成型注塑控制軟件設(shè)計(jì)

1、 1成型注塑控制軟件V1.0設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書 2目錄目錄1 引言引言.31.1 開發(fā)背景.31.2 軟件整體介紹.31.2.1 可編程序控制器的概述.41.2.2 溫度傳感器簡介.51.2.3 調(diào)功器的簡介.52 軟件系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)原理軟件系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)原理.52.1 設(shè)計(jì)基本原理.5模具的開啟與閉合.6注射座的整進(jìn)與整退.6注料桿的射進(jìn).6預(yù)塑液壓馬達(dá)的動(dòng)作.62.2 PLC 控制器設(shè)計(jì) .72.3 PLC 容量需求分析 .103 軟件設(shè)計(jì)原理軟件設(shè)計(jì)原理.123.1 軟件工藝流程設(shè)計(jì).123.1.1 軟件的溫度控制設(shè)計(jì).143.1.2 注塑機(jī)的步序控制.143.2 軟件自檢功能

2、設(shè)計(jì).163.2 軟件功能及觸摸屏界面設(shè)計(jì).174 參考資料參考資料.19 31 引言引言1.1 開發(fā)背景開發(fā)背景早期的注塑機(jī)由于當(dāng)時(shí)的條件或成本限制多用繼電器電路控制，其故障率高、維修周期短、設(shè)備工作效率低。隨著工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展和檔次的提高，現(xiàn)今注塑機(jī)多采用 PLC（或?qū)Ｓ每刂破鳎┘尤藱C(jī)界面的控制系統(tǒng)，生產(chǎn)自動(dòng)化程度的大為提高，有利于降低工廠成本、促進(jìn)生產(chǎn)線的柔性化和集成化，有利于提高的產(chǎn)量、質(zhì)量以及的競(jìng)爭力。成型注塑控制軟件 V1.0（簡稱注塑軟件）正是基于此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一套實(shí)用的 PLC 注塑機(jī)控制軟件，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。PL

3、C 在注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用的意義在于：1）提高質(zhì)量。2）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，適當(dāng)降低操作技術(shù)水平。3）提高勞動(dòng)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，降低成本。1.2 軟件整體介紹軟件整體介紹本軟件是整機(jī)的一個(gè)重要部分，其性能的優(yōu)劣對(duì)整機(jī)有著至關(guān)重要的影響，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和處理的功能，真正成為一種計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置。PLC 的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，所以在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，PLC 在其自動(dòng)化設(shè)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(jìn)、消化

4、走向吸收和推廣應(yīng)用階段，并且在許多工業(yè)領(lǐng)域取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在以往國內(nèi)的注塑機(jī)控制系統(tǒng)中，主要存在三種控制類型：（1） 繼電器控制（2） 單片機(jī)控制 4（3） PLC 控制在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，前兩種方法因其自身的局限性，多不采用。而多是采用 PLC 控制系統(tǒng)，這是一種工業(yè)控制機(jī)，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作可行性高，平均無故障時(shí)間長，可在惡劣環(huán)境下正常工作，并可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。此外，PLC 系統(tǒng)還可大大縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加快工作進(jìn)度。在本軟件設(shè)計(jì)中我們采用了可編程控制系統(tǒng)。 注塑機(jī)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(jī)的控制系統(tǒng)是保證注塑機(jī)按工藝過程規(guī)定的要求（壓力、

5、速度、溫度、時(shí)間等）和動(dòng)作程序，準(zhǔn)確有效地工作的控制系統(tǒng)。目前注塑機(jī)的發(fā)展主要集中在： （1） 提高制品尺寸精度和穩(wěn)定性 （2） 提高速度、縮短成型周期 （3） 生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和省力但所采用的技術(shù)手段，都離不開以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的自控技術(shù)。因此，注塑機(jī)的控制成為目前注塑機(jī)發(fā)展中一個(gè)很重要的內(nèi)容，主要包括動(dòng)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(gè)方面。1.2.11.2.1 可編程序控制器的概述可編程序控制器的概述可編程控制器的英文為:Programmable Logic Controller，簡稱 PLC，是 1 種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，

