PLC在注塑機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計論文

1、理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計論文PLC在注塑機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要注射成型（注塑）是加工塑料制品的主要方法之一，這種方法能制得外形復(fù) 雜、尺寸精確和帶有金屬嵌件的制品，對各種聚合物加工的適應(yīng)性強，易于實現(xiàn) 全自動化生產(chǎn)，因此在塑料機械中占有很大比重。因此，開展基于PLC的注塑機的控制研究。必將推動注塑生產(chǎn)的長足進步和繁榮發(fā)展，不僅為社會提供高質(zhì)量 產(chǎn)品，還可排除安全隱患、保障生命和財產(chǎn)、節(jié)約資源、保護環(huán)境，提供更加重 要的無形的社會財富。本設(shè)計在分析注塑機的工藝流程的基礎(chǔ)上，首先確定了總 體設(shè)計方案，采用西門子S7-200中的CPU226 PLC對注塑機的控制系統(tǒng)進行設(shè)計。 接著，在硬件設(shè)

2、計中，統(tǒng)計并分配了 I/O點，繪制出I/O接線圖，設(shè)計了主電路和 液壓回路。最后，在軟件設(shè)計中，通過學(xué)習(xí)使用西門子STEP7編程軟件進行編程和調(diào)試。通過使用PLC對注塑機控制系統(tǒng)的改造，不僅能夠達到原有的控制功能， 而且還提高了控制系統(tǒng)的精度，方便維修。關(guān)鍵詞：注塑機，西門子S7-200,控制系統(tǒng)，仿真IApplication of the jinjection molding machinecontrol system of PLCABSTRACTInjectio n moldi ng process ing plastic products ( injectio n ) is one of

3、 the ma in methods, this method can make the shape of complex, rulernch precisely and with embedded metal parts products, for a variety of polymer process ing adaptability, easy to realize automatic product ion, so in the plastic mach inery occupies a large proporti on of. Therefore, to carry out th

4、e injectio n moldi ng mach ine based on PLC con trol research. Will promote the injectio n moldi ng of the great progress and prosperity, not on ly for the com munity to provide high quality products, also can elimi nate the hidde n dan ger of safety, protect life and property, to save resources, pr

5、otect environment, offer more importa nt the in corporeal wealth of society.The desig n in the an alysis of injectio n moldi ng machi ne on the basis of tech no logical process, first to determ ine the overall design plan, adopts Siemens S7-200CPU226PLC of the injection molding machine control syste

6、m transformation. Then, in the hardware design, statistics and the distribution of I / 0,1 / O wiring diagram drawing, design of the main circuit and the hydraulic circuit. Fin ally, in the software desig n, through the study of the use of Sieme ns STEP7 program ming software program ming and debugg

7、 ing. PLC through the use of injection molding machine control system, can not only achieve the original con trol functions, but also improves the precisi on of con trol system, convenient repair.KEY WORDS: injection molding machine, Siemens S7-200, control system, simulatio n理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1第1章課題總體設(shè)計方

8、案 21.1注塑機構(gòu)成21.2主要研究任務(wù)21.3注塑機工作流程2第2章硬件設(shè)計52.1 PLC機型的選擇52.2 I/O定義號分配82.3 I/O點接線圖92.4主電路設(shè)計102.5液壓控制回路設(shè)計 122.5.1基本回路的選擇122.5.2注塑機液壓系統(tǒng)工作原理 14第3章軟件設(shè)計163.1編程方法的確定163.2繪制動作流程圖163.3梯形圖程序的設(shè)計18第4章組態(tài)設(shè)計284.1組態(tài)王概述284.2建立工程步驟284.3組態(tài)設(shè)計294.3.1建立文件294.3.2設(shè)計外形304.3.3組態(tài)王連接設(shè)備 314.3.4動畫連接334.3.5命令語言34結(jié)論36iii理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）謝

9、辭37參考文獻38外文資料翻譯39#洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）自從二十世紀(jì)五十年代工業(yè)技術(shù)的改革，塑料注射成型機（簡稱注塑機）已經(jīng)發(fā)展了五十多年了。注塑機是一個集機、電、液于一體的典型系統(tǒng)，因具有一次能 夠成型復(fù)雜制品、后加工量少、加工的塑料種類多等特點，問世以來，發(fā)展極為迅速,目前己成為塑料成型加工的主要設(shè)備。迄今為止，用這種方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品 覆蓋了幾乎40%的日常生活中塑料制品。注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，一般螺桿式注塑機的成型工藝過 程是：首先將粒狀或粉狀塑料加入機筒內(nèi)，并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機筒外壁加熱使 塑料成為熔融狀態(tài)，然后機器進行合模和注射座前移，使噴嘴貼緊模具的澆口道

