注塑机的PLC控制姓名吕东洋班级机电131学号 2013113042指导教师马泽机械电子工程专业2016年5月11日注塑机的PLC控制摘要注塑机是注塑成型的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。

注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步，为注塑制品的开发和应用创造条件。

在大型注塑的技术发展方面，合模系统采用全液压式或液压-机械式，即曲轴连杆型式，两者在市场上均有竞争能力。

但不论哪种形式的注，其发方向都必须向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。

近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言，塑化能力、注射压力等都有很大提高。

关键词注塑机ＰＬＣ自动控制技术技术参数目录第一章注塑机控制系统简介 (1)1.1注塑机控制系统简介 (1)1.1.1温度传感器简介 (2)1.1.2本课题的主要内容 (3)第二章注塑机控制系统的分析 (5)2.1注塑机的机械结构 (5)2.1.1注射部分 (5)2.1.2合模部分 (6)2.1.3液压系统 (6)2.1.4控制系统 (7)2.2注塑机工作原理 (7)2.3注塑机控制系统的控制要求 (7)2.3.1模具的开启与闭合 (8)2.3.2注射座的整进与整退 (8)2.3.3注料杆的射进 (8)2.3.4预塑液压马达的动作 (8)2.3.5顶杠的顶出与复位 (9)2.3.6保模时间 (9)2.3.7注塑料筒温度 (9)第三章注塑机的PLC控制设计 (10)3.1 PLC机型选择的原则 (10)3.2PLC容量选择 (12)3.2.1I/O模块的选择 (13)3.3确定I/O点及选择PLC (16)3.3.1可编程控制器控制系统I/O点数估计 (16)3.3.2PLC的I/O分配表 (17)3.4元器件的选型 (18)3.4.1温度传感器的选型 (18)3.4.2液压阀控制阀 (19)3.4.3液压马达 (20)3.4.4液压泵电机 (21)3.4.5热继电器 (22)3.4.6触摸屏 (23)3.4.7中间继电器 (23)3.4.8行程开关 (23)3.4.9接触器 (24)3.5注塑机控制系统的接线图 (25)3.5.1注塑机控制系统的整体接线示意图 (26)3.5.4注塑机的步序控制 (30)3.6 PLC控制系统程序梯形图 (35)第四章注塑机的操作规程 (38)4.1开机操作 (38)4.2停机操作 (39)4.3注意事项 (40)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)引言早期的注塑机由于当时的条件或成本限制多用继电器电路控制，其故障率高、维修周期短、设备工作效率低。

随着工业控制技术的飞速发展和产品档次的提高，现今注塑机多采用PLC（或专用控制器）加人机界面的控制系统，生产自动化程度的大为提高，有利于降低工厂成本、促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的产量、质量以及产品的竞争力。

本课题致力于设计一套实用的PLC注塑机控制系统，结合交流调功温度控制技术，并通过触摸屏的显示画面来监控生产过程中各种情况。

PLC在注塑机控制系统中的应用的意义在于：1）提高产品质量。

2）减轻工人劳动强度，适当降低操作技术水平。

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，降低产品成本。

第一章注塑机控制系统简介1.1注塑机控制系统简介控制系统是注塑机控制系统的一个重要部分，其性能的优劣对整机有着至关重要的影响，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（可编程控制器）不仅用逻辑编程取代了硬接线逻辑，还增加了运算、数据传送和处理的功能，真正成为一种计算机工业控制装置。

PLC 的功能远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，所以在工业发达国家，PLC在其自动化设备中的比例占首位。

近年来，我国的PLC技术也从初期的引进、消化走向吸收和推广应用阶段，并且在许多工业领域取得了良好的经济效益和社会效益。

在以往国内的注塑机控制系统中，主要存在三种控制类型：1、继电器控制2、单片机控制3、 PLC控制注塑机控制通常指的是电液控制，即由液压和电气控制部分组成。

注塑机的控制系统是保证注塑机按工艺过程规定的要求（压力、速度、温度、时间等）和动作程序，准确有效地工作的控制系统。

目前注塑机的发展主要集中在：11、提高制品尺寸精度和稳定性2、提高速度、缩短成型周期3、生产过程的自动化和省力但所采用的技术手段，都离不开以计算机技术为基础的自控技术。

因此，注塑机的控制成为目前注塑机发展中一个很重要的内容，主要包括动作程序控制（如开闭模、注射、保压等）和过程程序控制（例如，注射过程的速度和压力程序控制等）两个方面。

