PLC 注塑機(jī) 畢業(yè)設(shè)計 S7

PLC在注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要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(jī)的控制系統(tǒng)提出了很高的要求。隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)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(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造很有研究必要。文章對注塑機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并進(jìn)對西門子S7-200PLC的編程方法以及使用的方法進(jìn)行簡單介紹。通過組態(tài)軟件的仿真配合，設(shè)計出一個完整的由PLC控制的注塑機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修的目標(biāo)！關(guān)鍵詞：注塑機(jī)，西門子S7-200，組態(tài)仿真ApplicationoftheinjectionmoldingmachinecontrolsystemofPLCABSTRACTAstheinjectionprocessisanonstable,nonisothermalprocess,themold,injection,or(descending)temperatureoftheproductionprocessparametersintheprocessofplasticproductswilldirectlyaffectthequalityoftheinjectionmoldingmachine,thecontrolsystemhasputforwardhigherrequest.Alongwiththeelectronictechnologycontinuestoprogressanddevelop,thetraditionalcontrolmethodhasbeenmoreandmoreobviouslyshown,suchasrepairalargequantity,relayforlifeisshort,thewiringisquitecomplex.Thecontactswitchesaction,lowworkingfrequency,poorreliability,easyfault.Relayactionslow,timingisnotaccurate,systemcontrolaccuracy.Thus,theinjectionmoldingmachinecontrolsystemreformationistheresearchnecessaryto,Theinjectionmoldingmachinestructureisanalyzed,andtheinletofSiemensS7-200PLCprogrammingmethodandtheuseofthemethodareintroducedinthispaper.Throughwiththeconfigurationsoftwareinthesimulation,designingofacompletecontrolbyPLCinjectionmoldingmachinesystem,andachievelowpowerconsumption,lownoise,easytocontroltheclampingforce,stablerunning,safeandreliableandisconvenienttorepairtarget!KEYWORDS: injectionmoldingmachine,SiemensS7-200,configurationsimulationTOC\o"1-5"\h\z前言 1\o"CurrentDocument"第1草總體設(shè)計方案 3\o"CurrentDocument"1.1注塑機(jī)的基本介紹 31.1.1注塑機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢 31.1.2電動注塑機(jī)的技術(shù)水平和發(fā)展趨勢 4\o"CurrentDocument"1.2注塑機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理 5\o"CurrentDocument"1.3主要研究任務(wù) 7\o"CurrentDocument"第2章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 8\o"CurrentDocument"PLC機(jī)型的選擇 8I/0 定義 10\o"CurrentDocument"PLC外部接線圖 112.4主電路設(shè)計 12\o"CurrentDocument"2.5注塑機(jī)的液壓控制回路 13\o"CurrentDocument"第3章軟件的設(shè)計 16\o"CurrentDocument"3.1動作流程圖的繪制 163.2梯形圖的設(shè)計 183.3語句表程序 