10、， 接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進，從而以很高的壓力和較快的速度將 熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品（保壓的目的是防止模腔中熔料的反流、向模 腔內(nèi)補充物料，以及保證制品具有一定的密度和尺寸公差）。由于注塑過程是一個非穩(wěn)定、非恒溫的過程，在合模、注射、升（降）溫等各生 產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)將直接影響塑料制品的品質(zhì)，因而對注塑機的控制系統(tǒng)提出了很高的要求。目前，許多國產(chǎn)注塑機的動作控制系統(tǒng)仍然采用繼電器來完成開 關(guān)量的邏輯運算以實現(xiàn)系統(tǒng)控制。隨著電子技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，此傳統(tǒng)控制 方法的缺點越來越顯著地表現(xiàn)出來，如維修量

11、大，繼電器壽命短，接線相當(dāng)復(fù)雜。 采用有觸點的開關(guān)動作，工作頻率低，可靠性差，易出故障。繼電器動作慢，定 時不準(zhǔn)確，系統(tǒng)控制精度差等。因而，對注塑機的控制系統(tǒng)進行設(shè)計改造很有研 究必要。3第1章課題總體設(shè)計方案1.1注塑機構(gòu)成一般注塑機包括注射裝置、合模裝置、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等。注射裝置：它的主要作用是使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力 和速度將熔料注射入模具中。它主要由塑化部件（機筒、螺桿或柱塞、噴嘴等）、料斗、螺桿傳動裝置（油馬達等）、注射油缸、注射座移動油缸等組成。合模裝置：它是保證成型模具可靠的閉合和實現(xiàn)啟閉模動作以及取出制品的 部件。由于熔料以很高的壓力注入模腔中，為了

12、鎖緊模具而不致使制品產(chǎn)生飛邊 或影響制品質(zhì)量，就要對模具施加足夠的鎖緊力（即合模力）。合模裝置主要包括固定模板、移動模板、后墻板、連接前后模板用的拉桿、合模油缸、頂出油缸、 調(diào)模裝置等組成。液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)：它是保證注塑機按工藝過程預(yù)定的要求（如壓力、 速度、溫度、時間等）和動作程序準(zhǔn)確有效的進行工作而設(shè)置的動力和控制系統(tǒng)。1.2主要研究任務(wù)1. 分析注塑機的工藝流程，擬訂控制系統(tǒng)的總體方案。2硬件部分設(shè)計。包括統(tǒng)計I/O點，選擇PLC機型，進行I/O定義號分配，繪制 I/O模塊接線圖，設(shè)計主電路圖和液壓控制回路。3軟件部分設(shè)計。即編寫控制系統(tǒng)梯形圖程序。1.3注塑機工作流程注塑機生產(chǎn)一

13、個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模、注射臺前進、注射、保壓、解壓、注 射臺后退、開模等工序。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。注塑 機的工作方式有手動和自動循環(huán)兩種形式。 其自動循環(huán)時的工藝流程如圖1-1所示*1V原位鎖模YV1注射臺前進YV21注射YV31T保壓YV41解壓YV51注射臺后退YV61r開模1*YV71開模結(jié)束1F頂出;產(chǎn)品圖1-1注塑機自動循環(huán)狀態(tài)工藝流程從圖1-1中可以看出，注塑機的控制過程是順序控制。能夠?qū)崿F(xiàn)這個要求和控 制功能的方法很多，如繼電器、PLC、單片機等。傳統(tǒng)的繼電器控制價格低廉，它是針對一定的生產(chǎn)機械，固定的生產(chǎn)工藝而 設(shè)計，采用硬件接線方式安裝而成，為接線程序

14、控制，只能進行開關(guān)量的控制， 接線多，可靠性差，修改不容易，維修不方便。單片機控制是程序存儲控制，在設(shè)計時硬件和軟件均要設(shè)計，抗干擾性能差， 不通用，并且需要有接口電路與之配套。PLC控制有如下的優(yōu)點：（1）抗干擾能力強和可靠性強。（2）采用模塊化組合式結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)構(gòu)成十分靈活、可根據(jù)需要任意組合、 易于維修、易于實現(xiàn)分散式、異地控制。（3）編程簡單、使用方便。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)(4) 擴充方便、組合靈活。(5) 體積小、重量輕、功耗低。(6) 具有很高的性能價格比。通過上述綜合比較，繼電器控制雖然價格最低，但是它修改不容易，維修不 方便；單片機控制雖然能夠滿足要求，但是它設(shè)計復(fù)雜，

