汽車注塑機(jī)畢業(yè)論文

1、 .PAGE41 / NUMPAGES48畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：汽車注塑機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（

2、論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部容。作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使

3、用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論

4、文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體與大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、

5、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中文摘要題目：汽車注塑機(jī)摘要:注塑機(jī)具有能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品，被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、機(jī)電、汽車、交通運(yùn)輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生與人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€(gè)領(lǐng)域。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個(gè)塑料成型設(shè)備的20%-30%，從而成為目前塑料機(jī)械中增長(zhǎng)最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，1996-1998年我國(guó)出口注塑機(jī)8383臺(tái)（套），進(jìn)口注塑機(jī)42959臺(tái)（套），其中1998年我國(guó)注塑機(jī)產(chǎn)量達(dá)到20000臺(tái)，其銷售額占塑機(jī)總銷售額的4

6、2.9%。普通臥式注塑機(jī)仍是注塑機(jī)發(fā)展的主導(dǎo)方向，其基本結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有大的變化，除了繼續(xù)提高其控制與自動(dòng)化水平、降低能耗外，生產(chǎn)廠家根據(jù)市場(chǎng)的變化正在向組合系列化方向發(fā)展，如同一型號(hào)的注塑機(jī)配置大、中、小三種注射裝置，組合成標(biāo)準(zhǔn)型和組合型，增加了靈活性，擴(kuò)大了使用圍，注塑機(jī)提高了經(jīng)濟(jì)效益。近幾年來(lái)，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的注塑機(jī)生產(chǎn)廠家都在不斷提高普通注塑機(jī)的功能、質(zhì)量、輔助設(shè)備的配套能力，以與自動(dòng)化水平。同時(shí)大力開(kāi)發(fā)、發(fā)展大型注塑機(jī)、專用注塑機(jī)、反應(yīng)注塑機(jī)和精密注塑機(jī)，以滿足生產(chǎn)塑料合金、磁性塑料、帶嵌件的塑料制品的需求。 注塑機(jī)是目前中國(guó)塑料機(jī)械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家差距較小的塑機(jī)品

7、種之一。但主要指普通型注塑機(jī)，在特大型、各種特殊、專用、精密注塑機(jī)的多數(shù)品種方面，有的產(chǎn)品尚屬空白，這是與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距。 關(guān)鍵詞:注塑機(jī) 外型復(fù)雜 尺寸精確 金屬嵌件目 錄HYPERLINK l _Toc485270109引言 PAGEREF _Toc485270109 h 1 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4852701101 緒論 PAGEREF _Toc485270110 h 2HYPERLINK l _Toc4852701111.1 課題研究的目的和意義 PAGEREF _Toc485270111 h 2HYPERLINK l _Toc485

8、2701121.2 相關(guān)技術(shù)概況 PAGEREF _Toc485270112 h 2HYPERLINK l _Toc4852701131.2.1注塑機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc485270113 h 2HYPERLINK l _Toc4852701141.2.2可編程序控制器的概述 PAGEREF _Toc485270114 h 3HYPERLINK l _Toc4852701151.2.3溫度傳感器簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc485270115 h 3HYPERLINK l _Toc4852701161.2.4調(diào)功器的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc485270116 h 3HY

9、PERLINK l _Toc4852701171.3 本課題的主要容 PAGEREF _Toc485270117 h 5HYPERLINK l _Toc4852701182 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的分析 PAGEREF _Toc485270118 h 6HYPERLINK l _Toc4852701192.1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc485270119 h 6HYPERLINK l _Toc4852701202.1.1注射部分 PAGEREF _Toc485270120 h 6HYPERLINK l _Toc4852701212.1.2合模部分 PAGEREF _Toc4852701

10、21 h 6HYPERLINK l _Toc4852701222.1.3液壓系統(tǒng) PAGEREF _Toc485270122 h 7HYPERLINK l _Toc4852701232.1.4控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc485270123 h 7HYPERLINK l _Toc4852701242.2 注塑機(jī)控制系統(tǒng)原理 PAGEREF _Toc485270124 h 7HYPERLINK l _Toc4852701252.3 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求 PAGEREF _Toc485270125 h 8HYPERLINK l _Toc4852701262.3.1模具的開(kāi)啟與閉合 PAGE

11、REF _Toc485270126 h 8HYPERLINK l _Toc4852701272.3.2注射座的整進(jìn)與整退 PAGEREF _Toc485270127 h 8HYPERLINK l _Toc4852701282.3.3注料桿的射進(jìn) PAGEREF _Toc485270128 h 8HYPERLINK l _Toc4852701292.3.4預(yù)塑液壓馬達(dá)的動(dòng)作 PAGEREF _Toc485270129 h 8HYPERLINK l _Toc4852701302.3.5頂杠的頂出與復(fù)位 PAGEREF _Toc485270130 h 8HYPERLINK l _Toc4852701