24\o"CurrentDocument"第4章組態(tài)畫面設(shè)計 28\o"CurrentDocument"4.1組態(tài)軟件介紹 28\o"CurrentDocument"4.2監(jiān)控畫面設(shè)計 284.2.1建立新工程 284.2.2創(chuàng)建組態(tài)畫面 30\o"CurrentDocument"4.2.3定義I/O設(shè)備 324.2.4構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 334.2.5動畫連接 344.2.6編寫語言命令 35結(jié)論 37謝辭 38\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 3940外文資料翻譯40隨著社會的不斷發(fā)展，塑料作為新型合成材料，與混凝土、鋼鐵、木材并稱為四大工亞材料。塑料具有諸多優(yōu)良特性，如質(zhì)地輕巧、耐水、耐化學(xué)腐蝕，塑料制品外形美觀、便于加工安裝，具有優(yōu)異的電氣特性及化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良的吸震和消聲隔離作用，能很好地與金屬、玻璃、木材及其它材料相膠結(jié)等，正是由于塑料具有諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門和日常生活中。塑料在材料結(jié)構(gòu)中所占的比例正在逐年上升。多年的實踐也證明，增加塑料在整個材料結(jié)構(gòu)中的比重，廣泛采用高分子合成材料，可節(jié)省資源，降低能耗，大大提高社會總體經(jīng)濟(jì)效益，更合理的利用社會資金和自然資源。正是由于企業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪袑λ芰现破返膹娏倚枨?，以及塑料制品其原材料的來源也很豐富、廉價，極大地促進(jìn)了塑料工業(yè)特別是塑料機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，促進(jìn)了塑料加工技術(shù)和工藝的不斷完善。注射成型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(jī)械中占有很大比重。目前世界上 80%的工程塑料制品采用注射成型加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。由此可見，注塑成型在塑料工業(yè)中有其特殊的地位。注塑機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，它是塑料加工機(jī)械的典型代表。以此為對象研究注塑成型的控制系統(tǒng)及過程監(jiān)測，對改進(jìn)加工手段，提高塑料制品質(zhì)量、推動注塑工業(yè)的發(fā)展有著重要作用。近年來，隨著國外新型注塑機(jī)大量進(jìn)入中國市場，中國用戶對國外注塑機(jī)的性能（如作業(yè)可靠性、效率等）有了較深入的了解。從而也認(rèn)識到國產(chǎn)注塑機(jī)無論在制造質(zhì)量、外觀造型，還是在技術(shù)性能、可靠性、效率、油耗與污染、以及操作性和舒適性等方面，與國外注塑機(jī)相比存在很大差距。不少用戶為了追求高效率的作業(yè)以保證工期的按時完成，寧愿投入更多的資金來購買進(jìn)口注塑機(jī)或者跟國產(chǎn)新注塑機(jī)價格相當(dāng)?shù)ぷ骺煽啃匀匀惠^高的國外二手注塑機(jī)，近幾年國外二手注塑機(jī)的進(jìn)口和銷售走紅就是因為這個原因。綜上所述，開展基于PLC的注塑機(jī)的控制研究，是一個既有理論意義，又有很高應(yīng)用價值的研究課題。必將推動注塑生產(chǎn)的長足進(jìn)步和繁榮發(fā)展，為社會提供高質(zhì)量產(chǎn)品的同時，還可排除安全隱患、保障生命和財產(chǎn)、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，提供更加重要的無形的社會財富。第1章總體設(shè)計方案1.1注塑機(jī)的基本介紹1.1.1注塑機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢從20世紀(jì)50年代技術(shù)創(chuàng)新推出了螺桿式塑料注射成型機(jī)至今已由 50多年的歷史。目前在工程塑料業(yè)中，80%的塑料制品采用了注射成型。今年來，汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等行業(yè)對注塑制品日益增長的需要，更推動了注射成型技術(shù)水平的發(fā)展和提高。我國塑料機(jī)械2000年銷售總額在70億元人民幣左右，以臺數(shù)計約為8、5萬臺，其中40%左右是注射成型機(jī)。從美國、日本、德國、意大利和加拿大燈主要生產(chǎn)國來看，注塑機(jī)的產(chǎn)量在逐年增加，在注塑機(jī)械中占的比重最大。從注塑機(jī)問世起，鎖模力在1000-5000kN、注射量在50-2000g的中小型注射劑占絕大多數(shù)。