15、抗干擾性差，在軟硬件 開發(fā)時對人員的技術(shù)水平要求較高，一般應(yīng)具有一定的計算機專業(yè)知識，不通用; PLC控制不僅綜合了以上兩種控制方法的優(yōu)點，還克服了它們的不足，所以，最 終我選擇了用PLC來控制。#洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章硬件設(shè)計2.1 PLC機型的選擇機型選擇時要考慮功能要求、I/O點數(shù)和內(nèi)存等幾項內(nèi)容。1. 注塑機的功能確定注塑機生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模、注射臺前進、注射、保壓、解壓、注 射臺后退、開模等工序。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。本設(shè) 計中的液壓油泵電機由交流接觸器完成開、?？刂?。油泵電機接觸器、各液壓閥 上的電磁鐵得電和時間繼電器動作與否均由PLC控制

16、。工作方式要求除了自動工作方式外，為了便于設(shè)備的調(diào)整及單件產(chǎn)品生產(chǎn)，注塑機還設(shè)有手動工作方式。 即注塑機的每一個工步都設(shè)有一個按鈕。當(dāng)選擇“自動”工作方式時，按下起動 按鈕后，注塑過程自動完成；選擇“手動”時，當(dāng)某個按鈕按下時，機器就執(zhí)行 該按鈕對應(yīng)的動作。2.I/O點數(shù)的確定根據(jù)對注塑機的工藝過程和功能的分析，其輸入信號有安全門開關(guān)SQ1、SQ2, 行程開關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7，自動循環(huán)起動按鈕 SB1和停止按鈕SB2, 工作方式選擇開關(guān)SA1-1、SA1-2，熱繼電器FR1,各工序手動按鈕SB3SB9, 油泵電機起動按鈕SB10和停止按鈕SB11以及油泵電機過載消除按鈕

17、SB12。輸出 信號有YV1YV7共7個電磁閥，油泵電機運行接觸器KM1和三個指示燈HL1 HL3。I/O點數(shù)大概為22點輸入、11點輸出，且均為數(shù)字量。根據(jù)輸入輸出點數(shù) 可選擇功能適合的PLC。3內(nèi)存估計大多數(shù)情況下，PLC的內(nèi)存均能滿足用戶的需要。由于本課題所設(shè)計的要求的I/O點數(shù)不是很多，可選用小型機即可滿足要求。根據(jù)以上分析，初步估計小型機即可滿足要求。通過在小型機市場上一些調(diào)查了解，SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及 控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆 能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極

18、高的性能/價格比。適合我國的國情， 特別適合用于小型企業(yè)。S7-200PLC系統(tǒng)是緊湊型可編程序控制器。系統(tǒng)的硬件 構(gòu)架由成系統(tǒng)的CPU模塊和豐富的擴展模塊組成。它能夠滿足各種設(shè)備的自動化 控制需求。S7-200除具有PLC基本的控制功能外，其性能更在如下方面有其獨到 之處：1.功能強大的指令集指令內(nèi)容包括位邏輯指令、計數(shù)器、定時器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運算指令、PID指令、字符串指令、時鐘指令、通訊指令，以及和智能模塊配合的專用指令等一系列的 邏輯指令。2編程軟件的易用性STEP-7Micro/WIN32編程軟件為用戶提供了開發(fā)、編輯和監(jiān)控的良好編程環(huán) 境。全中文的界面、中文的在線幫助信息、Window

19、s的界面風(fēng)格以及豐富的編程向?qū)?，能使用戶快速進入狀態(tài)，得心應(yīng)手。S7-200將一個微處理器、一個集成的電源和若干數(shù)字量I/O點接在一個緊湊的封裝中，組成一個功能強大的 PLC。西門子提供多種類型的CPU以適應(yīng)各種應(yīng) 用要求。不同類型的 CPU具有不同的CPU目前提供的S7-200CPU有：CPU221、 CPU222、CPU224、CPU226 和 CPU226XM。對于每個型號，西門子提供 DC（24V） 和AC （120V220V）兩種電源供電的 CPU類型。S7-200CPU為了擴展I/O點和 執(zhí)行特殊的功能，可以連接擴展模塊（CPU221除外）。主要有數(shù)字量I/O模塊、 模擬量I/O模

20、塊、通訊模塊和特殊功能模塊。每種模塊中又有很多類型，足夠滿足 不同類型用戶的需求。根據(jù)對本課題的了解，本課題的I/O點數(shù)大概為22點輸入、11點輸出，且均 為數(shù)字量。考慮到要留有適量的余量以做備用，因此，一般可以按實際需要的 10%15%選擇。根據(jù)上述幾條，CPU224（ 14入/10出）加兩個擴展模塊或者CPU226 都能滿足要求。但是考慮到若使用 CPU224,輸出模塊中只用到一個輸出點，也不 大經(jīng)濟。在定義號分配時也必須根據(jù)模塊上的點進行分配，比較麻煩。使用 CPU226,輸入輸出點都恰好滿足需要并留有一定的余量，分配定義號時也比較方 便。因此，我選擇了S7-200 CPU226 DC/

