 机电技术学院 专业班级 机电133 学生姓名 徐江云 学生学号 13941123 指引教师 王赵 提交日期 4月3日 摘 要 注塑机控制系统是整机一种重要某些，其性
2、能优劣对整机有着至关重要影响，随着微电子技术和计算机技术迅速发展，PLC（可编程控制器）不但用逻辑编程取代了硬接线逻辑，还增长了运算、数据传送和解决功能，真正成为一种计算机工业控制装置。PLC功能远远超过逻辑控制、顺序控制范畴，因此在工业发达国家，PLC在其自动化设备中比例占首位。近年来，国内PLC技术也从初期引进、消化走向吸取和推广应用阶段，并且在许多工业领域获得了良好经济效益和社会效益。 注塑机控制普通指是电液控制，即由液压和电气控制某些构成。注塑机控制系统是保证注塑机按工艺过程规定规定（压力、速度、温度、时间等）和动作程序，精确有效地工作控制系统。 系统采用三菱电机FX2N系列PLC
3、配备FX2N-4AD-TC模仿量输入模块和FX2N-4DA模仿量输出模块，构成三菱控制系统。使用变频器控制液压马达；通过热电偶和功率调节器实现对加热温度闭环控制及PID调节方式，大大提高了稳定性；系统还配备了触摸屏，减少了老式控制系统里按钮，并且可以实时系统进行监控。 核心词：PLC；PID；液压；注塑机 目 录 摘 要 Ⅰ 第一章 绪论
4、 1 1.1 课题背景 1 1.2 课题研究意义 2 1.3 注塑机控制系统 2 第二章 系统方案 4 2
5、1 设计重要内容 4 2.2 系统方案 5 第三章 控制系统硬件设计 8 3.1 电气原理图 8 3.2 重要元件
6、 10 第四章 控制系统软件设计 18 4.1 PLC程序设计 18 4.2 触摸屏程序设计 26 第五章 系统调试 27 5.1 硬件调试
7、 27 5.2 软件调试 28 结论 31 参照文献 32 道谢
8、 33 第一章 绪论 1.1 课题背景 据不完全记录，当前中华人民共和国有546家本土塑料机械生产商，注塑机年产量已占世界注塑机年产量62.97%，预测将来几年该行业将以7.43%复合年增长率持续增长。注塑行业发展已经渐入佳境，不论是注塑行业产量还是其获得经济效益，抑或是其科技创新方面，都获得了可喜成绩，中外公司纷纷加大马力以求得更好发展，国内已成为世界塑机台件生产第一大国。 中华人民共和国塑料加工业巨大发展潜力，为注塑机产业迅猛成长开拓了辽阔空间。当前在塑料加工制品中，83%采用了注射成型。近年来由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产
9、业对注射制品日益增长需要，推动了注射成型技术水平发展和提高。 图1-1 注塑机车间 国内塑料机械有70%左右是注射成型机。从美国、日本、德国、意大利、加拿大等重要生产国来看，注塑机产量都在逐年增长，在塑料机械中占比重最大。有一种核心数据：当前全球每年塑机销量比25年前增长了53000台，增量中约有90％（即48000台注塑机）来自亚洲新兴市场。最简朴答案是，正如数字所显示，全球化带来了增长。全球来看，塑料行业如今规模比25年前增长了几倍。，全球树脂消费量为2.88亿吨，而1989年近为1亿吨。这一增速远比高于全球人口增速，过去25年全球人口增长速度为40％，从52亿人增至72亿人。但全
10、球化带来增长只是故事一某些。通过数字分析，咱们可以看到制造中心向亚洲明显转移。其中中华人民共和国占据重要份额。中华人民共和国注塑机年消费量从1990年4000台增至4台，占全球总数一半。 当前，国内从日本、美国、德国等发达国家每年进口精密塑料注射成型装备近20亿美元，并且进口额逐年上升，特别是用于加工精密塑料制品精密注塑机。与此同步，国内也勉励各塑料注射成型装备公司大力发展高附加值、高技术含量、低能耗产品，提高行业国际竞争。 随着经济投入加大、科技力量注入以及各方政策支持，注塑行业发展前景会越来越好，注塑机会朝着自动化、节能化、智能化、无人化等方向不断发展。而随着二三线都市开发，内需拉动和