6、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。是在 20 世紀(jì) 60 年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國科學(xué)家首先研制成功的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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(jī)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(shè)備，都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)的。1.2.21.2.2 溫度傳感器簡介溫度傳感器簡介傳感器技術(shù)是一項(xiàng)正在迅速發(fā)展的高新技術(shù)，它與通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)一起構(gòu)成了當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，已相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器

7、、PN 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。本軟件將用到可精確測(cè)量溫度傳感器，通過溫 5度傳感器準(zhǔn)確測(cè)量溫度并實(shí)施控制。 1.2.31.2.3 調(diào)功器的簡介調(diào)功器的簡介調(diào)功器是應(yīng)用晶閘管（又稱可控硅）及其觸發(fā)控制電路用于調(diào)整負(fù)載功率的盤裝功率調(diào)整單元。在電子設(shè)備中起重要作用的晶閘管（也稱可控硅，英文縮寫 SCR）被廣泛用于各類生產(chǎn)部門，正在成為自動(dòng)化、高效化不可缺少的裝置。在最新的溫度控制中晶閘管調(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(fēng)機(jī)水泵軟啟動(dòng)節(jié)能運(yùn)行控制等。負(fù)載類型可以是三相阻性負(fù)載、三相感性負(fù)載及三相變壓器負(fù)載；三相負(fù)載可以是中心接地負(fù)載、中心不接地負(fù)載、內(nèi)三角形負(fù)載及

8、外三角形負(fù)載。本軟件將采用交流調(diào)功器對(duì)溫度進(jìn)行精確控制。2 軟件系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)原理軟件系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)原理2.1 設(shè)計(jì)基本原理設(shè)計(jì)基本原理本軟件的控制系統(tǒng)主要由液壓馬達(dá)、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(jī)、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。注塑機(jī)開始工作時(shí)，監(jiān)控裝置（觸摸屏）首先根據(jù)本次生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行各種初始化（溫度設(shè)定、計(jì)件值清零、保壓時(shí)間設(shè)定等），然后 PLC 控制器按一定時(shí)序發(fā)出控制信號(hào)控制液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的電磁閥和交流調(diào)功器的啟動(dòng)，交流調(diào)功器以全功率輸出給加熱負(fù)載，并讓溫度迅速穩(wěn)定在設(shè)定值，此后液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將開始生產(chǎn)的

9、動(dòng)作步序。注塑機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖如下圖所示。可編程控制器FX2N-48MR17 路開關(guān)信號(hào)輸入熱電偶模擬信號(hào)輸入FX2N-4AD-TC觸摸屏 6注塑機(jī)一般分為手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作模式。手動(dòng)模式時(shí)按下相應(yīng)的功能按鈕時(shí)，能完成相應(yīng)的操作，此模式一般為調(diào)試模具及維修時(shí)使用；自動(dòng)模式時(shí)，只需按下啟動(dòng)按鈕，注塑機(jī)就能按照調(diào)定的速度和壓力將相應(yīng)的動(dòng)作進(jìn)行到底，此模式一般多用在生產(chǎn)階段，工作流程如下：起始位置合模整進(jìn)注射保壓延時(shí)預(yù)塑整退啟模頂出起始位置。 ，各項(xiàng)操作說明如下：模具的開啟與閉合模具的開啟與閉合 合模時(shí)：電磁鐵得電后，合模油缸油路接通，在油壓的推動(dòng)下模具閉合。 開模時(shí)：電磁鐵失電后，開模油缸油路