21、DC/DC。它的I/O點數(shù)為24/16,可以滿足需要。CPU226的主要技術(shù)參數(shù)如表2-1所示。表2-1 CPU226主要技術(shù)參數(shù)CPU 226技術(shù)數(shù)據(jù)描述CPU 226 DC/DC/DC物理特性尺寸（W X H X D）196 x 80 x 62 mm重量550 g功耗11 WI/O特性本機數(shù)字量輸入24輸入本機數(shù)字量輸出16輸出本機模擬量輸入無本機模擬量輸出無常規(guī)特性定時器總數(shù)256個1ms4個10ms16個100ms236個計數(shù)器總數(shù)256（由超級電容或電池備份）時間中斷2個1ms分辨率邊沿中斷4個上升沿和/或 4個下降沿集成的通信功能接口2 個 RS-485 接口輸入電源輸入電壓20.

22、4 至 28.8 VDC輸入電流150mA （僅 CPU，24 VDC）/1050mA （最大負載，24VDC）22 I/O定義號分配輸入點分配如表2-2所示，輸出點分配如表2-3所示表2-2 S7-200 型PLC I/O 定義號分配（輸入點）序號符號定義號功能備注1SQ1I0.0前安全門行程開關(guān)2SQ2I0.1后安全門行程開關(guān)3SQ3I0.2自動鎖模行程開關(guān)4SQ4I0.3自動注射臺前進行程開關(guān)5SQ5I0.4自動解壓行程開關(guān)6SQ6I0.5自動注射臺后退行程開關(guān)7SQ7I0.6自動開模行程開關(guān)8SB1I0.7自動運行起動行程開關(guān)9SB2I1.0自動運行停止按鈕10SB3I1.1手動鎖模按

23、鈕11SB4I1.2手動注射臺前進按鈕12SB5I1.3手動注射按鈕13SB6I1.4手動保壓按鈕14SB7I1.5手動解壓按鈕15SB8I1.6手動注射臺后退按鈕16SB9I1.7手動開模按鈕17SB10I2.0油泵電機啟動按鈕18SB11I2.1油泵電機停止按鈕19SB12I2.2油泵電機過載消除按鈕20FR1I2.3油泵電機熱繼電器21SA1-1I2.4工作方式選擇：自動萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)22SA1-2I2.5工作方式選擇：手動萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)表2-3 S7-200 型PLC I/O 定義號分配（輸出點）序號符號定義號功能備注1YV1Q0.0鎖模DC24V電磁閥2YV2Q0.1注射臺前進DC24V

24、電磁閥3YV3Q0.2注射DC24V電磁閥4YV4Q0.3保壓DC24V電磁閥5YV5Q0.4解壓DC24V電磁閥6YV6Q0.5注射臺后退DC24V電磁閥7YV7Q0.6開模DC24V電磁閥8KM1Q0.7油泵電機運行接觸器AC220V9HL1Q1.0自動運行指示LED （DC24V，GN）10HL2Q1.1手動運行指示LED （DC24V，GN）11HL3Q1.2油泵電機過載指示LED （DC24V，RD）2.3 I/O點接線圖根據(jù)對注塑機的工藝過程和功能的分析，其輸入信號有安全門開關(guān)SQ1、SQ2, 行程開關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7，自動循環(huán)起動按鈕 SB1和停止按鈕SB2

25、, 工作方式選擇開關(guān)SA1-1、SA1-2，熱繼電器FR1,各工序手動按鈕SB3SB9, 油泵電機起動按鈕SB10和停止按鈕SB11以及油泵電機過載消除按鈕 SB12。輸出 信號有YV1YV7共7個電磁閥，油泵電機運行接觸器KM1和三個指示燈HL1 HL3 o I/O點數(shù)大概為22點輸入、11點輸出，且均為數(shù)字量。輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的 連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)， 以這些數(shù)據(jù)作為PLC 對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時 PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制 對象，以實現(xiàn)控制目的。根據(jù)上述I/O點分配和CPU2

26、26的端子接線圖規(guī)范，畫出PLC的I/O點接線圖， 如圖2-1所示。SQ1 SQ SQ SQ SQSQ67SQSBSB2SBSBSBSB6SB7sb8SBSB1SB1SB1FR SA1- SA1-2112345I0.010.110.210.310.410.510.610.7I1.011.111.211.311.411.511.611.7I2.012.112.212.312.412.5Q0.0Q0.Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5S7-200q0.6Q0.7CPU 226 CNQ1.0Q1.Q1.2YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7KM1HL1自動運行指示燈HL2手動運行指示燈HL3油泵

