基于plc注塑机控制系统设计

目 录

引言 .............................................................................................................................................................. 1 第一章 注塑机控制系统的分析

1.1 注塑机控制系统原理 ................................................................................... 错误!未定义书签。

第二章 注塑机控制系统的硬件设计

2.1 确定I/O点及选择PLC .................................................................................................................. 3 2.1.1可编程控制器控制系统I/O地址分配 ...................................................................................... 3 2.2 注塑机控制系统的接线图 ............................................................................................................. 4 2.2.1 注塑机控制系统的整体接线示意图 ......................................................................................... 4 2.3 注塑机控制系统的抗干扰措施 ..................................................................................................... 6

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 ...................................................................................................... 8 3.2 系统的程序设计 ............................................................................................................................. 9 3.2.1 注塑机的温度控制 ..................................................................................................................... 9 3.3 STEP7—Micro/WIN V4.0编程软件 .............................................................................................. 9

3.3.1 PLC注塑机控制系统的程序创建 ...................................................................................... 9 3.4 控制程序的调试 ........................................................................................................................... 10 3.4.1 调试条件 ............................................................................................................................. 10 3.4.2 调试步骤 ............................................................................................................................. 11

课程设计总结 ....................................................................................................................................... 10 参考文献 ................................................................................................................................................. 15

引言

塑料注射成型机(简称注塑机)是一集机、电、液于一体的典型系统。由于注塑加工能够一次成型形状复杂的塑料制品,同时可供加工的塑料种类也非常多,具有效率高、后加工量少、适应性强等诸多优点,因而自问世以来,发展非常迅速。目前,注塑加工已成为塑料加工最为主要的加工方法[1]。PLC 是上世纪60 年代末发明的工业控制器件,诞生之初主要被用于生产线及大型机械的控制。随着计算机技术的飞速发展,PLC的软、硬件技术也取得巨大进步,以PLC为核心的控制系统的成本迅速下降,极大地拓展了其工业应用的范围。传统中、小型注塑机的电气控制系统大多采用继电器和开关阀控制。这种控制方法接线复杂、自动化程度低,故障率高且不方便维修, 尤其是缺乏柔性。即当系统的生产工艺或对象改变时,原有的接线和控制柜则必须要进行改变,系统的灵活性差。SIMATIC S7-200作为一种通用型的小型PLC 系统,它具有运算速度快、存储器容量大、功能强、可靠性高等优点, 被广泛运用于各种有自动化控制要求的场合。将其用于注塑机液压系统的自动控制实现或改造,失为一种既经济又切合实际的解决方案。

第一章 注塑机控制系统的分析

1.1 注塑机控制系统原理

注塑机是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态的注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。

注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。

跳转与循环是选择性分支的一种特殊形式。若满足某一转移条件,程序跳过几个状态往下继续执行,这是正向跳转;或程序返回上面某个状态再开始往下继续执行,这是逆向跳转,也就是本次工程用到的循环。注塑机控制系统的原理框图如图1所示。

可编程控制器 S—7200 开关信号输入 热电偶模拟信号输 中间继电接触器 液压系统控制信

油泵控制信号 图1注塑机控制系统原理框图

第二章 注塑机控制系统的硬件设计

2.1 确定I/O点及选择PLC

2.1.1可编程控制器控制系统I/O地址分配

根据塑料注塑成型生产工艺控制要求,其输入设备有8个行程开关、1个压力继电器;其执行器件共有YV1~YV8八个电磁阀。因此塑料注塑成型机的电气控制系统采用PLC控制需要有9个输入点,8个输出点,在设计过程中我们选用西门子S7-200系列PLC,基本单元选用CPU221模块,其输入14点,输出10点,能满足控制要求。具体的I/O地址分配见表1,PLC控制系统的I/O接线图。

在确定了控制对象的控制任务和选择好PLC的机型后,即可安排输入、输出的配置,并对输入、输出进行地址编号。分配I/O地址时要注意以下问题:

(1) 设备I/O地址尽可能连续;(2) 相邻设备I/O地址尽可能连续;(3) 输入/输出I/O地址分开;(4) 每一框架I/O地址不要全部占满,要留有一定的余量,便于系统扩展和工艺流程的改,但不宜保留太多,否则会增加系统成本;(5) 充分考虑控制柜与控制柜之间、框架与框架之间、模块与模块之间的信号联系,合理地安排I/O地址,减少它们之间的内部连线。

S-7200的控制开关的触点表如表1所示。

表1 I/O地址输入分配表

输入 I0.0 启动按钮 Q0.0 输出 电磁阀YV1 T37 其他 延时10s I0.1 原点SQ1 Q0.1 电磁阀YV2 T38 延时5s I0.2 限位开关SQ2 Q0.2 电磁阀YV3 I0.3 限位开关Q0.3 电磁阀

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