10、接通，在油壓的推動(dòng)下模具打開。注射座的整進(jìn)與整退注射座的整進(jìn)與整退 注射座整進(jìn)時(shí)：電磁鐵得電后，注射座在油壓的推動(dòng)下前進(jìn)到位，注射座射進(jìn)完成接近開關(guān)工作 注射座整退時(shí)：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)工作注料桿的射進(jìn)注料桿的射進(jìn)注塑電磁鐵得電后，注料桿在油壓的推動(dòng)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(shí)間（保壓） ，使模具內(nèi)的塑料不會(huì)回流。預(yù)塑液壓馬達(dá)的動(dòng)作預(yù)塑液壓馬達(dá)的動(dòng)作 預(yù)塑電磁閥得電，預(yù)塑液壓馬達(dá)開始工作，帶動(dòng)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(jì)量，當(dāng)后退到一定位置時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，預(yù)塑完成。頂杠頂杠的頂出與復(fù)位

11、的頂出與復(fù)位 頂出電磁閥得電后，頂杠在油壓的推動(dòng)下將模具內(nèi)的頂出。保模時(shí)間保模時(shí)間中間繼電器油泵控制信號(hào)接觸器液壓系統(tǒng)控制信號(hào)交流調(diào)功器FX2N-4DA 7高溫原材料擠入模具后，需要在模具中冷卻一段時(shí)間，讓其基本成型后才能打開模具，這一段時(shí)間為保模時(shí)間。由于的大小和原材料的性質(zhì)的不同，不同的保模時(shí)間有所不同，這就要求保模時(shí)間長短可以調(diào)整。注塑料筒溫度注塑料筒溫度注塑機(jī)的料筒溫度是注塑機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。原料進(jìn)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(dǎo)致原料塑化不良。注塑機(jī)在生產(chǎn)的過程中要求料筒的溫度隨著和原材料的不同，可以對(duì)溫度作出調(diào)整（一般不超過 400） 。設(shè)備

12、整體構(gòu)成圖如下：2.2 PLC 控制器設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)本軟件的設(shè)計(jì)選用FX2N系列可編程序控制器。FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合軟件的要求。基本單位信息表如下：型 號(hào)繼電器輸出可控硅輸出晶體管輸出輸 入點(diǎn) 數(shù)輸 出點(diǎn) 數(shù)擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù)FX2N-16MR-001FX2N-16MSFX2N-16MT882432 8FX2N-32MR-001FX2N-32MSFX2N-32MT16162432FX2N-48MR-001FX2N-48MSFX2N-48MT24244864FX2N-64MR-001FX2N-64MSFX2N-64MT32324864FX2N-80M

13、R-001FX2N-80MSFX2N-80MT40404864控制器設(shè)計(jì)線路圖如下：控制器特性分析說明控制器特性分析說明FX2N 系列可以在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述：結(jié)構(gòu)合理結(jié)構(gòu)合理對(duì)于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC。功能強(qiáng)、弱適當(dāng)功能強(qiáng)、弱適當(dāng)對(duì)于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，一般選用抵擋的 9PLC。對(duì)于以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用含有 A/D轉(zhuǎn)換的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

14、具有加減乘除運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔機(jī)的 PLC。對(duì)于控制比較復(fù)雜、控制要求比較高的工程項(xiàng)目，如要實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可根據(jù)控制規(guī)模及復(fù)雜程度的程度，選用中檔機(jī)或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)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(gè)工廠的自動(dòng)化等。當(dāng)系統(tǒng)的各個(gè)控制對(duì)象分布在不同地域時(shí)，應(yīng)根據(jù)各個(gè)部分的具體要求來選擇 PLC，以組成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。機(jī)型統(tǒng)一機(jī)型統(tǒng)一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(gè)殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價(jià)格便宜。但由于整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 功能有限，只

15、適合于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴(kuò)展，比整體式靈活。是否在線編程是否在線編程PLC 的特點(diǎn)之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。PLC 的環(huán)境適應(yīng)性的環(huán)境適應(yīng)性由于 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(shè)計(jì)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(shí)，特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)環(huán)境條件要進(jìn)行充分的考慮。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：溫度 工作溫度 055儲(chǔ)存