到了20世紀(jì)70年代中后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別是汽車、船舶、宇航、機(jī)械以及大型家用電器方面的廣泛應(yīng)用，使大型注射機(jī)得到了迅速發(fā)展。其中以美國最為明顯，在 1980年全美國約有140臺10000KN以上鎖模力的大型注射機(jī)投入市場，到 1985年增至500臺。日本名機(jī)注射機(jī)（Meiki）公司則成功地制造了當(dāng)今世界上最大的注射機(jī)，其鎖模力達(dá)到120000KN，注射量達(dá)到92000g。從目前國際水平看，注射機(jī)的移模速度已從過去的 20-30/min提高到40-50m/min，高的速度甚至達(dá)到了70m/min；注射速度從過去的100mm/s提高到現(xiàn)在的250mm/s，有的達(dá)到450mm/s.日本制鋼所研制的電動型注射機(jī)達(dá)到900mm/s。注射壓力從過去的120-150Mpa提高到目前的180-250Mpa。日本的SN120P機(jī)已達(dá)到460Mpa，它生產(chǎn)的制品收縮率幾乎為零，制品公差可保證在0.02-0.03mm，厚度可達(dá)到0.1-0.2mm。節(jié)能方面，從過去的流量比例和壓力比例控制發(fā)展到變量控制或定量控制。變頻調(diào)速控制、伺服控制技術(shù)的注射機(jī)，其能耗進(jìn)位傳統(tǒng)機(jī)器的30%。注射機(jī)的高效率主要體現(xiàn)在工作節(jié)拍快，制品周期短，普遍比過去提高24%以上。高效注射機(jī)的開模和預(yù)塑一般都是同步完成，開模過程中同時完成抽芯和頂出。日本展覽會上最快的注射機(jī)，其工作周期只有0.63秒。注射機(jī)的控制技術(shù)經(jīng)歷了繼電器、接觸器控制以及可編程控制器控制和專用計算機(jī)控制的發(fā)展過程。自 20世紀(jì)60年代末美國費洛斯公司首先使用計算機(jī)控制技術(shù)開始，經(jīng)過 20世紀(jì)80年代以后的高速發(fā)展，它已經(jīng)不再是簡單的動作控制，而是包括熔體溫度、注射壓力、注射速度、保壓時間、冷卻過程、保壓時間、冷卻過程及液壓回路等多種參數(shù)的綜合控制。注射機(jī)過去大多數(shù)采用開環(huán)控制，而且正在向閉環(huán)控制方向發(fā)展。德國克勞斯馬菲公司的PM控制系統(tǒng)，通過鎖模力、模腔壓力和充模過程的控制，使制品質(zhì)量的誤差精確到0.15%。目前注射機(jī)發(fā)展的另一個重要方面，是各種專用注射機(jī)，如排氣式注射機(jī)、發(fā)泡注射機(jī)、多色注射機(jī)等。以加拿大 HUSKY公司為代表的瓶坯機(jī)、包裝機(jī)，集中體現(xiàn)了高新技術(shù)含量的特征。該公司推出的低壓注射成型技術(shù)，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術(shù)的三分之一時，仍可高質(zhì)量地保證制品成型，這使得機(jī)器的體積和質(zhì)量都大幅度降低，在節(jié)能和制品成本控制方面都具有重大的意義。1.1.2電動注塑機(jī)的技術(shù)水平和發(fā)展趨勢日本電動注射機(jī)具有集節(jié)能、高精準(zhǔn)度、高速及穩(wěn)定等優(yōu)點于一身的電動注射技術(shù)。日本四個品牌注塑機(jī)分別為東洋、住友、日精和東芝。在注射機(jī)中采用電動機(jī)而不是液壓系統(tǒng)，這為塑料加工者帶來了能源需求降低、操作環(huán)境友好和低噪聲的優(yōu)點，更低的保養(yǎng)要求是采用電動注射機(jī)的又一個好處。它具有更佳的控制精度和工藝穩(wěn)定度。在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄壁技術(shù)部件或連接時，具有巨大的優(yōu)勢。電動傳動技術(shù)，沒有漏油現(xiàn)象，維修方面，縮短了生產(chǎn)周期。液壓傳動技術(shù)的優(yōu)勢：由于與傳統(tǒng)相關(guān)的原因，液壓傳動系統(tǒng)也具備有電動機(jī)所沒有的優(yōu)勢。液壓傳動直接產(chǎn)生一種線性移動，不需要任何機(jī)械變化，而且力度和速度比值的范圍很寬，相對于負(fù)載來說，液壓傳動系統(tǒng)過載能力強，存貯的能量也能夠即刻使用。而且，液壓傳動代表一種歷史悠久的、經(jīng)過了時間技術(shù)的驗證。對于大型機(jī)器和經(jīng)過成本優(yōu)化的中型機(jī)器來說這些優(yōu)勢就顯得非常有價值。基本上全電動注射機(jī)具備以下三大優(yōu)點：精密度高且具極佳之重復(fù)性。生產(chǎn)周期短。節(jié)省能源。1.2注塑機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理注塑機(jī)根據(jù)注射成型工藝要求是一個機(jī)電一體化很強的機(jī)種，主要由注塑部件、鎖模部件、機(jī)身、液壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、加料裝置等組成，如圖1-1所示。圖1-1注塑機(jī)結(jié)構(gòu)簡化示意圖各種注塑機(jī)完成注塑成型的動作可能不完全相同，但其成型的基本過程還是相同的?，F(xiàn)在以螺桿式注塑機(jī)為例予以說明，它的注塑流程經(jīng)歷合模、注射、保壓、塑化、頂出，完成一個周期，接著開始下一個周期，如圖 1-2所示。