11、新产业不断涌现，对注塑机需求仍将不断扩大，市场仍有很大上升空间。 1.2 课题研究目和意义 尽管国内注塑机公司已经具备了研发各种功能注塑机实力,但从市场状况来看,当前国内注塑机在质量、技术方面仍参差不齐,特别是高品位节能型立式注塑机市场还是国外产品占主流。 本课题设计全液压注塑机PLC控制系统，PLC在注塑机控制系统中应用可以实现一下目： 1）提高产品质量； 2）减轻工人劳动强度，恰当减少操作技术水平； 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，减少产品成本。 1.3 注塑机控制系统 注塑机控制系统是整机一种重要某些，其性能优
12、劣对整机有着至关重要影响，随着微电子技术和计算机技术迅速发展，PLC（可编程控制器）不但用逻辑编程取代了硬接线逻辑，还增长了运算、数据传送和解决功能，真正成为一种计算机工业控制装置。PLC功能远远超过逻辑控制、顺序控制范畴，因此在工业发达国家，PLC在其自动化设备中比例占首位。近年来，国内PLC技术也从初期引进、消化走向吸取和推广应用阶段，并且在许多工业领域获得了良好经济效益和社会效益。 在以往国内注塑机控制系统中，重要存在三种控制类型： （1） 继电器控制 （2） 单片机控制 （3） PLC控制 在当代控制系统中，前两种办法因其自身局限性，多不采用。而多是采用PLC控制系统，这是一
13、种工业控制机，具备抗干扰能力强，工作可行性高，平均无端障时间长，可在恶劣环境下正常工作，并可与计算机联网运营。此外，PLC系统还可大大缩短系统设计，加快工作进度。在本次设计中咱们采用了可编程控制系统。 注塑机控制普通指是电液控制，即由液压和电气控制某些构成。注塑机控制系统是保证注塑机按工艺过程规定规定（压力、速度、温度、时间等）和动作程序，精确有效地工作控制系统。当前注塑机发展重要集中在： （1） 提高制品尺寸精度和稳定性 （2） 提高速度、缩短成型周期 （3） 生产过程自动化和省力 但所采用技术手段，都离不开以计算机技术为基本自控技术。因而，注塑机控制成为当前注
14、塑机发展中一种很重要内容，重要涉及动作程序控制（如开闭模、注射、保压等）和过程程序控制（例如，注射过程速度和压力程序控制等）两个方面。 第二章 系统方案 2.1 本次设计重要内容 本次设计重要内容是参照锁模力160顿全液压注塑机进行PLC控制系统设计，用计算机绘制电气原理图；设计操作台、电控柜及非原则电气元件；设计电气元件布置图、元器件安装底板图、控制面板图及PLC软件编程。 运用PLC完毕注塑机控制系统设计，对注塑机时序动作、注射压力以及料筒温度进行精确控制,涉及从进料到成品形
15、成整个过程。涉及注塑机时序控制流程分析，注塑机料筒温度控制系统设计，详细硬件配备拟定，触摸屏画面及程序编制和整机硬件原理图、电气接线图、PLC程序编制等。 2.2系统方案 系统采用三菱电机FX2N系列PLC，配备FX2N-4AD-TC模仿量输入模块和FX2N-4DA模仿量输出模块，构成三菱控制系统。使用变频器控制液压马达；通过热电偶和功率调节器实现对加热温度闭环控制及PID调节方式，大大提高了稳定性；系统还配备了触摸屏，减少了老式控制系统里按钮，并且可以实时系统进行监控。 图2-1注塑机控制系统原理框图 2.3注塑机简介 2.3.1机型选取原则 注塑机重要由
16、注射某些、合模某些、液压系统、控制系统等某些构成，示意图如下： 图2-2 注塑机构造示意图 （1）注射某些 它重要作用是使塑料塑化成熔融状态，并以足够压力和速度将一定熔料注到模腔内。因而注射装置应具备塑化良好，计量精确性能，并且在注射时对熔料能提供压力和速度。注射装置普通由塑化部件（溶胶筒、螺缸、喷嘴等）、料斗、计量装置、螺杆传动装载及注射油缸和射移油缸等构成。 （2）合模某些 它是保证成型模具可靠地闭合和实现模具启闭动作，并顶出制品，即成型制品工作部件。由于在注射时，进入模控中熔料还具备一定压力，这就规定模合装置予以模具以足够合紧力，以防止在熔料压力下模具被打开，从而导致制品溢