16、溫度 -40+85溫度 相對(duì)濕度 5%95%（無凝結(jié)霜） 10振動(dòng)和沖擊 滿足國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)電源 交流 220V，允許變化范圍為-15%+15%，頻率為4753Hz， 瞬間停電保持 10ms環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。2.3 PLC 容量需求分析容量需求分析PLC 容量包括兩個(gè)方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲(chǔ)器的容量（字?jǐn)?shù)） 。PLC 容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚宰鰝溆?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲(chǔ)容量時(shí)，一般按實(shí)際需要的 10%25%考慮裕量。對(duì)于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開關(guān)

17、量乘以 8；對(duì)于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?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(chǔ)器一個(gè)字。計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯?chǔ)器兩個(gè)字。I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。由于目前 I/O 點(diǎn)數(shù)較多的 PLC 價(jià)格較高，若備用的 I/O 的點(diǎn)的數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對(duì)象的輸入和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常 I/O 點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的 10%15%考慮備用量。具體分析如下：開關(guān)量輸入模塊輸入電壓的選擇開關(guān)量輸入模塊輸入電壓的選擇 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(shí)間較短，可以直接與接近開

18、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(diǎn)接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開關(guān)量輸出模塊的選擇開關(guān)量輸出模塊的選擇 繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但是動(dòng)作速度較慢，壽命有一定的限制。如果系統(tǒng)的輸出信號(hào)變化不是很頻繁，選用繼電器型。 選擇時(shí)應(yīng)考慮負(fù)載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對(duì)延遲時(shí)間的要求、負(fù)載狀態(tài)變化是否頻繁等，還應(yīng)注意同一輸出模塊對(duì)電阻性負(fù)載、電感性負(fù)載和白熾燈 11的驅(qū)動(dòng)能力的差異。輸出模塊的輸出電流額定值應(yīng)大于負(fù)載電流的最大值。PLCPLC的的I/OI/O分配表如下分配表如下序號(hào)名稱元件符號(hào)備注X0電機(jī)啟動(dòng)SB1

19、啟動(dòng)按紐X1電機(jī)停止SB2停止按紐X2復(fù)位開關(guān)SB3X3手動(dòng)模式選擇X4自動(dòng)模式選擇SA1手動(dòng)/自動(dòng)雙向選擇開關(guān)X5手動(dòng)開/合模SA2開模/合模雙向選擇開關(guān)X6手動(dòng)射臺(tái)進(jìn)/退SA3射進(jìn)/射退選擇開關(guān)X7手動(dòng)注射SB4X10手動(dòng)預(yù)塑SB5X11手動(dòng)頂出SA4X12模間安全光柵SQ1光柵X13合模到接近開關(guān)SQ2接近開關(guān)X14射臺(tái)進(jìn)接近開關(guān)SQ3X15射臺(tái)退接近開關(guān)SQ4X16預(yù)塑完接近開關(guān)SQ5X17開模到接近開關(guān)SQ6輸入X20計(jì)件光柵SQ7光柵Y0電機(jī)開KM1接觸器Y1電機(jī)停KM2接觸器Y2開/合模KA1中間繼電器Y3射臺(tái)進(jìn)/退KA2中間繼電器Y4注射KA3中間繼電器Y5預(yù)塑KA4中間繼電器

20、輸出Y6頂出KA5中間繼電器說明如下：說明如下：輸入設(shè)備輸入設(shè)備用以產(chǎn)生輸入控制信號(hào)（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(gè)，按鈕開關(guān) 5 個(gè)，光柵開關(guān) 2 個(gè)和接近開關(guān) 5 個(gè)。輸出設(shè)備輸出設(shè)備由 PLC 的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行元件，如繼電器、接觸器、電 12磁閥、指示燈等。該系統(tǒng)中有中間繼電器 5 個(gè)，接觸器 2 個(gè)，電磁閥 5 個(gè)，指示燈 1 個(gè)。本軟件中實(shí)際需要輸入點(diǎn) 17 點(diǎn)，輸出點(diǎn) 8 點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)，以及考慮到今后對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充使用，要保留一定的裕量，因此我們選用的 PLC型號(hào)為 FX2N系列，其選擇如下：基本單元：FX2N-