12、312.3.6保模時(shí)間 PAGEREF _Toc485270131 h 8HYPERLINK l _Toc4852701322.3.7注塑料筒溫度 PAGEREF _Toc485270132 h 8HYPERLINK l _Toc4852701333 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc485270133 h 9HYPERLINK l _Toc4852701343.1 PLC選型的方法 PAGEREF _Toc485270134 h 9HYPERLINK l _Toc4852701353.1.1機(jī)型選擇的原則 PAGEREF _Toc485270135 h 9HYPERLINK

13、l _Toc4852701363.1.2PLC容量選擇 PAGEREF _Toc485270136 h 10HYPERLINK l _Toc4852701373.1.3I/O模塊的選擇 PAGEREF _Toc485270137 h 10HYPERLINK l _Toc4852701383.2 確定I/O點(diǎn)與選擇PLC PAGEREF _Toc485270138 h 11HYPERLINK l _Toc4852701393.2.1可編程控制器控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)估計(jì) PAGEREF _Toc485270139 h 11HYPERLINK l _Toc4852701403.2.2PLC的I/O分配

14、表 PAGEREF _Toc485270140 h 12HYPERLINK l _Toc4852701413.3 器件選型 PAGEREF _Toc485270141 h 13HYPERLINK l _Toc4852701423.3.1交流調(diào)功器選型與接線方法 PAGEREF _Toc485270142 h 13HYPERLINK l _Toc4852701443.3.2溫度傳感器的選型 PAGEREF _Toc485270144 h 15HYPERLINK l _Toc4852701453.3.3液壓閥控制閥的選型 PAGEREF _Toc485270145 h 17HYPERLINK l

15、_Toc4852701463.3.4液壓馬達(dá)的選型 PAGEREF _Toc485270146 h 17HYPERLINK l _Toc4852701473.3.5液壓泵電機(jī)選型 PAGEREF _Toc485270147 h 18HYPERLINK l _Toc4852701483.3.6熱繼電器 PAGEREF _Toc485270148 h 18HYPERLINK l _Toc4852701493.3.7觸摸屏 PAGEREF _Toc485270149 h 19HYPERLINK l _Toc4852701503.3.8中間繼電器 PAGEREF _Toc485270150 h 19H

16、YPERLINK l _Toc4852701513.3.9行程開(kāi)關(guān) PAGEREF _Toc485270151 h 19HYPERLINK l _Toc4852701523.3.9接觸器 PAGEREF _Toc485270152 h 19HYPERLINK l _Toc4852701533.4 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的接線圖 PAGEREF _Toc485270153 h 19HYPERLINK l _Toc4852701543.4.1注塑機(jī)控制系統(tǒng)的整體接線示意圖 PAGEREF _Toc485270154 h 20HYPERLINK l _Toc4852701553.4.2PLC的I/O系統(tǒng)配置

17、圖 PAGEREF _Toc485270155 h 21HYPERLINK l _Toc4852701564 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc485270156 h 22HYPERLINK l _Toc4852701574.1 系統(tǒng)工藝流程圖 PAGEREF _Toc485270157 h 22HYPERLINK l _Toc4852701584.2 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc485270158 h 23HYPERLINK l _Toc4852701594.2.1注塑機(jī)的溫度控制 PAGEREF _Toc485270159 h 23HYPERLINK l _Toc48

18、52701604.2.2注塑機(jī)的步序控制 PAGEREF _Toc485270160 h 24HYPERLINK l _Toc4852701614.2.3PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)的總體程序 PAGEREF _Toc485270161 h 27HYPERLINK l _Toc4852701624.3 觸摸屏的畫(huà)面與程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc485270162 h 27HYPERLINK l _Toc4852701635 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施 PAGEREF _Toc485270163 h 29HYPERLINK l _Toc4852701645.1 概述 PAGEREF _Toc485

19、270164 h 29HYPERLINK l _Toc4852701655.2 抗干擾措施 PAGEREF _Toc485270165 h 29HYPERLINK l _Toc4852701665.3 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc485270166 h 29HYPERLINK l _Toc485270167 辭 PAGEREF _Toc485270167 h 31HYPERLINK l _Toc485270168參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc485270168 h 32HYPERLINK l _Toc485270169附錄A 調(diào)功器整機(jī)接線圖 PAGEREF _Toc48527016