17、边或使制品精度下降。合模装置重要由模板、拉杆（哥林柱）、合模机构（如机铰）、制品顶出装置和安全门、调模装置构成。 （3）液压系统 注射成型机是由塑料熔融、模子闭合、注射入模、压力保持、制品固化、闭模取出主品等工序所构成持续生产过程，液压和电气则是为了保证注射成型机按工艺过程预定规定（压力、速度、温度、时间及位置）和动作程序，精确无误进行工作而设立动力和控制系统、液压某些重要有动力油泵、比例压力阀（控制压力变化）、比例流量阀（控制速度变化）、方向阀、管路、油箱等。 （4）控制系统 控制系统控制注塑周期顺序（顺序控制）及维持过程温度、时间、压力及速度于设定值（过程控制）。电气某些重要由动力
18、动作程序和加热等控制所构成。 2.3.2注塑机控制系统原理 注塑机开始工作时，监控装置（触摸屏）一方面依照本次生产任务进行各种初始化（温度设定、计件值清零、保压时间设定等），然后PLC控制器按一定期序发出控制信号控制液压传动机构电磁阀和交流调功器启动，交流调功器以全功率输出给加热负载，并让温度迅速稳定在设定值，此后液压传动机构将开始生产动作步序。 图2-3 注塑机工作时序图 注塑机普通分为手动、自动两种工作模式。手动模式时按下相应功能按钮时，能完毕相应操作，此模式普通为调试模具及维修时使用；自动模式时，只需按下启动按钮，注塑机就能按照调定速度和压力将相应动作进行究竟，此模式普通多
19、用在生产阶段，工作流程如下：起始位置→合模→整进→注射→保压延时→预塑→整退→启模→顶出→起始位置。 （1）模具启动与闭合 合模时：电磁铁得电后，合模油缸油路接通，在油压推动下模具闭合。 开模时：电磁铁失电后，开模油缸油路接通，在油压推动下模具打开。 （2）注射座整进与整退 注射座整进时：电磁铁得电后，注射座在油压推动下迈进到位，注射座射进完毕接近开关工作 注射座整退时：电磁铁失电后，注射座退回到原始位置，注射座射退完毕接近开关工作 （3）注料杆射进 注塑电磁铁得电后，注料杆在油压推动下，把料筒内融好原料迅速压入模具，挤压完毕后并保持一段
20、时间（保压），使模具内塑料不会回流。 （4）预塑液压马达动作 预塑电磁阀得电，预塑液压马达开始工作，带动注塑螺杠旋转，使原料不断向前输送，螺杠则在压力作用下后退并计量，当后退到一定位置时，限位开关动作，预塑完毕。 （5）顶杠顶出与复位 顶出电磁阀得电后，顶杠在油压推动下将模具内产品顶出。 （6）保模时间 高温原材料挤入模具后，需要在模具中冷却一段时间，让其基本成型后才干打开模具，这一段时间为保模时间。由于产品大小和原材料性质不同，不同产品保模时间有所不同，这就规定保模时间长短可以调节。 （7）注塑料筒温度 注塑机料筒温度是注塑机一种重要参数。原料进入到料筒后，在加热器与注塑杠
21、剪切能共同作用下塑化，如果温度控制不好，将导致原料塑化不良。注塑机在生产过程中规定料筒温度随着产品和原材料不同，可以对温度作出调节（普通不超过400℃）。 2.4本章小结 本章一方面简介了本次毕业设计重要内容是参照锁模力160顿全液压注塑机进行PLC控制系统设计，然后给出了详细解决方案，最后对注塑机进行详细分析，从工作原理到动作时序，并且还分析了控制系统原理。 第三章 控制系统硬件设计 3.1 电气原理图 电气AutoCAD用于创立和修改电气控制系统图。该设计软件可以自动完毕电气控制工程设计任务长处，如绘制电气原理图，导线自动编号，最后生成一种物料清单等。AutoCAD
22、 Electrical软件可各种复杂电气设计、电气规则校验和完善指标，可以自动完毕精准、符合行业原则电气控制系统，大大提高设计和生产率。 依照系统功能，对PLCI/O点进行定义，如下表： 输入点 定义 元器件 输入点 定义 元器件 X0 模间安全光栅 光栅 Y0 油泵电机运营 继电器 X1 合模到接近开关 接近开关 Y1 开/合模 电磁阀 X2 射台进接近开关 接近开关 Y2 射台进/退 电磁阀 X3 射台退接近开关 接近开关 Y3 注射 电磁阀 X4 预塑完接近开关 接近开关 Y4 预塑 电磁阀 X5 开模到接近开