21、48MR（輸入點(diǎn) 24 點(diǎn)，輸出點(diǎn) 24 點(diǎn)）功能模塊：FX2N4AD-TC 模塊 1 個(gè)、FX2N4DA 模塊 1 個(gè)、FX2N-422-BD通信口 1 個(gè)在確定了控制對(duì)象的控制任務(wù)和選擇好 PLC 的機(jī)型后，即可安排輸入、輸出的配置，并對(duì)輸入、輸出進(jìn)行地址編號(hào)。分配 I/O 地址時(shí)要注意以下問題：1) 設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)；2) 相鄰設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)；3) 輸入/輸出 I/O 地址分開；4) 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(kuò)展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會(huì)增加系統(tǒng)成本；5) 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

22、間的信號(hào)聯(lián)系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的內(nèi)部連線。3 軟件設(shè)計(jì)原理軟件設(shè)計(jì)原理3.1 軟件工藝流程設(shè)計(jì)軟件工藝流程設(shè)計(jì)本軟件的工作過程為：按下電源開關(guān)液壓油泵啟動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，此時(shí)可選擇手動(dòng)或自動(dòng)操作模式。當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)確認(rèn)合模安全時(shí)合模電磁閥動(dòng)作，合模/開模油缸在油壓力的作用下驅(qū)動(dòng)導(dǎo)杠動(dòng)作，使動(dòng)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(dòng)作，整進(jìn)/整退氣缸在油壓力的作用下驅(qū)動(dòng)拉桿動(dòng)作,使射臺(tái)向前移動(dòng)。射臺(tái)整進(jìn)到后，接近開關(guān)動(dòng)作，射膠電磁閥得電，螺杠在液壓力的推動(dòng)下完成射膠并保壓一段時(shí)間。當(dāng)射膠時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)，射膠電磁閥斷電自復(fù)位，預(yù)塑電磁閥

23、得電，預(yù)塑液壓馬達(dá)完成預(yù)塑的同時(shí)，螺杠退回原來的位置。預(yù)塑完后接近開關(guān)工作，整進(jìn)電磁閥斷電自復(fù)位，射臺(tái)在液壓的作用下退回。射臺(tái)退回后，射臺(tái)退到位接近開關(guān)動(dòng)作，合模電磁閥斷電自復(fù)位， 13完成啟模動(dòng)作。啟模完后，頂出油缸動(dòng)作將制品頂出，落下的制品使計(jì)件光柵動(dòng)作，計(jì)數(shù)，便完成一個(gè)生產(chǎn)周期。 ，流程圖如下：當(dāng)選擇手動(dòng)操作時(shí)，分別打開各個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，即可使各個(gè)電磁閥得電工作或斷電自復(fù)位，使油缸在液壓力的作用下驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿分別進(jìn)行合模/開模、整進(jìn)/電源開關(guān)運(yùn)行準(zhǔn)備運(yùn)行模式選擇手動(dòng)自動(dòng)合/開模整進(jìn)/退射進(jìn)/退預(yù)塑頂出啟動(dòng)合模合模完整進(jìn)整進(jìn)完注射時(shí)間到預(yù)塑預(yù)塑完整退整退完開模開模完頂出計(jì)數(shù)頂出完 14整退，射膠，

