第三章 控制系统的软件设计

3.1注塑机的控制要求及控制方案

某注塑机借助8个电磁阀YV1~YV8完成注塑各工序。若注塑模子在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1、YV3将模子关闭，限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，此时由YV2、YV8控制射台前进，准备射入热塑料，限位开关SQ3动作表示射台到位，YV3、YV7动作开始注塑，延时10s后YV7、YV8动作进行保压，保压5s后，由YV1、YV7执行预塑，等加料限位开关SQ4动作后由YV6执行射台的后退，限位开关SQ5动作后停止后退，由YV2、YV4执行开模，限位开关SQ6动作后开模完成，YV3、YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出，顶针终止限位SQ7动作后，YV4、YV5使顶针后退，顶针后退限位SQ8动作后，动作结束，完成一个工作循环，等待下一次启动。编制控制程序。

步骤 电 磁阀 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 YV7 YV8 模子控制注塑 关闭 射台前进 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 保压 预塑 后退 开模 顶针顶针前进 后退

＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 表中注塑机工序动作图（注：表中“＋”表示电磁阀得电）

3.2 系统的程序设计

3.2.1 注塑机的温度控制

生产的过程中，螺杠筒温度控制是十分重要的。如果温度过高，螺杠筒中的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。注塑机中通常采用PID控制的方法，一般能达到±1℃的精度要求。温度传感器将螺杠内的动态的温度转化为标准的电压信号（或电流信号），标准的电信号通过A/D转换送入PLC中与温度的设定值进行比较，根据比较的结果在PLC内进行PID调节，PID调节的输出经D/A转换后直接作为交流调功器的输入控制信号，及时的调整负载的输入功率，使实际温度与设定相同。

其温度过程控制原理框图如图7所示。

D/A转换 交流调功 PLC PID调节 加热器 A/D转换 热电偶 图7 温度过程控制原理框图

注塑机的温度控制一般要求都在400℃以内，而S-7200的摄氏温度的测量范围为-100℃~+1200℃，其相对应的数字量范围为-1000~+12000，它的测温精度为0.1℃。从热电偶传来的温度信号在0℃~+400℃的范围内，所以经S-7200输入到PLC中的数字量的范围应为0~+4000[7]。

3.3 STEP7—Micro/WIN V4.0编程软件

3.3.1 PLC注塑机控制系统的程序创建

（1） 打开项目

执行“文件”→“新建”命令，可以新建一个项目。可以保存为扩展名为“.mwp”的新建项目。或执行“文件\打开\命令\可以打开项目。

（2） 输入指令

输入梯形图指令可以通过指令树、工具条按钮等方式进行。指令树中包含了几乎所

有的指令，或在工具条上直接放常用的指令。或用快捷键F4、F6、F9键进行操作。

（3） 创建逻辑网络

用梯形图编写的程序就是将组件排列成逻辑网络。可以通过工具栏或者右键快捷菜单进行程序编辑，形成程序网络。

（4） 输入地址

在梯形图输入指令时，参数最初是由“？？？”显示的，表示参数未赋值，可以用绝对值或者符号标明程序中的指令操作数。绝对引用是指使用内存区的位或者字节位置标识地址，符号引用则是指使用数字、字母的字符组成标识地址。如果有未赋值的参数，程序将不能正常编译。

（5） 编译与保存

编译可以通过工具栏按钮或者PLC菜单进行。可通过“PLC”菜单中的“编译”命令，或者工具栏上的“编译”按钮，编译当前被激活的编辑器中的程序。若选择“PLC”菜单中的“全部编译”命令，则按照顺序编译程序块（主程序、全部子程序、全部中断程序）、数据块、系统块等全部块。使用“全部编译”，与哪一个窗口是活动的无关。编译结束后，输出窗口显示编译信息。可以通过工具栏的“保存”按钮、“文件”菜单中的“保存”命令及“另存为”进行保存[9]。

3.4 控制程序的调试

3.4.1 调试条件

① 选择合适的CPU外电路，根据信号系统要求以及I/O资源配置进行模拟连接，输入端由PLC按键模拟，输出端组态王模拟即可；

② 使用STEP7—Micro/WIN V4.0编程软件进行编程； (2) 程序调试步骤

① 打开STEP7-Micro/WINV4.0软件；

② 在命令菜单中选择Debug>Program Edit in RUN； ③ 把以设计好的系统程序语句在RUN模式下输入；

④ 输入程序有误，系统提示不能运行；

⑤ 修改有误程序，继续输入程序直到系统检测无误为止；

⑥ 退出RUN模式在命令菜单中选择Debug>Program Edit in RUN，然后点击取消复选标志。 3.4.1 调试步骤

图3-1

如图3-1所示，当原点I0.1动作，按下启动按钮I0.0，线圈Q0.1、Q0.3就得电，Q0.1、Q0.3的常开触点使其自锁。Q0.2、Q1.0常闭触点实现互锁，当图3-2中线圈Q0.2、Q1.0得电后，这两个常闭触点断开，线圈Q0.1、Q0.3失电停转。I0.2常闭触点与图3-2中限位开关I0.2组成复合开关，也起互锁作用，双重保护电路。

电磁阀YV1、YV3得电将模子关闭。

图3-2

如图3-2所示，限位开关I0.2动作，线圈Q0.2、Q1.0得电自锁，Q0.3、Q0.7、I0.3常闭触点互锁保护电路。此时电磁阀YV2、YV8得电控制射台前进，准备注入热塑料。