23、关 接近开关 Y5 顶出 电磁阀 X6 产品计件光栅 光电开关 Y6 运营批示灯 批示灯 X7 自动运营模式 选取按钮 Y7 报警批示灯 批示灯 X10 手动运营模式 选取按钮 - - - X11 复位按钮 复位按钮 - - - X12 急停按钮 急停按钮 - - - X13 变频器报警 变频器 - - - CH0 热电偶输入 热电偶 CH0 温度控制输出 功率控制器 表3-1PLCIO表 查PLC、变频器及各种传感器硬件手册，依照系统功能规定，进行电气硬件某些设计，使用AutoCAD绘图软件进行电
24、气原理图绘制，见附件。 图3-1系统电路图 3.2 重要元件简介 3.2.1 PLC选型 PLC，是一种可编程存储器，当顾客为执行指令后，通过输入/输了设备传送信号，模仿信号和数字信号互相转换，控制器来控制各种类型机械或生产过程。 70年代初微解决器。人们不久会被简介给可编程序控制器，使可编程控制器增长了计算、数据传播和解决功能。有了计算机发展，更以便并反映可编程控制器功能及长处，咱们把它叫做逻辑编程控制器。该系统具备体积小、运算速度快、抗干扰能力强、模仿量大、性能高特点，具备很高抗干扰能力。 二十世纪八十年代初，PLC在发达工业国家使用相称普遍。从那时起，全世界开始投
25、入研发和生产PLC国家和公司越来越多，产量也得到了迅速增长。PLC已经步入了成熟阶段。 从80年代到九，在这一时期，可编程控制器增长速度最快，可维持在30～40%。可编程控制器在数字计算、解决能力、网络容量、人机界面等方面较大幅度增长，可编程控制器开始进入过程控制领域，在某些应用中取代了分布式控制系统。 第二十世纪末，可编程控制器开发更适合当代工业。在这个时间里大型机和超级计算机，及特殊功能单元诞生，也产生了各种各样通信单元和人机接口单元。 （1）三菱PLC FX1S系列是三菱PLC中一种集成型小型单元式可编程控制器。 FX1N系列功能强大，应用非常广泛，是三菱电机重要推出一款
26、PLC。 FX2N系列是FX系列中最先进一款PLC。 FX3U系列：第三个新一代三菱可编程控制器，大幅增长基本性能,在保持原有强大功能实现一种非常大基本上。 Q系列是大规模可编程控制器，可以满足各种复杂控制需求。高性能解决器，过程控制解决器，运动控制解决器，冗余解决器等。 （2）三菱PLC选型办法 由于每个品牌是不同，选取方式是不同，三菱可编程控制器选取办法， 1、分析被控对象并且提出控制规定； 2、拟定三菱PLCI/O； 3、选取三菱PLC型号； 4、三菱可编程控制器分派输入输出以及外围硬件线路。 本系统选用FX2N系列PLC。上述也分析了FX系列可编程控制器长
27、处为，它长处是：具备迅速、高档功能、逻辑选件和定位控制等。而FX2N型号特点为，可以从16到256点输入/输出选取方案；可以应用于许多定位控制及模仿控制和其她特殊用途关系基本组件，可编程控制器可用于800步RAM可以使用储物箱，最大可以扩展到16K。 图3-2 三菱FX2N系列PLC 本系统选用FX2N-32MR集成16输入/16输出共32个数字量I/O 点。如下图所示： 图3-3 FX2N-32MT接线图 该系统还采用模仿量输出模块FX2N-4DA和模仿量输入模块FX2N-4AD。 FX2N-4AD模仿量输入模块（这是将来描述为FX2N-4AD）用于将4点模仿量输入值（电
28、压和电流值）为12位数字值，并进一步转换为程序控制值（这里指是可编程控制器)。 图3-4 FX2N-4AD图 FX2N-4AD可用于连接FX0N， FX2N，和 FX2NC 系列程序控制系统。 （1）模仿输入值是可调。 （2）该模块能自动分派 8 I/O 点到输入或者输出值。 （3）数据转换同可编程控制器及 FROM/TO阐明书同步使用。 （4）模仿输入值可以由0-5V，0-10V，或4-20mA。 （5）选取输入电压或电流值来完毕模仿值设定值。 图3-5 FX2N-4AD接线图 由于两个频道不能用同样偏移值和增益值，FX2N-4AD对于当前输入值，VIN和国讯（