24、預(yù)塑，頂出等動(dòng)作，完成調(diào)機(jī)工作。3.1.13.1.1 軟件的溫度控制軟件的溫度控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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(huì)發(fā)生分解而變質(zhì)；如果溫度過低會(huì)使塑料塑化不良，流動(dòng)性變差，制品成型不好。注塑機(jī)中通常采用 PID 控制的方法，一般能達(dá)到1的精度要求。溫度傳感器將螺杠內(nèi)的動(dòng)態(tài)的溫度轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)（或電流信號(hào)），標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)通過 A/D 轉(zhuǎn)換送入 PLC 中與溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果在 PLC 內(nèi)進(jìn)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(hào)，及時(shí)的調(diào)整負(fù)載的輸入功率，使實(shí)際溫度與設(shè)定相同。其

25、溫度過程控制原理框圖如圖所示。3.1.23.1.2 注塑機(jī)的步序控制注塑機(jī)的步序控制注塑機(jī)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式。手動(dòng)模式下，按下相應(yīng)的功能按鈕時(shí)，便能完成相應(yīng)的操作；自動(dòng)模式下，只需按下啟動(dòng)按鈕，注塑機(jī)就能按照調(diào)定的動(dòng)作進(jìn)行到底,工作流程如下：起始位置合模整進(jìn)注射保壓延時(shí)預(yù)塑整退啟模頂出起始位置。根據(jù)注塑機(jī)的控制流程圖、I/O 配置圖及分配表得出該機(jī)的各個(gè)工作過程：在各輸入信號(hào)及各時(shí)間控制的先后作用下，按照各自工況運(yùn)行的順序，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地依次工作。如按照該機(jī)的中間繼電器的控制線路來編制 PLC 控制梯 形圖，既繁瑣復(fù)雜，又給 PLC 的程序編制帶來一定的難度，所以對(duì)該機(jī)PLC 控制

26、系統(tǒng)選用 SFC（順序功能圖）的程序設(shè)計(jì)方法，可以很容易編制程序，達(dá)到合理安全的控制目的。當(dāng) PLC 通電后在初始脈沖的作用下系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài) S0 等待進(jìn)一步的操作當(dāng)按下油泵電機(jī)啟動(dòng)按鈕信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S20（即 STL S20）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：首先油泵電機(jī)啟動(dòng)接觸器 Y0 得電，使油泵電機(jī)按星-三角降壓啟動(dòng)的方式啟動(dòng)。A.當(dāng)按下 X3 時(shí)，進(jìn)入手動(dòng)模式，此時(shí)可通過對(duì) X5、X6、X7、X10、X11 分別對(duì)注塑機(jī)的手動(dòng)調(diào)整進(jìn)行控制。若選擇手動(dòng)合模轉(zhuǎn)換開關(guān) X5 為“1”時(shí)，動(dòng)PLCPID 調(diào)節(jié)D/A 轉(zhuǎn)換交流調(diào)功加熱器熱電偶A/D 轉(zhuǎn)換 15模板向上合模，X5 為“0”時(shí)，即斷電后動(dòng)

27、模板向下開模；若選擇手動(dòng)整進(jìn)轉(zhuǎn)換開關(guān)當(dāng) X6 為“1”時(shí)，注射座向前整進(jìn)，X6 為“0”時(shí)，即斷電后注射座后退；若手動(dòng)射膠轉(zhuǎn)換開關(guān) X7 為“1”時(shí)，Y4 為“1”得電后向前射膠， X7 為“0”時(shí)；則 Y4 為“0”斷電后射膠結(jié)束。若手動(dòng)預(yù)塑開關(guān) X10，Y5 為“1”得電后預(yù)塑液壓馬達(dá)向后預(yù)塑，X10 為“0”時(shí)；則 Y5 為“0”斷電后預(yù)塑結(jié)束。若選擇手動(dòng)頂出 X11 為“1”時(shí)，則 Y6 為“1”得電將頂出，X11 為“0”時(shí)，頂杠復(fù)位。B. 當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，則 X4 為“1” ；X3 就斷開為“0” ，當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)按扭時(shí)（注：啟動(dòng)按扭時(shí)與 X4 串聯(lián)輸入到 PLC） ，S21 自鎖得