27、電機過載指示燈24V-+1M2M3M12VFU1L2L3L圖2-1 CPU226 I/O端子接線圖2.4主電路設(shè)計在主回路中，交流接觸器 KM1控制油泵電動機M1。選擇自動開關(guān)QF0為總電源開關(guān)，既可以完成主回路的短路保護又起到隔離三相交流電源的作用，使用和維修更便捷。QF1和QF2分別為PLC和DC的開關(guān)。電動機M1由繼電器FR1 實現(xiàn)過載保護。由FU1實現(xiàn)對各過載回路的短路保護作用。G1中包括電磁閥的直 流電源、整流過濾電源、開關(guān)電源和穩(wěn)壓源注塑機系統(tǒng)主電路圖如圖2-2所示。圖2-2注塑機系統(tǒng)主電路圖2.5液壓控制回路設(shè)計 2.5.1基本回路的選擇1. 確定執(zhí)行機構(gòu)：本系統(tǒng)采用三個液壓缸作

28、為執(zhí)行機構(gòu)，分別執(zhí)行鎖模，注 射臺移動和注射的動作。2. 確定供油方式：考慮到整個工作流程中所需油量都不大，因此，從提高系 統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，可采用限壓式變量葉片泵作為油源。從而達到 高效節(jié)能的目的。3. 減壓回路的選擇：因為系統(tǒng)中各工序所需要的壓力不相同，所以需要在油 路中設(shè)置減壓閥。鎖模所需壓力比較大，可不用，因此，在注射臺移動和注射以 及保壓油路的進油路上設(shè)計三個減壓閥。4. 鎖緊回路的選擇：鎖緊回路的功用是使液壓缸能夠在任意位置上停留，且 停留后不會因外力作用而移動位置的回路。本系統(tǒng)采用液控單向閥來鎖緊（如圖 2-3）。當(dāng)換向閥8處在左位時，壓力油經(jīng)單向閥3進入液壓缸左腔，

29、同時壓力油也進 入單向閥2的控制油口 k,打開單向閥2,使液壓缸右腔的回油可經(jīng)閥2及換向閥流 回油箱，活塞向右運動，到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位。由于換 向閥的卜型中位機能，所以單向閥2和3均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。此時，液壓缸停 留在固定位置。5. 保壓回路的選擇：保壓回路是指液壓執(zhí)行機關(guān)在其行程終止是使之能夠保持一定壓力的回路。本系統(tǒng)有兩個保壓回路，首先，換向閥10處于中位時，可以通過液控單向閥12保壓；其次，換向閥11處于右位時，可以繼續(xù)往液壓缸15的右 腔進油，補充減少的壓力。調(diào)節(jié)減壓閥 7可以改變進油壓力。從而保證注塑過程中 的壓力。6. 液壓元件的選擇：液壓缸的尺寸大小，

30、各個電磁閥以及其他壓力閥的規(guī)格 型號需要依據(jù)具體的注塑機參數(shù)和需要注塑的產(chǎn)品要求計算和選擇。這里不做贅 述。液壓原理圖如圖2-3所示。電磁鐵得電順序和各液壓兀件名稱如表 2-4、表2-5所示。注射移動液圖2-3液壓原圖理表2-4電磁鐵得電順序表鎖摸注射臺前進注射保壓解壓注射臺后退開模YA1+-YA2-+-YA3-+-YA4-+-YA5-+-YA6-+-YA7-+表2-5 液壓元件明細表1油泵2液控單向閥3液控單向閥4溢流閥5減壓閥6減壓閥7減壓閥8三位四通電磁換向閥9三位四通電磁換向閥10三位四通電磁換向閥11二位二通電磁換向閥12液控單向閥13鎖模液壓缸14注射臺移動液壓缸15注射液壓缸2.

31、5.2注塑機液壓系統(tǒng)工作原理1鎖模進油路：泵1換向閥8 （左位）液控單向閥3液壓缸13左腔回油路：液壓缸13右腔液控單向閥2換向閥8 （左位）油箱2注射臺前進進油路：泵1減壓閥5換向閥9 （左位）液壓缸14左腔回油路：液壓缸14右腔換向閥9左位油箱3. 注射進油路：泵1減壓閥5減壓閥6換向閥10 （右位）液控單向閥12液壓缸15右腔回油路：液壓缸15左腔換向閥10 （右位）油箱4. 保壓進油路：泵1減壓閥5減壓閥6減壓閥7換向閥11 （右位）一 液控單向閥12液壓缸15右腔由于該工序為保壓，液壓缸的工作行程已經(jīng)到達終點，回油量極少。5. 解壓進油路：泵1 減壓閥5減壓閥6換向閥10 （左位）液