29、电荷输入时间和额定电流）电路显示缩短线路如上图所示。 图3-6 FX2N-4AD参数 3.2.2 变频器选型 变频器重要微解决单元由制动单元、整流器、逆变器、驱动单元和检测单元构成。通过变化电源频率来实现所需。驱动程序详细功能是：过电流、过电压、过负荷保护等。随着自动化工业不断发展，变频器也被广泛应用。 变频调速基本原理，输入电机功率频率被变化，电机输出速度可以变化相应，如下面公式所示： 异步电机转速公式为： = （ 1－） (3.1) 三相异步电动机每相电动势有效值是:
30、 （3.2） 由公式可知，只要控制好和便可以控制磁通不变，就不用管基频(额定频率)。 当逆变器输出变为脉宽调制时，其测量办法与老式工频正弦波测量办法不同。 系统选用三菱FR700高性能变频器控制系统电动机，接线图如图所示： 图3-7 变频器接线图 3.3.3交流调功器选型 调功器选取重要是依照负载大小决定，当负载功率较小时可以选用单相方案,但当负载功率较大时，选用单相将会给电网导致严重不平衡，因此大功率负载普通选用三相调功器。在选取调功器时也要考虑到供电回路断路器和电缆承受能力。普通几种千瓦如下电加热系统可以考虑使用单相电力调
31、节器，不不大于应选用三相电力调功器。 综上所述,咱们将在本课题中采用三相电力调节器。 在单相电加热回路中,负载电流计算如下： I(负载电流)=P(负载额定功率)/3U(电源电压) 考虑到功率余量，让负载电流乘以一定系数 .普通可选1.3-1.6倍之间.即： I(电力调节期电流)=I(负载电流)*1.5 注塑机加热负载选用三相星形负载,额定功率为10KW，选型如下： I(实际电流)=10000W/3*220V=15.2A I(电力调节器电流) =15.2*1.5=25A 由上所述，本课题将选用斯通ST35P电力调节器。ST3
32、5P电力调节器是运用数字电路触发可控硅实现调压和调功。调压采用移相控制方式，调功有定周期调功和变周期调功两种方式。电力调节器带有同步电路、自动鉴别相位、缺相保护、上电缓起动、缓关断、散热器超温检测、恒流输出、电流限制、过流保护、串行工作状态批示等功能。ST35P电力调节器特点：十位A/D，输出线性化限度高，输出起控点低。ST35P电力调节器可与带0~5V、0~10V或4~20mA等智能PID调节器或PLC配套使用，也可独立使用手动功能。ST35P电力调节器负载类型可以是三相阻性负载、感性负载及变压器负载；负载方式可以是星形中心接地负载、星形中心不接地负载、三角形负载。ST35P电力调节器可广泛
33、应用于工业电炉加热控制、冶金、化工、纺织机械等领域。 3.3.4温度传感器选型 温度是一种基本物理量，自然界中一切过程无不与温度密切有关。温度传感器是最早开发，应用最广一类传感器。在半导体技术支持下，相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。热电偶属于接触式温度测量仪表是工业生产中最惯用温度检测仪表之一。其特点为测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质影响，测量范畴广，构造简朴，使用以便。热电偶普通是由两种不同金属丝构成，并且不受大小和开头限制，外有保护套管，用起来非常以便。热电偶是一种感温元件，它能将温度信号转换成热电势信号，通过与电气测量仪表配
34、合，就能测量出被测温度。热电偶测温基本原理是热电效应。 原则化热电偶，按IEC国际原则生产。热电偶分度号有重要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于便宜金属热电偶。 S分度号特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性氛围中持续使用，长期使用温度1400℃，短期1600℃。在所有热电偶中，S分度号精准度级别最高，通惯用作原则热电偶； R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右，其他性能几乎完全相似； B分度号在室温下热电动势极小，故在测量时普通不用补偿导线。它长期使用温度为1600℃，短期1800℃。可在氧化性或中性氛围中使用，也可在