a）合模b）注射c）保壓a）合模b）注射c）保壓d）塑化e）頂出f）開始下一個周期圖1-2注塑機(jī)工作原理圖從料斗落入螺桿筒中的物料，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動沿著螺桿向前輸送。在此輸送過程中，物料被逐漸壓實，物料中的氣體由加料口排出。在螺桿筒外加熱和螺桿剪切熱的作用下，物料實現(xiàn)其物理狀態(tài)的變化，最后成黏流態(tài)，并形成一定的壓力。當(dāng)螺桿頭部的融料壓力達(dá)到能克服注射油缸活塞退回時的阻力 （所謂背壓）時，螺桿便后退，進(jìn)行所謂計量過程。與此同時螺桿筒前端和螺桿頭部融料逐漸增多，當(dāng)達(dá)到所需要的遠(yuǎn)射量時（即螺桿退回到一定位置時），計量控制裝置開始起作用，螺桿停止轉(zhuǎn)動和后退。到此，預(yù)塑完畢。同時，合模油缸中的壓力油推動合模機(jī)構(gòu)動作，移動模板使模具閉合。繼而，注塑座前移接通注射噴嘴與模具型腔的通道，注塑油缸充入壓力油，使油缸活塞帶動螺桿按要求的壓力和速度將融料注入到模腔內(nèi)。當(dāng)融料充滿模腔后，螺桿仍對融料保持一定的壓力（即所謂的保壓），以防止模腔中融料的反流，并向模腔內(nèi)補充因制品冷卻收縮所需要的物料。模腔中的融料經(jīng)過冷卻，由黏流態(tài)回復(fù)到玻璃態(tài)，從而定型，獲得一定尺寸精度和表面光潔度的制品。當(dāng)完全冷卻定型后，模具打開，在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，制件被頂出，從而完成一個注塑成型周期。注塑機(jī)的自動循環(huán)時的工藝流程如圖1-3所示。

圖1-3注塑機(jī)自動循環(huán)狀態(tài)工藝流程1.3主要研究任務(wù)實現(xiàn)手動和全自動兩種操作模式，可隨時切換操作模式。分析注塑機(jī)的工藝流程，擬訂控制系統(tǒng)的總體方案。硬件部分設(shè)計，包括I/O定義分配，繪制I/O模塊接線圖，PLC外部接線圖，設(shè)計主電路圖和液壓控制回路。軟件部分設(shè)計，即編寫控制系統(tǒng)梯形圖程序，語句表。第2章硬件系統(tǒng)的設(shè)計2.1PLC機(jī)型的選擇由于注塑機(jī)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、單片機(jī)、PLC等。20世紀(jì)60年代采用繼電器、接觸器控制，大多數(shù)為開環(huán)方式，由行程開關(guān)和擋塊進(jìn)行動作程序的切換控制。這種控制方式由于采用導(dǎo)線連接，僅適用于某一個固定的工藝過程，一旦過程有變化就得重新連接、安裝，存在研制和調(diào)試時間長、修改不方便、壽命短、可靠性差、故障檢查困難、控制精度低等不足，注塑機(jī)水平難以提高，也缺乏市場競爭力。單片機(jī)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） 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強。（3） 編程簡單、使用方便。（4） 功能完善。（5） 體積小、重量輕、功耗低。（6） 具有很高的性價比。通過上述綜合比較，PLC控制不僅擁有以上兩種控制方法的優(yōu)點，還克服了它們的不足，所以，最終選擇了用 PLC來控制。因此對控制系統(tǒng)硬件的選擇主要是PLC的選擇，包括PLC機(jī)型的選擇、PLC容量的選擇和模塊的選擇三個方面。PLC機(jī)型的選擇：面對眾多廣家提出的多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、性能、價格各不相同。比如，三菱FX2N-128MR-001系列，價格是9920.00。而FXlS-422-BD價格就是390.00，還不到400元。因此，在選擇機(jī)型的時候，應(yīng)本著在滿足控制功能原則的前提下，保證系統(tǒng)可靠、維護(hù)方便和最佳的性價比。PLC容量的選擇：通常講的PLC容量是指輸入輸出點I/0的點數(shù)和用戶存儲器的容量。對于I/0點的選擇原則是應(yīng)保有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，但是因?PLC的I/0點數(shù)與價格成正比，若留有太多的空余點，會使成本大大增加，因此在實際的應(yīng)用過程中，一般是根據(jù)輸入、輸出信號的總點數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充，選用10%?15%的備用量。用戶的存儲量在滿足基本的控制要求外，一般留有10%?25%的考慮裕量。模塊的選擇：I/O控口模塊用來實現(xiàn)PLC對工業(yè)過程的控制。在控制過程中，I/O控口模塊檢測控制現(xiàn)場的各種參數(shù)，以此作為 PLC實現(xiàn)現(xiàn)場控制的依據(jù)，同時，它將PLC的處理結(jié)果傳送到被控設(shè)備，驅(qū)動各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)PLC對設(shè)備的控制。