32、壓缸15 左腔回油路：液壓缸15右腔液控單向閥12換向閥10 （左位）油箱6注射臺后退進油路：泵1減壓閥5換向閥9 （右位）液壓缸14右腔回油路：液壓缸14左腔換向閥9 （右位）油箱7開模進油路：泵1換向閥8 （右位）液控單向閥2液壓缸13右腔回油路：液壓缸13右腔液控單向閥3換向閥8 （右位）油箱19第3章軟件設(shè)計3.1編程方法的確定經(jīng)分析，本控制系統(tǒng)中涉及的控制量均為開關(guān)量即數(shù)字量。數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計方法主要有經(jīng)驗設(shè)計與繼電器電路轉(zhuǎn)換法、使用 順序功能圖的順序控制設(shè)計法和使用起保停電路的順序控制設(shè)計法。經(jīng)驗法主要是根據(jù)一些典型的控制電路如起動、保持、停止電路，三相異步 電動機的正反轉(zhuǎn)

33、等來設(shè)計，還可以根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計梯形圖，這主要使用 于繼電器電路圖已知的情況下。動作控制設(shè)計法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定 的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出位。使用此設(shè)計法設(shè)計梯形圖，首先需要繪制出動作流程圖，動作流程圖是描述控制系統(tǒng)的控制過 程、功能和特性的一種圖形，是設(shè)計 PLC的順序控制的有力工具。它并不涉及所 描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的直觀的技術(shù)語言，很容易畫出。通過綜合比較幾種方法的優(yōu)缺點，我最終選擇使用動作流程圖的動作控制設(shè) 計法。3.2繪制動作流程圖首先，選擇一些輔助繼電器代表控制中的各個步序，如圖3-1,從“原

34、位”至“開?！钡母鱾€工步（“開模結(jié)束”和“頂出產(chǎn)品”時電磁閥不動作，不當(dāng)成工步） 選用M12.0-M12.7 o因為是代表自動循環(huán)時用的，移位指令通常要求在連續(xù)的存儲 單元中移動數(shù)據(jù)，這 8個輔助繼電器必須是連續(xù)的?？紤]到注塑機還有手動控制 要求，用M10.0、M10.1、M10.2代表注塑機的初始化狀態(tài)、自動狀態(tài)和手動狀態(tài)， 并選用M13.1至M13.7輔助繼電器代表手動時的各個步序。代表手動狀態(tài)及初始 化等工步的輔助繼電器的選用不一定連續(xù)。注塑機的功能圖分為兩大部分，左邊為手動部分，右邊為自動部分。在自動部分功能圖中，M12.0M12.7緊密相連代表自動操作一個周期的工作過程。 M12.0

35、代表原位，M12.1代表閉模，M12.2代表注射臺前進，M12.3代表注射，M12.4代 表保壓，M12.5解壓M12.6，注射臺后退M12.7開模。各個工步間有豎線相連表示 工步間的關(guān)系，表達工步關(guān)系的豎線上又有短橫線用來表示工步間轉(zhuǎn)換的條件， 如原位與閉模間的轉(zhuǎn)換條件是 SQ1、SQ2（ 10.0、10.1 ）置1。此外代表工步的輔助 繼電器電器框外還繪有此工步時PLC應(yīng)有的輸出，如閉模工步時，電磁閥 YV1（Q0.0）置1。對于初始化、手動自動選擇以及各個手動工步的安排也是一樣的，包括各個工步間的聯(lián)系、各工步間轉(zhuǎn)換的條件，各個工步要完成的任務(wù)。動作流 程圖如圖3-1所示。圖3-1 動作流

36、程圖3.3梯形圖程序的設(shè)計在功能圖的基礎(chǔ)上設(shè)計梯形圖很方便，程序一般分為兩大部分。一是用程序 語言說明功能圖中代表各工步的輔助繼電器的復(fù)位、置位條件；二是說明代表各 工步的輔助繼電器與輸出的關(guān)系。梯形圖如圖3-2所示。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）12312.4M10.2M13.1M13.2M13.3M13.4M13.5M13.6M13.7M15.0 M10.2I1.1H HM13.1S11.1M13.1M13.2M13.3M13.4SM13.5S11.5M15.0M13.5-RM10.2I1.6M13.6M13.611.6M15.0 M10.2H HRI1.7M13.7S11.7M13.7R洛

37、陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖3-2梯形圖25M12.3T37TONIN+20-PTM12.4Q0.0M12.1M13.1Q0.1M12.2M13.2M12.3Q0.2M13.3M12.4Q0.3M12.5Q0.4M13.5M12.6Q0.5Q0.6M13.7Q0.7Q1.0Q1.1M14.2M16.0Q1.2T38M13.4M13.6M12.7M15.0M14.1INTON+30-PT100ms100ms洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）燈復(fù)位LD12.5SM14.2,1RM14.1,1Network 9/初始狀態(tài)置位LDNANALDNANOLDLDAOLDLDAOLDLDAOLDLDAOLDLDA