28、電。C.模式選擇開關(guān)（X3、X4）上串聯(lián)有常閉的復(fù)位開關(guān) X2，當(dāng) X2 為“0”時(shí)， 系統(tǒng)不復(fù)位，X2 為“1”時(shí)，注塑機(jī)回到初始狀態(tài)（Y2、Y3、Y4、Y5、Y6 分別為“0” ， ） 。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S21（即 STL S21）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：確定合模安全時(shí)（安全光柵 X12）為“0” ，合模 Y2 并自鎖；復(fù)位開關(guān) X2 為“0” ，合模到位接近開關(guān)為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S22；當(dāng)復(fù)位開關(guān) X2 為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到S26。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S22（即 STL S22）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：Y3 得電自鎖；復(fù)位開關(guān) X2 為“0” ，射到位接近開關(guān)為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到

29、S23；當(dāng)復(fù)位開關(guān) X2 為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25。 當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S23（即 STL S23）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：Y4 得電自鎖，同時(shí) T0 開始計(jì)時(shí)；T0 計(jì)時(shí)時(shí)間到后，如果復(fù)位開關(guān) X2 為“0” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S24；當(dāng)復(fù)位開關(guān) X2 為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25。 本軟件順序控制系統(tǒng)圖Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y1SET Y2S26S27SET Y6RST Y2M6INC D200RST Y6RST Y3SET Y5S24RST Y4RST Y5S25S20S23SET Y4T0SET Y3S22S21S0 16 當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S24（即 STL S24）時(shí)，需要處理的相

30、關(guān)信號(hào)有：Y4 斷電復(fù)位，同時(shí) Y5 得電自鎖；預(yù)塑完接近開關(guān)為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S25（即 STL S25）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：Y5 斷電復(fù)位，同時(shí) Y3 斷電復(fù)位；射臺(tái)后到位接近開關(guān)為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S26。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S26（即 STL S26）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：Y2 斷電復(fù)位；開模到位接近開關(guān)為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S27。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S26（即 STL S26）時(shí)，需要處理的相關(guān)信號(hào)有：Y6 得電自鎖；當(dāng)頂下的使計(jì)件光柵 X20 得電工作，總數(shù)寄存器 D200 加一，同時(shí) Y6 復(fù)位。自動(dòng)啟動(dòng)開關(guān) X4 為“1” ，信號(hào)轉(zhuǎn)移到 S0，

31、順序控制程序完成，返回（RET）主程序，完成一個(gè)工作周期。3.2 軟件自檢功能設(shè)計(jì)軟件自檢功能設(shè)計(jì)控制器是軟件的控制核心。系統(tǒng)聯(lián)機(jī)工作前, 對(duì)控制器進(jìn)行全面的功能自檢可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障,消除事故隱患。為了能夠方便、準(zhǔn)確和全面地實(shí)現(xiàn)控制器的功能自檢, 設(shè)計(jì)了自檢程序完成自檢過程,如下圖： (1) 指示燈測(cè)試: 進(jìn)入控制器自檢狀態(tài)后, 首先調(diào)用指示燈測(cè)試子程序。通過此項(xiàng)測(cè)試, 可以檢查 PC 軟件的啟動(dòng)、運(yùn)行是否正常, 同時(shí)判斷各指示燈及其輸出通路是否存在故障。(2) 控制開關(guān)測(cè)試: 指示燈測(cè)試通過后, 自檢程序轉(zhuǎn)入控制開關(guān)測(cè)試子程序。此時(shí), 操作人員依次按下或接通控制面板上各按鈕開關(guān), 測(cè)試子程序?qū)Ω靼粹o開關(guān)及輸入通路是否正常進(jìn)行判斷。(3) 反饋信號(hào)通路測(cè)試: 完成控制面板功能測(cè)試后, 通過輸入輸出等效器, 由自檢程序進(jìn)行反饋信號(hào)通路測(cè)試。(4)