20、9 h 33HYPERLINK l _Toc485270170附錄B PLC控制系統(tǒng)程序梯形圖 PAGEREF _Toc485270170 h 34HYPERLINK l _Toc485270171附錄C PLC控制系統(tǒng)程序清單 PAGEREF _Toc485270171 h 38HYPERLINK l _Toc485270172附錄D PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)軟元件功能表 PAGEREF _Toc485270172 h 41引言隨著經(jīng)濟(jì)全球化的蔓延，中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境越來(lái)越好。中國(guó)塑料工業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,已形成門類較多、品種齊全的工業(yè)體系,同鋼材、水泥、木材等產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)成為基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)。21世紀(jì)

21、以來(lái)，塑料作為一種新型材料，中國(guó)塑料工業(yè)在很多領(lǐng)域取得了令世人矚目的成就，實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近幾年增長(zhǎng)速度一直保持在10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也有新的提高。塑料制品行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值總額在輕工19個(gè)主要行業(yè)中位居第三，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售率97.8%，高于輕工行業(yè)平均水平。從合成樹(shù)脂、塑料機(jī)械和塑料 制品生產(chǎn)來(lái)看，都顯示了中國(guó)塑料工業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。 注塑機(jī)是注塑成型的主設(shè)備，注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設(shè)備的進(jìn)一步完善和發(fā)展必將推動(dòng)注塑成型技術(shù)的進(jìn)步，為注塑制品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。在大型注塑的技術(shù)

22、發(fā)展方面，合模系統(tǒng)采用全液壓式或液壓-機(jī)械式，即曲軸連桿型式，兩者在市場(chǎng)上均有競(jìng)爭(zhēng)能力。但不論哪種形式的注，其發(fā)方向都必須向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修方向發(fā)展。近年來(lái)，中小型注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展非常迅速，就工藝參數(shù)而言，塑化能力、注射壓力等都有很大提高。有的發(fā)展成超高系列，其注射壓力已451Mpa（4600kgf/cm），在這種設(shè)備上模腔壓力可到98Mpa(1000kgf/cm)，使注塑制品的次品率幾乎為零，可注塑0.10.2mm厚的薄件制品。90年代的注塑機(jī)正向節(jié)能、精密成型、超精密成型、低噪音和高級(jí)自動(dòng)化方向發(fā)展。所謂節(jié)能是指注塑機(jī)要節(jié)省泵的動(dòng)力，節(jié)約電力。精

23、密成型是指生產(chǎn)制品尺寸精度的圍在0.010.001mm，超精密成型是在0.0010.0001mm，低噪音是指注機(jī)能在平穩(wěn)無(wú)撞擊和無(wú)振動(dòng)下工作，按規(guī)定在距離機(jī)器1m左右的地方揮發(fā)油的噪音應(yīng)低于70分貝。高級(jí)自動(dòng)化是指注塑機(jī)能遠(yuǎn)距離操作或無(wú)線操作，保證制品的精度、注塑工藝條件的穩(wěn)定性。另外，微處理機(jī)在注塑機(jī)上的是注塑機(jī)的自動(dòng)控制方面最重要的發(fā)展。注射成型工藝對(duì)各種塑料的加工具有良好的適應(yīng)性，生產(chǎn)能力較高，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個(gè)塑料成型設(shè)備的20%30%，從而成為目前塑料機(jī)械中增長(zhǎng)最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。1 緒論1

24、.1 課題研究的目的和意義早期的注塑機(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)展和產(chǎn)品檔次的提高，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，有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以與產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 本課題致力于設(shè)計(jì)一套實(shí)用的PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)合交流調(diào)功溫度控制技術(shù)，并通過(guò)觸摸屏的顯示畫(huà)面來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中各種情況。PLC在注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用的意義在于：1）提高產(chǎn)品質(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

25、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，降低產(chǎn)品成本。1.2 相關(guān)技術(shù)概況1.2.1注塑機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介注塑機(jī)控制系統(tǒng)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、順序控制的圍，所以在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，PLC在其自動(dòng)化設(shè)備中的比例占首位。近年來(lái)，我國(guó)的PLC技術(shù)也從初期的引進(jìn)、消化走向吸收和推廣應(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(guó)的注塑機(jī)控制系統(tǒng)中，主要

26、存在三種控制類型：（1） 繼電器控制（2） 單片機(jī)控制（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(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)，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。在本次設(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(guò)程規(guī)定的要求（壓力、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