35、真空条件下短期使用。 N分度号特点是1300℃下高温抗氧化能力强，热电动势长期稳定性及短期热循环复现性好，耐核辐照及耐低温性能也好，可以某些代替S分度号热电偶； K分度号特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性氛围中持续使用，长期使用温度1000℃，短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛； E分度号特点是在惯用热电偶中，其热电动势最大，即敏捷度最高。宜在氧化性、惰性氛围中持续使用，使用温度0-800℃； J分度号特点是既可用于氧化性氛围(使用温度上限750℃)，也可用于还原性氛围(使用温度上限950℃)，并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工； T分度号特点是在所有便宜金属热电偶
36、中精准度级别最高，通惯用来测量300℃如下温度。 由于热电偶材料普通都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表距离都很远，为了节约热 电偶材料，减少成本，普通采用补偿导线把热电偶冷 端（自由端）延伸到温度比较稳定控制室内，连接到仪表端子上。必要指出，热电偶补偿导线作用只起延伸热电极，使热电偶冷端移动到控制室仪表端子上，它自身并不能消除冷端温度变化对测温影响，不起补偿作用。因而，还需采用其她修正办法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温影响。 在使用热电偶补偿导线时必要注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端温度不能超过100℃。冷端温度补偿器型号应与热电偶型号相符,并在规定温度范
37、畴内使用；冷端温度补偿器与热电偶连接时极性不能接错；依照补偿器平衡点温度调节仪表起始点,使指针批示在平衡点温度；具备自动补偿机构显示仪表不安装补偿器;补偿器必要定期检查和检定。 依照阐明，本课题将采用安徽天康生产K型热电偶传感器RNG-430，测温范畴0-800℃，适合高温高压场合温度测量与控制。 3.3.5液压阀控制阀选型 液压控制阀（简称液压阀）是液压系统中控制元件，用来控制液压系统中流体压力、流量及流动方向，从而使之满足各类执行元件不同动作规定。液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类，相应地可由这些阀构成三种基本回路：方向控制回路、压力控制回路和调速回路。
38、压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀涉及节流阀、调节阀、分流集流阀等；方向控制阀涉及单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。按控制方式不同，液压阀又可分为普通液压控制阀、伺服控制阀、比例控制阀。依照安装形式不同，液压阀还可分为管式、板式和插装式等若干种。 本课题中用到液压控制阀涉及能完毕模具开/合、注射台进/退、顶杠顶出/复位电磁换向阀3个，注射杠注射直通单向阀1个，油路压力控制溢流阀1个。通过比较，决定对液压控制阀选取如下： 24EO-B6H-T型二位四通换向阀3个， A-Ha10L型单向阀1个，YF-L8H1-S型溢流阀。 3.3.5液压马达选型