38、OLDLDAOLDLDAOLDLDAM10.112.412.5M10.2I2.5M13.111.1M13.211.2M13.311.3M13.411.4M13.511.5M13.611.6M13.711.7M12.7I0.6OLD由梯形圖可得到語句表如下：Networkl/油泵電機啟動LD 12.0OM15.0AN12.3SM15.0,1Network 2/油泵電機停止LDI2.1RM15.0, 1Network 3/自動狀態(tài)啟動LD I0.7OM14.0SM14.0, 1Network 4/自動狀態(tài)停止LDI1.0RM14.0, 1Network 5/油泵過載指示燈置位LD I2.3OM16

39、.0=M16.0Network 6/油泵過載指示燈復(fù)位LD I2.2=M16.0Network 7/自動狀態(tài)指示燈置位/手動狀態(tài)指示燈復(fù)位LD12.4SM14.1,1RM14.2,1Network 8/手動狀態(tài)指示燈置位/自動狀態(tài)指示AI1.131O SM0.1S M10.0, 1Network 10/初始狀態(tài)復(fù)位LDM10.1OM10.2RM10.0,1Network 11/自動狀態(tài)置位LDM10.0A12.4SM10.1, 1Network 12/自動狀態(tài)復(fù)位LDM12.0O12.5RM10.1,1Network 13/手動狀態(tài)置位S M13.1, 1Network 16/鎖模復(fù)位LDN

40、I1.1LDM10.0AI2.5SM10.2,1Network 14/手動狀態(tài)復(fù)位R M13.1, 1Network 17/注射臺前進置位LDM15.0AM10.2AI1.2SM13.2, 1Network 18/注射臺前進復(fù)位LDN I1.2RM13.2, 1Network 19/注射置位LDM15.0AM10.2AI1.3SM13.3, 1Network 20/注射復(fù)位LDN I1.3LDI2.4OM13.1OM13.2OM13.3OM13.4OM13.5OM13.6OM13.7RM10.2,1Network 15R M13.3, 1Network 21/保壓置位LDM15.0AM10.2

41、AI1.4SM13.4, 1Network 22/保壓復(fù)位LDN I1.4/手動鎖模置位LDM15.0AM10.2RM13.4, 1Network 23/解壓置位LD M15.0ANM12.2ANM12.3ANM12.4ANM12.5ANM12.6ANM12.7=M12.0Network 31/自動狀態(tài)置位LDM15.0AM14.0AM10.1LDM12.0A10.0A10.1OM11.0LDM12.1AI0.2OLDLDM12.2A10.3OLDLDM12.3AT37OLDLDM12.4AT38OLDLDM12.5A10.4OLDLDM12.6AI0.5OLDLDM12.7AI0.6OLDA

42、LDAM10.2A11.5SM13.5, 1Network 24/解壓復(fù)位LDNI1.5RM13.5, 1Network 25/注射臺后退置位LDM15.0AM10.2A11.6SM13.6, 1Network 26/注射臺后退復(fù)位LDNI1.6RM13.6, 1Network 27/開模置位LDM15.0AM10.2AI1.7SM13.7, 1Network 28/開模復(fù)位LDN I1.7RM13.7, 1Network 29/自動狀態(tài)位清零LDM15.0AM14.0AM10.1OM11.0OSM0.1MOVB 0, MB8Network 30/自動原位LDN M12.1SLBMB8, 1=

43、Q0.5Network 32Network 40/ T37定時器/開模LDM12.3LDM12.7TONT37, +20OM13.7Network 33=Q0.6/ T38定時器Network 41LDM12.4/油泵運行指示TONT38, +30LDM15.0Network 34=Q0.7/鎖模Network 42LDM12.1/自動運行指示OM13.1LDM14.1=Q0.0=Q1.0Network 35Network 43/注射臺前進/手動運行指示LDM12.2LDM14.2OM13.2=Q1.1=Q0.1Network 44Network 36/過載指示/注射LDM16.0LDM12.