27、高速度、縮短成型周期（3） 生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和省力但所采用的技術(shù)手段，都離不開(kāi)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)很重要的容，主要包括動(dòng)作程序控制（如開(kāi)閉模、注射、保壓等）和過(guò)程程序控制（例如，注射過(guò)程的速度和壓力程序控制等）兩個(gè)方面。1.2.2可編程序控制器的概述可編程控制器的英文為:Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC，是1種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，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(guó)科學(xué)家首先研制成功的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其部存貯執(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

28、令，并通過(guò)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(guò)程的繼電器控制系統(tǒng)。可編程序控制器與其有關(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。PLC（可編程序控制器）技術(shù)是研究自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛使用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)設(shè)備的原理、功能、編程和使用方法，是自動(dòng)化專業(yè)與相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)性質(zhì)較強(qiáng)且與生產(chǎn)實(shí)踐緊密相聯(lián)的技術(shù)。1.2.3溫度傳感器簡(jiǎn)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(kāi)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(kāi)發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。本課

29、題將用到可精確測(cè)量溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器準(zhǔn)確測(cè)量溫度并實(shí)施控制。熱電偶溫度傳感器屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x表是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度檢測(cè)儀表之一。其特點(diǎn)為測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響，測(cè)量圍廣。常用的熱電偶從-50+1600均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800（如鎢-錸）。構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)信號(hào), 通過(guò)與電氣測(cè)量?jī)x表的配合, 就能測(cè)量出被測(cè)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是熱電效應(yīng)。在

30、由兩種不同材料的導(dǎo)體 A 和 B 所組成的閉合回路中 , 當(dāng) A 和 B 的兩個(gè)接點(diǎn)處于不同溫度 T 和 To時(shí), 在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。導(dǎo)體 A 和 B 稱為熱電極。溫度較高的一端叫工作端 ( 通常焊接在一起 )；溫度較低的一端叫自由端 ( 通常處于某個(gè)恒定的溫度下)。根據(jù)熱電勢(shì)與溫度函數(shù)關(guān)系?？芍瞥蔁犭娕挤侄缺?。分度表是在自由端溫度 To=0 的條件下得到的。不同的熱電偶具有不同的分度表。 1.2.4調(diào)功器的簡(jiǎn)介調(diào)功器是應(yīng)用晶閘管（又稱可控硅）與其觸發(fā)控制電路用于調(diào)整負(fù)載功率的盤(pán)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(xiě)SCR）被廣泛用于

31、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。晶閘管交流調(diào)功器的主電路由三組反并聯(lián)的晶閘管或三個(gè)雙向晶閘管構(gòu)成，三條支路的6個(gè)端子可與外電路連接成不同的形式，圖1-1(a)為調(diào)功器與三相負(fù)載接成星型；，圖1-1(b)為調(diào)功器與三相負(fù)載接成三角型。調(diào)功器采用通斷式控制方式，各支路的晶閘管連續(xù)導(dǎo)通幾個(gè)周期后又持續(xù)截止一段時(shí)間。在晶閘管導(dǎo)通期間，負(fù)載電壓與電源電壓一樣，晶閘管截止時(shí)各相負(fù)載電壓為0。通過(guò)晶閘管周期性地通斷可以調(diào)節(jié)負(fù)載的功率。設(shè)交流電源電壓的周期為T，晶閘管圖1-1 交流調(diào)功器的主電路的通斷周期為TC，其中共包含N個(gè)交流電周期，即TC=NT。在每個(gè)TC 中晶閘管有n個(gè)交流電周期為

32、導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載得到的電壓有效值UO 為：在TC 一定的情況下，通過(guò)改變每工作周期中晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間對(duì)應(yīng)的交流電周期數(shù)n可以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的目的。晶閘管交流調(diào)功器采用過(guò)零觸發(fā)電路、周波數(shù)控制方式，輸出0100%可調(diào)節(jié)的波形呈正弦波群的電壓和電流，使負(fù)載從電源吸取功率的平均值連續(xù)平滑可調(diào)。調(diào)功器避免了相位控制時(shí)缺角正弦波產(chǎn)生的無(wú)線電射頻干擾，使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)的瞬態(tài)浪涌電流和di/dt大為減小。它用于以鎳鉻或鐵鎳鋁等電阻材料為發(fā)熱元件的電加熱器的溫度自動(dòng)控制，它與PID溫度調(diào)節(jié)儀或計(jì)算機(jī)、溫度傳感器和電加熱器組成閉環(huán)溫控系統(tǒng)，溫控精度可達(dá)0.5%1%。在最新的溫度控制中晶閘管調(diào)功器的利用明