1.1.1温度传感器简介传感器技术是一项正在迅速发展的高新技术，它与通信技术，计算机技术一起构成了当代信息产业的三大支柱。

温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。

在半导体技术的支持下，已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。

本课题将用到可精确测量温度传感器，通过温度传感器准确测量温度并实施控制。

热电偶温度传感器属于接触式温度测量仪表是工业生产中最常用的温度检测仪表之一。

其特点为测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响，测量范围广。

常用的热电偶从-50-_+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。

构造简单，使用方便。

2热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

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的配合, 就能测量出被测的温度。

热电偶测温的基本原理是热电效应。

在由两种不同材料的导体 A 和 B 所组成的闭合回路中 , 当 A 和 B 的两个接点处于不同温度 T 和 To时, 在回路中就会产生热电势。

这就是所谓的塞贝克效应。

导体 A 和 B 称为热电极。

温度较高的一端叫工作端( 通常焊接在一起 )；温度较低的一端叫自由端 ( 通常处于某个恒定的温度下)。

根据热电势与温度函数关系。

可制成热电偶分度表。

分度表是在自由端温度 To=0℃的条件下得到的。

不同的热电偶具有不同的分度表。

1.1.2本课题的主要内容注塑机是一种能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品的塑料生产设备，它是将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，使喷嘴贴紧模具的浇口道，接着向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持（又称保压）、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品，从而得到所需的成3品。

本课题的主要内容是利用PLC完成注塑机控制系统的设计，对注塑机的时序动作、注射压力以及料筒温度进行准确控制,包括从进料到成品的形成的整个过程。

涉及注塑机的时序控制流程的分析，注塑机料筒的温度控制系统的设计，具体硬件配置的确定，触摸屏画面及程序的编制和整机硬件原理图、电气接线图、PLC程序的编制等。

4第二章注塑机控制系统的分析2.1注塑机的机械结构注塑机主要由注射部分、合模部分、液压系统、控制系统等部分组成。

示意图如下；图2-1 注塑机的结构示意图2.1.1注射部分它的主要作用是使塑料塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将一定的熔料注到模腔内。

因此注射装置应具有塑化良好，计量准确5的性能，并且在注射时对熔料能提供压力和速度。

注射装置一般由塑化部件（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组成。

2.1.2合模部分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，即成型制品的工作部件。

因为在注射时，进入模控中的熔料还具有一定的压力，这就要求模合装置给予模具以足够的合紧力，以防止在熔料的压力下模具被打开，从而导致制品溢边或使制品精度下降。

合模装置主要由模板、拉杆（哥林柱）、合模机构（如机铰）、制品顶出装置和安全门、调模装置组成。

2.1.3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组成的连续生产过程，液压和电气则是为了保证注射成型机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间及位置）和动作程序，准确无误的进行工作而设置的动力和控制系统、液压部分重要有动力油泵、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。

62.1.4控制系统控制注塑周期的顺序（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）。

电气部分主要由动力、动作程序和加热等控制所组成。

2.2注塑机工作原理注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料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。

注塑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。

2.3注塑机控制系统的控制要求注塑机一般分为手动、自动两种工作模式。

手动模式时按下相应的功能按钮时，能完成相应的操作，此模式一般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的速度和压力将相应的动作进行到底，此模式一般多用在生产阶段，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。

72.3.1模具的开启与闭合合模时：电磁铁得电后，合模油缸油路接通，在油压的推动下模具闭合。

开模时：电磁铁失电后，开模油缸油路接通，在油压的推动下模具打开。

2.3.2注射座的整进与整退注射座整进时：电磁铁得电后，注射座在油压的推动下前进到位，注射座射进完成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，注射座射退完成接近开关工作2.3.3注料杆的射进注塑电磁铁得电后，注料杆在油压的推动下，把料筒内的融好的原料快速压入模具，挤压完成后并保持一段时间（保压），使模具内的塑料不会回流。

2.3.4预塑液压马达的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，使原料不断的向前输送，螺杠则在压力的作用下后退并计量，当后退到一定位置时，限位开关动作，预塑完成。

82.3.5顶杠的顶出与复位顶出电磁阀得电后，顶杠在油压的推动下将模具内的产品顶出。

2.3.6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，让其基本成型后才能打开模具，这一段时间为保模时间。

由于产品的大小和原材料的性质的不同，不同产品的保模时间有所不同，这就要求保模时间长短可以调整。