44、3=Q1.2OM13.3=Q0.2Network 37/保壓LD M12.4OM13.4=Q0.3Network 38/解壓LD M12.5OM13.5=Q0.4Network 39/注射臺后退LD M12.6第4章組態(tài)設(shè)計4.1組態(tài)王概述近幾年國內(nèi)組態(tài)軟件市場大部分份額仍被國外幾家組態(tài)軟件占 據(jù)，如：FIX、In Touch等。而這些軟件除了在功能完備性，產(chǎn)品包裝， 市場推廣等方面具有一定的優(yōu)勢外，并非所有方面盡善盡美。國產(chǎn)化 的組態(tài)軟件產(chǎn)品也在成為市場上的一支生力軍，近年來有一定影響力 的產(chǎn)品有組王，力控，SYNLL，MCGS等?！敖M態(tài)王”組態(tài)軟件是在流行的微機上建立工業(yè)控制對象的人機 接

45、口的一種智能軟件包，它以 Windows98/WindowsNT4.0中文操作系統(tǒng)為其操作平臺，充分利用了 Windows的圖形功能完備，界面一致性好, 易學(xué)易用的特點，它使采用微機開發(fā)的系統(tǒng)工程比以往的使用專用機 開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性，大大地減少了工控軟件開發(fā)者的重 復(fù)性工作，并可運用微機豐富的軟件資源進行開發(fā)。4.2建立工程步驟通常情況下，建立一個應(yīng)用工程大致可分為以下幾個步驟：第一步：創(chuàng)建新工程，為工程創(chuàng)建一個目錄用來存放與工程相關(guān) 的文件。第二步：定義硬件設(shè)備并添加工程變量。添加工程中需要的硬件設(shè)備和工程中使用的變量，包括內(nèi)存變量 和I/O 變量。第三步：制作圖形畫面并定義動畫

46、連接。按照實際工程的要求繪制監(jiān)控畫面并使靜態(tài)畫面隨著過程控制 對象產(chǎn)生動態(tài)效果。第四步：編寫命令語言。通過腳本程序的編寫以完成較復(fù)雜的操作上位控制。35理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第五步：進行運行系統(tǒng)的配置，對運行系統(tǒng)、報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、 網(wǎng)絡(luò)、用戶等進行設(shè)置，是系統(tǒng)完成用于現(xiàn)場前的必備工作。4.3組態(tài)設(shè)計4.3.1建立文件打開組態(tài)王軟件，點擊新建按鈕我們就可以新建一個新的組態(tài)王 工程項目。接著我們可以新建畫面，如圖4-1所示。這樣我們就可以對 注塑機的外觀進行設(shè)計。圖4-1建立新工程首先我們要寫上畫面名稱，可以寫注釋。在畫面位置中，我們要 設(shè)置所需要的顯示分辨率，一般按電腦顯示器分辨率設(shè)置。當(dāng)

47、我們的 顯示器分辨率改變時，可以使用組態(tài)王自帶的轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)為相適應(yīng)的 分辨率。432設(shè)計外形實物中的注塑機比較復(fù)雜，我們在組態(tài)王中，用形象的的表達出就可以了。工程的左邊有調(diào)色板和工具箱。如圖4-2所示。圖4-2控制畫面在工具箱中還有一個圖庫功能，圖庫是系統(tǒng)預(yù)先建立好的組合圖 形對象。組態(tài)王系統(tǒng)提供十幾個圖形庫幾百個元件，包括控制按鈕、 指示表、閥門、電機、泵、管路等。設(shè)計者可以簡單地從圖庫中取出 元件加到自己的應(yīng)用中。圖庫單元還包含動畫連接，可以方便地實現(xiàn) 動畫效果。為滿足不同行業(yè)用戶的需要，圖庫是可擴充的。設(shè)計者可 以創(chuàng)建自己的圖庫單元，把它們加入到已有的圖庫中，或者把不再需 要的圖庫單元從

48、圖庫中刪除。也可以創(chuàng)建自己的圖庫。433組態(tài)王連接設(shè)備組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備或軟件程序都作為外 部設(shè)備使用。外部硬件 設(shè)備通常包括 PLC、儀表、模塊、變頻器、 板卡等；外部軟件程序通常指包括DDE、OPC等服務(wù)程序。在計算 機和外部設(shè)備硬件連接好后，為了實現(xiàn)組態(tài)王和外部設(shè)備的實時數(shù)據(jù) 通訊，必須在組態(tài)王的開發(fā)環(huán)境中對外部設(shè)備和相關(guān)變量加以定義。 為方便定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計了 “設(shè)備配置向?qū)А眮硗瓿稍O(shè)備的 連接。激活設(shè)備配置向?qū)?。在組態(tài)王工程瀏覽器的“設(shè)備”大綱項下， 選擇要設(shè)置的I/O設(shè)備類型，在右側(cè)目錄內(nèi)容顯示區(qū)雙擊“新建”圖標(biāo)， 如圖4-3所示。大圏小團詳鏈自非踐性表-3享惟再 屛結(jié)構(gòu)孌量 口數(shù)捋詞典 書報警組-曙設(shè)備coaiA COE 橫DDE 冒板卡豈