33、顯的普與起來(lái)。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)載與三相變壓器負(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、三角形負(fù)載與外三角形負(fù)載。如：鹽浴爐、工頻感應(yīng)爐、淬火爐溫控；熱處理爐溫控；玻璃生產(chǎn)過(guò)程溫控；石油化工機(jī)械；電壓、電流、功率、燈光等無(wú)級(jí)平滑調(diào)節(jié)，恒壓恒流恒功率控制等領(lǐng)域。本課題將采用交流調(diào)功器對(duì)溫度進(jìn)行精確控制。1.3 本課題的主要容注塑機(jī)是一種能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品的塑料生產(chǎn)設(shè)備，它是將粒狀或粉狀塑料加入機(jī)筒，并通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)和機(jī)筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后機(jī)器進(jìn)行合模

34、和注射座前移，使噴嘴貼緊模具的澆口道，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進(jìn)，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，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開(kāi)模取出制品，從而得到所需的成品。本課題的主要容是利用PLC完成注塑機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)注塑機(jī)的時(shí)序動(dòng)作、注射壓力以與料筒溫度進(jìn)行準(zhǔn)確控制,包括從進(jìn)料到成品的形成的整個(gè)過(guò)程。涉與注塑機(jī)的時(shí)序控制流程的分析，注塑機(jī)料筒的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體硬件配置的確定，觸摸屏畫(huà)面與程序的編制和整機(jī)硬件原理圖、電氣接線圖、PLC程序的編制等。2 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的分析2.1 注塑機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)注塑機(jī)示意圖如下：圖2-1

35、 注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖它主要由注射部分、合模部分、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。2.1.1注射部分它的主要作用是使塑料塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將一定的熔料注到模腔。因此注射裝置應(yīng)具有塑化良好，計(jì)量準(zhǔn)確的性能，并且在注射時(shí)對(duì)熔料能提供壓力和速度。注射裝置一般由塑化部件（溶膠筒、螺缸、噴嘴等）、料斗、計(jì)量裝置、螺桿傳動(dòng)裝載與注射油缸和射移油缸等組成。2.1.2合模部分它是保證成型模具可靠地閉合和實(shí)現(xiàn)模具啟閉動(dòng)作，并頂出制品，即成型制品的工作部件。因?yàn)樵谧⑸鋾r(shí)，進(jìn)入?？刂械娜哿线€具有一定的壓力，這就要求模合裝置給予模具以足夠的合緊力，以防止在熔料的壓力下模具被打開(kāi)，從而導(dǎo)致制品溢邊或使制品

36、精度下降。合模裝置主要由模板、拉桿（哥林柱）、合模機(jī)構(gòu)（如機(jī)鉸）、制品頂出裝置和安全門、調(diào)模裝置組成。2.1.3液壓系統(tǒng)注射成型機(jī)是由塑料熔融、模子閉合、注射入模、壓力保持、制品固化、閉模取出主品等工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程，液壓和電氣則是為了保證注射成型機(jī)按工藝過(guò)程預(yù)定的要求（壓力、速度、溫度、時(shí)間與位置）和動(dòng)作程序，準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行工作而設(shè)置的動(dòng)力和控制系統(tǒng)、液壓部分重要有動(dòng)力油泵、比例壓力閥（控制壓力變化）、比例流量閥（控制速度變化）、方向閥、管路、油箱等。2.1.4控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制注塑周期的順序（順序控制）與維持過(guò)程溫度、時(shí)間、壓力與速度于設(shè)定值（過(guò)程控制）。電氣部分主要由動(dòng)力、動(dòng)作程

37、序和加熱等控制所組成。2.2 注塑機(jī)控制系統(tǒng)原理本設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)、光柵開(kāi)關(guān)、三相異步電機(jī)、各種開(kāi)關(guān)、監(jiān)控顯示裝置（觸摸屏）和PLC控制器與其特許功能模塊等組成。注塑機(jī)開(kāi)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(kāi)始生產(chǎn)的動(dòng)作步序。注塑機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2-2所示。熱電偶模擬信號(hào)輸入FX2N-4AD-TC17路開(kāi)關(guān)信號(hào)

38、輸入觸摸屏可編程控制器FX2N-48MRFX2N-4DA接觸器中間繼電器油泵控制信號(hào)交流調(diào)功器液壓系統(tǒng)控制信號(hào)圖2-2注塑機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖2.3 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求注塑機(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)試模具與維修時(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。2.3.1模具的開(kāi)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(kāi)模時(shí)：電磁鐵失電后，開(kāi)模油缸油路接通，