39、 液压马达是指输出旋转运动,将液压泵提供液压能转变为机械能能量转换装置。从能量转换观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。由于它们具备同样基本构造要素--密闭而又可以周期变化容积和相应配油机构。 液压马达按其构造类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。按液压马达额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于500r／min属于高速液压马达，额定转速低于500r／min属于低速液压马达。高速液压马达基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。它们重要特点是
40、转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)敏捷度高。普通高速液压马达输出转矩不大因此又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速构造型式，低速液压马达重要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因而可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，普通低速液压马达输出转矩较大，因此又称为低速大转矩液压马达。 本课题中用到一种完毕注射杠预塑动作液压马达，通过比较，决定选用XHM2-150型液压马达。 3.3.6液压泵电机选型 油泵电机是注塑机动力来源，重要从选用电动机功率、工作电压、种类
41、型式及其保护电器考虑。 依照实际生产中需要，这里选用Y160L-4,额定功率为15KW，额定电压为380V，电流为30A，额定转速为1480rpm。电机采用变频控制起动方式，减少启动电流对电网冲击，使电机启动平稳。 3.3.7触摸屏 人机界面，如触摸屏等。用于系统与顾客交互和信息互换，实现了模仿型号转为数字型号。本系统采用台达DOP-B系列触摸屏,性价比高、功能强大：7寸LCD；65536色TFT；800 X640 像素；内置7MB Flash ROM；支持USB Host，可外接U盘、打印机；USB 1.1高速下载规划程序；3组通讯端口；最多支持16国语言画面设计；符合IP65 &
42、 NEMA4规格，通过CE & UL认证。 图3-8 台达DOP-B系列触摸屏 3.4本章小结 本章重要是对控制系统硬件设计，首相对PLC进行输入输出点分派，并绘制系统电气原理图，然后再对整个系统重要元器件进行详细简介，同步依照系统状况进行元器件选型。 第四章 4 控制系统软件设计 4.1 PLC程序设计 4.1.1控制程序分析 生产过程中，螺杠筒温度控制是十分重要。如果温度过高，螺杠筒中塑料会发生分解而变质；如果温度过低会使塑料塑化不良，流动性变差，制品成型不好。注塑机中普
43、通采用PID控制办法，普通能达到±1℃精度规定。温度传感器将螺杠内动态温度转化为原则电压信号（或电流信号），原则电信号通过A/D转换送入PLC中与温度设定值进行比较，依照比较成果在PLC内进行PID调节，PID调节输出经D/A转换后直接作为交流调功器输入控制信号，及时调节负载输入功率，使实际温度与设定相似。 其温度过程控制原理框图如图4－1所示。 PLC PID调节 D/A转换 交流调功 加热器 热电偶 A/D转换 图4－1温度过程控制原理框图 注塑机温度控制普通规定都在400℃以内，而FX2N-4AD-TC摄氏温度测量范畴为-100℃~+1200℃，其相相应数字量范畴为-
44、1000~+1，它测温精度为0.1℃。从热电偶传来温度信号在0℃~+400℃范畴内，因此经FX2N-4AD-TC输入到PLC中数字量范畴应为0~+4000。从触摸屏设定到PLC实际温度值应当转换为相应数字量才干使系统正常工作，详细转换办法是： PLC内数字量=温度实际设定值*10 而将PLC中数字量换算为实际温度在触摸屏上加以显示也必要通过相应转化，详细转换办法是： 实际温度值=PLC内数字量/10 FX2N-4DA采用DC+4~+20mA电流输出是相应数字量为0~+1000，所PLCPID运算时采用上限为1000，下限为0，使PID运算成果能真实反映到对交流调功器输入功率调节上。