39、在油壓的推動(dòng)下模具打開(kāi)。2.3.2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(kāi)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(kāi)關(guān)工作2.3.3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），使模具的塑料不會(huì)回流。2.3.4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(kāi)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(kāi)關(guān)動(dòng)作，預(yù)塑完成。2.3.5頂杠的頂出與復(fù)位 頂出電磁閥得電后，頂杠在

40、油壓的推動(dòng)下將模具的產(chǎn)品頂出。2.3.6保模時(shí)間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(kāi)模具，這一段時(shí)間為保模時(shí)間。由于產(chǎn)品的大小和原材料的性質(zhì)的不同，不同產(chǎn)品的保模時(shí)間有所不同，這就要求保模時(shí)間長(zhǎng)短可以調(diào)整。2.3.7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(guò)程中要求料筒的溫度隨著產(chǎn)品和原材料的不同，可以對(duì)溫度作出調(diào)整（一般不超過(guò)400）。3 注塑機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC選型的方法隨著PLC的推廣普與，PLC產(chǎn)品的種類越來(lái)越多，而且功

41、能也日趨完善。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各不一樣，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。3.1.1機(jī)型選擇的原則機(jī)型選擇的基本原則是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)使用方便與最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述：（1）結(jié)構(gòu)合理對(duì)于工藝過(guò)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。（2）功能強(qiáng)、弱適當(dāng)對(duì)于開(kāi)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PLC。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用

42、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，以與具有加減乘除運(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)模與復(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(guò)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(lái)選擇PLC，以組成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。（3）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，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價(jià)格便宜。

43、但由于整體式結(jié)構(gòu)的PLC功能有限，只適合于控制要求比較簡(jiǎn)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。（4）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(guò)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(lái)很大方便。（5）PLC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與其外部電路（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

44、儲(chǔ)存溫度 -40+85溫度 相對(duì)濕度5%95%（無(wú)凝結(jié)霜）振動(dòng)和沖擊 滿足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)電源 交流220V，允許變化圍為-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。3.1.2PLC容量選擇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?，以做備用。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(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開(kāi)關(guān)量乘以8；對(duì)于有模擬量控制功能的PLC，

45、所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為模擬存單元數(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)、移位與算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯?chǔ)器兩個(gè)字。各種指令占存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊(cè)。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。3.1.3I/O模塊的選擇PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，他的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程他的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。他與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò)I/O接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)I/O接口模塊

46、可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時(shí)控制器又通過(guò)I/O接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的被控設(shè)備，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。外部設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程中的信號(hào)電平各種各樣，各種機(jī)構(gòu)所需的信息電平也是各種各樣的，而PLC的CPU所處理信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口模塊還需實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。PLC從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息與輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都需經(jīng)過(guò)一定距離。為了確保這些信息的正確無(wú)誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實(shí)際需要，PLC相應(yīng)有許多種I/O接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入與模擬量輸出模塊，可以根據(jù)

47、實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。標(biāo)準(zhǔn)的I/O模塊用于同傳感器和開(kāi)關(guān)（如按鈕、限位開(kāi)關(guān)等）與控制（開(kāi)/關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流I/O信號(hào)為24240V（AC），直流I/O信號(hào)為010V（DC）。I/O點(diǎn)數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便的對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)一個(gè)控制對(duì)象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，I/O所用的點(diǎn)數(shù)就可能有所不同，現(xiàn)具體分析如下：（1）開(kāi)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(kāi)關(guān)、光電開(kāi)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、

48、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。（2）開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇 繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)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。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際選用的是AC220V開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器型輸出模塊。以此為依據(jù)，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用三菱公司的FX2N系列（見(jiàn)表3.1）可編程序控制器。FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、

49、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合此設(shè)計(jì)的要求。表3.1 FX2N 系列基本單元型 號(hào)輸 入點(diǎn) 數(shù)輸 出點(diǎn) 數(shù)擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù)繼電器輸出可控硅輸出晶體管輸出FX2N-16MR-001FX2N-16MSFX2N-16MT882432FX2N-32MR-001FX2N-32MSFX2N-32MT16162432FX2N-48MR-001FX2N-48MSFX2N-48MT24244864FX2N-64MR-001FX2N-64MSFX2N-64MT32324864FX2N-80MR-001FX2N-80MSFX2N-80MT404048643.2 確定I/O點(diǎn)與選擇PLC3.2.1可編程控制器

50、控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)估計(jì)輸入設(shè)備用以產(chǎn)生輸入控制信號(hào)（如按鈕、指令開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器等）。本系統(tǒng)中包括雙向選擇開(kāi)關(guān)4個(gè)，按鈕開(kāi)關(guān)5個(gè)，光柵開(kāi)關(guān)2個(gè)和接近開(kāi)關(guān)5個(gè)。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)。本系統(tǒng)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)，以與考慮到今后對(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)為三菱公司的FX2N系列，其選擇如下：基本單元：FX2N-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)、FX2N4

51、DA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(wèn)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(kāi)；（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、模塊與模塊之間的信號(hào)聯(lián)系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的部連線。3.2.2 PLC的I/O分配表表3.2 PLC的I/O分配表序號(hào)名

52、稱元件符號(hào)備注輸入X0電機(jī)啟動(dòng)SB1啟動(dòng)按紐X1電機(jī)停止SB2停止按紐X2復(fù)位開(kāi)關(guān)SB3X3手動(dòng)模式選擇SA1手動(dòng)/自動(dòng)雙向選擇開(kāi)關(guān)X4自動(dòng)模式選擇X5手動(dòng)開(kāi)/合模SA2開(kāi)模/合模雙向選擇開(kāi)關(guān)X6手動(dòng)射臺(tái)進(jìn)/退SA3射進(jìn)/射退選擇開(kāi)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(kāi)關(guān)SQ2接近開(kāi)關(guān)X14射臺(tái)進(jìn)接近開(kāi)關(guān)SQ3X15射臺(tái)退接近開(kāi)關(guān)SQ4X16預(yù)塑完接近開(kāi)關(guān)SQ5X17開(kāi)模到接近開(kāi)關(guān)SQ6X20產(chǎn)品計(jì)件光柵SQ7光柵輸出Y0電機(jī)開(kāi)KM1接觸器Y1電機(jī)停KM2接觸器Y2開(kāi)/合模KA1中間繼電器Y3射臺(tái)進(jìn)/退KA2中間繼電器Y4注射

53、KA3中間繼電器Y5預(yù)塑KA4中間繼電器Y6頂出KA5中間繼電器3.3 器件選型3.3.1交流調(diào)功器選型與接線方法（1）調(diào)功器選型調(diào)功器的選擇主要是根據(jù)負(fù)載的大小決定的，當(dāng)負(fù)載功率較小時(shí)可以選用單相方案,但當(dāng)負(fù)載的功率較大時(shí)，選用單相將會(huì)給電網(wǎng)造成嚴(yán)重的不平衡，所以大功率的負(fù)載一般選用三相調(diào)功器。一般幾個(gè)千瓦以下的電加熱系統(tǒng)可以考慮使用單相電力調(diào)整器，大于的應(yīng)選用三相電力調(diào)功器。綜上所述,我們將在本課題中采用三相電力調(diào)整器。在單相電加熱回路中,負(fù)載電流計(jì)算如下:I(負(fù)載電流)=P(負(fù)載的額定功率)/3U(電源電壓)考慮到功率余量, 讓負(fù)載電流乘以一定的系數(shù) .一般可選1.3-1.6倍之間.即:

54、I(電力調(diào)整期電流)=I(負(fù)載電流)*1.5注塑機(jī)的加熱負(fù)載選用三相星形負(fù)載,額定功率為10KW，選型如下: I(實(shí)際電流)=10000W/3*220V=15.2A I(電力調(diào)整器電流) =15.2*1.5=25A 由上所述，本課題將選用斯通ST35P電力調(diào)整器。ST35P電力調(diào)整器是運(yùn)用數(shù)字電路觸發(fā)可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)功。調(diào)壓采用移相控制方式，調(diào)功有定周期調(diào)功和變周期調(diào)功兩種方式。電力調(diào)整器帶有同步電路、自動(dòng)判別相位、缺相保護(hù)、上電緩起動(dòng)、緩關(guān)斷、散熱器超溫檢測(cè)、恒流輸出、電流限制、過(guò)流保護(hù)、串行工作狀態(tài)指示等功能。ST35P電力調(diào)整器的特點(diǎn)：十位A/D，輸出線性化程度高，輸出起控點(diǎn)低。ST3

55、5P電力調(diào)整器可與帶05V、010V或420mA等的智能PID調(diào)節(jié)器或PLC配套使用，也可獨(dú)立使用手動(dòng)功能。ST35P電力調(diào)整器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)電爐的加熱控制、冶金、化工、紡織機(jī)械等領(lǐng)域。（2）調(diào)功器的接線斯通ST35P電力調(diào)整器的整機(jī)接線圖（見(jiàn)附錄A）。下面介紹斯通ST35P電力調(diào)整器常用的五種接線方式（見(jiàn)圖3-1）：最簡(jiǎn)自動(dòng)控制接線圖說(shuō)明：1.自動(dòng)控制時(shí)，若不帶限幅功能R1、R2必須短路。2.05V、010V與420mA均接C1、C2；但只能接其中一種。圖3-1a：帶限幅功能的自動(dòng)控制接線圖說(shuō)明：1.恒流工作時(shí)，圖中限幅功能可限制輸出的電流，詳細(xì)使用方法參考恒流調(diào)試過(guò)程。2.普通工作模式時(shí)