45、 注塑机有手动和自动两种工作模式。手动模式下，按下相应功能按钮时，便能完毕相应操作；自动模式下，只需按下启动按钮，注塑机就能按照调定动作进行究竟,工作流程如下：起始位置→合模→整进→注射→保压延时→预塑→整退→启模→顶出→起始位置。 4.1.2 PLC程序 4.2 触摸屏画面及程序设计 系统采用台达DOP-B系列触摸屏。台达公司免费提供触摸屏编程软件DOPSoft 1.01.10下载，软件详细使用法见《DOP/TP系列人机界面应用技术手册》。下图为编程软件主界面: 图4-1触摸屏编程界面 （1）一方面配备PLC品牌和型号，如下图：
46、图4-2 PLC型号选取 （2）系统这要分为主界面和调试界面，如下图： 图4-3 系统界面 4.4本章小结 本章重要内容是对控制系统进行软件设计，首选进行控制系统程序规定进行分析，再明确了控制规定后才干进行PLC程序设计，最后依照系统规定及PLC程序进行人机界面设计。 第五章 系统调试 5.1 硬件调试 电气硬件系统一方面按照检测电路图有无错误，检测接线后进行逐渐上电。其中PLC与人机界面通讯线需要进行检查，以免导致通讯故障： 图5-1 触摸屏与三菱联机线缆 本系统变频器选取控制方式，详细设立环节如下图： 图5-2 变
47、频器参数设立 5.2 软件调试 系统编程结束后，需要到PLC项目里选取编译进行错误检查，如下图所示。如无错误，可以上载程序，并选取RUN进行在线监控。 图5-3 三菱PLC程序编译 人机界面编程完毕后，需要进行编制检查错误，在工具选项栏里，如下图所示。 图5-4 人机界面程序编译 人机界面可以通过脚本进行仿真运营，如输入如下脚本： BITON $0.0 $12 =3000 $10 =500 DELAY(120) $10 =1300 DELAY(120) $10 = DELAY(120) $10 =2400 DELAY(120) $10 =2650
48、DELAY(120) $10 =2800 DELAY(120) $10 =2900 DELAY(120) $10 =3000 BITON $0.1 BITON $0.2 DELAY(500) BITON $1.1 DELAY(1000) BITON $1.2 DELAY(1000) BITON $1.3 DELAY(1000) BITOFF $1.3 DELAY(500) BITON $1.4 DELAY(1000) BITOFF $1.4 DELAY(500) BITOFF $1.2 DELAY(1000) BITOFF $1.1 DELAY(
49、500) BITON $1.5 DELAY(1000) BITOFF $1.5 $20 = $20 + 1 运营后点击仿真运营按钮，系统仿真运营： 图5-5 主界面仿真运营 图5-6 调试界面仿真运营 5.3本章小结 本章重要内容是对系统进行调试和仿真，一方面在系统完毕设计后，进行硬件方面确认，完毕确认后才干上电，并编译各种程序，编译无误后进行程序上传。 本次设计还运用了人机界面模仿了系统运营状况，使用人机界面脚步扩展功能，控制界面里元件做响应动作响应，模仿出设备工作状况。 结 论 本设计是全液压
50、注塑机PLC控制系统，采用变频器控制液压电机运营，并通过热电偶和功率调节器实现对加热温度闭环控制及PID调节方式，能更精准控制温度，使系统稳定运营。通过进行程序模仿运营等实验，本系统基本达到设计目，满足了预期功能，本次设计使用了触摸屏进行程序模仿运营，并且还使用PID控制方式。 固然本论文尚有诸多局限性之处，需要联系实际状况继续改进。如：由于实践经验局限性，没有完全考虑到现场某些保护性控制方式；PID参数需要结合实际状况进行调节优化等等方面。 详细来说，在毕业设计中我懂得了如何从接到一种新课题到一步一步分析，提出解决方案。再执行提出方案，最后形成成果。也懂得了如何在遇到难题时调动自己知识储
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