56、，圖中限幅電位器能限制輸出的電壓。圖3-1b：手動(dòng)與自動(dòng)組合接線圖說(shuō)明：用手動(dòng)電位器控制時(shí)，僅需要把圖中單刀 雙擲開(kāi)關(guān)撥向手動(dòng)電位器中心抽頭即可，此時(shí)電力調(diào)整器的輸出只受手動(dòng)電位器控制，而與控制信號(hào)無(wú)關(guān)。圖3-1c：手動(dòng)與帶限幅功能的自動(dòng)控制接線圖說(shuō)明：該圖是圖2、3組合接線方式。圖3-1d：限流功能接線圖說(shuō)明：1.恒流工作模式下不需要該電位器。2.普通限流時(shí)，若負(fù)載調(diào)節(jié)需要更平滑須使用多圈電位器。圖3-1e：（3）調(diào)功器的使用說(shuō)明 圖中的控制信號(hào)請(qǐng)注意正、負(fù)極性，若接反可能會(huì)導(dǎo)致小信號(hào)時(shí)滿輸出。 圖中電源為380V 50Hz交流，可接三相中任意兩相。 CN1-8外接開(kāi)關(guān)作為起停開(kāi)關(guān)。開(kāi)路時(shí)為

57、運(yùn)行，短路時(shí)為待機(jī)狀態(tài)（無(wú)輸出）。強(qiáng)烈建議感性負(fù)載調(diào)壓過(guò)程的起動(dòng)和停止應(yīng)先將起停開(kāi)關(guān)置于待機(jī)位置，當(dāng)電源供電接通后起停開(kāi)關(guān)置于運(yùn)行位置。結(jié)束時(shí)，應(yīng)先將起停開(kāi)關(guān)置于待機(jī)位置，使調(diào)壓器緩關(guān)斷后再斷電。3.3.2溫度傳感器的選型溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過(guò)程無(wú)不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開(kāi)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，相繼開(kāi)發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。熱電偶屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x表是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度檢測(cè)儀表之一。其特點(diǎn)為測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響，測(cè)量圍廣，構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同

58、的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。熱電偶是一種感溫元件, 它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)信號(hào), 通過(guò)與電氣測(cè)量?jī)x表的配合, 就能測(cè)量出被測(cè)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是熱電效應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。熱電偶的分度號(hào)有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶，N、K、E、J、T屬于廉價(jià)金屬熱電偶。 S分度號(hào)的特點(diǎn)是抗氧化性能強(qiáng)，宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長(zhǎng)期使用溫度1400，短期1600。在所有熱電偶中，S分度號(hào)的精確度等級(jí)最高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；R分度號(hào)與S分度號(hào)相比除熱電動(dòng)勢(shì)大15%左右，其它性能幾乎完全

59、一樣； B分度號(hào)在室溫下熱電動(dòng)勢(shì)極小，故在測(cè)量時(shí)一般不用補(bǔ)償導(dǎo)線。它的長(zhǎng)期使用溫度為1600，短期1800。可在氧化性或中性氣氛中使用，也可在真空條件下短期使用。 N分度號(hào)的特點(diǎn)是1300下高溫抗氧化能力強(qiáng)，熱電動(dòng)勢(shì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與短期熱循環(huán)的復(fù)現(xiàn)性好，耐核輻照與耐低溫性能也好，可以部分代替S分度號(hào)熱電偶； K分度號(hào)的特點(diǎn)是抗氧化性能強(qiáng)，宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長(zhǎng)期使用溫度1000，短期1200。在所有熱電偶中使用最廣泛； E分度號(hào)的特點(diǎn)是在常用熱電偶中，其熱電動(dòng)勢(shì)最大，即靈敏度最高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，使用溫度0-800； J分度號(hào)的特點(diǎn)是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限7

60、50)，也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950)，并且耐H2與CO氣體腐蝕，多用于煉油與化工； T分度號(hào)的特點(diǎn)是在所有廉價(jià)金屬熱電偶中精確度等級(jí)最高，通常用來(lái)測(cè)量300以下的溫度。由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t00時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。 在使用熱電偶