對于小的系統(tǒng)，如80點以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴(kuò)展，當(dāng)系統(tǒng)較大時，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展不能滿足要求時，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；同時，有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規(guī)定，因此注意相關(guān)的技術(shù)手冊。擴(kuò)展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊，輸入輸出模塊、溫度模塊，高速輸入模塊等。PLC的這種模塊化設(shè)計為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。本次設(shè)計的注塑機(jī)，通過計算，需要22個輸入點、11個輸出點，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，通過市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)注塑機(jī)中德國產(chǎn)的PLC在價格、售后服務(wù)和產(chǎn)品質(zhì)量的綜合評比中，穩(wěn)居第一。通過綜合比較，選用西門子S7-200，CPU226。根據(jù)對注塑機(jī)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SB3?SB9，油泵電機(jī)起動按鈕SB10和停止按鈕SB11以及油泵電機(jī)過載消除按鈕SB12。輸出信號有YV1?YV7共7個電磁閥，油泵電機(jī)運行接觸器KM1和三個指示燈HL1?HL3。對各個信號用I/0定義分配，得到的輸入點、輸出點分配如表2-1所示。表2-1S7-200型PLCI/O定義號分配輸 入輸 出前安全門SQ1I0.0鎖模YV1Q0.0后安全門SQ2I0.1注射臺前進(jìn)YV2Q0.1自動鎖模SQ3I0.2注射YV3Q0.2自動注射臺前進(jìn)SQ4I0.3保壓YV4Q0.3自動解壓SQ5I0.4解壓YV5Q0.4自動注射臺后退SQ6I0.5注射臺后退YV6Q0.5自動開模SQ7I0.6開模YV7Q0.6自動運行起動SB1I0.7油泵電機(jī)運行接觸KM1Q0.7自動運行停止SB2I1.0自動運行指示HL1Q1.0手動鎖模SB3I1.1手動運行指示HL2Q1.1手動注射臺前進(jìn)SB4I1.2油泵電機(jī)過載指示HL3Q1.2手動注射SB5I1.3手動保壓SB6I1.4手動解壓SB7I1.5手動注射臺后退SB8I1.6手動開模SB9I1.7油泵電機(jī)啟動SB10I2.0油泵電機(jī)停止SB11I2.1油泵電機(jī)過載消除SB12I2.2油泵電機(jī)熱繼電器FR1I2.3工作方式選擇：自動SA1-1I2.4工作方式選擇：手動SA1-2I2.52.3PLC外部接線圖根據(jù)上述I/O點分配，畫出PLC的I/O點接線圖，如圖2-1所示。SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SQ7SB1SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB1SB1SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SQ7SB1SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB1SB1SB1SB2FR1SA1-SA1-24VI0.0Q0.(I0.1I0.2Q0.1I0.3I0.4Q0.2I0.5I0.6Q0.3I0.7I1.0Q0.zI1.1I1.2Q0.5I1.3S7-200I1.4Q0.6I1.5Q0.7I1.6I17CPU226CNI2.0Q1.0I2.1I2.2Q1.1I2.3I2.4Q1.2I2.51M1L2M2L3M3LYV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7KM1HL1自動運行指示燈HL2手動運行指示燈HL3油泵電機(jī)過載指示燈FUe—1在本次設(shè)計的主回路中，用交流接觸器KM1控制油泵電動機(jī)M1,由繼電器FR1實現(xiàn)過載保護(hù)，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(hù)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)。由FU1實現(xiàn)對各過載回路的短路保護(hù)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(jī)系統(tǒng)主電路圖如圖2-2所示。圖2-2注塑機(jī)系統(tǒng)主電路圖2.5注塑機(jī)的液壓控制回路根據(jù)本設(shè)計要求，采用的系統(tǒng)液壓控制回路電路圖如圖2-3所示。注射移動液圖根據(jù)本設(shè)計要求，采用的系統(tǒng)液壓控制回路電路圖如圖2-3所示。注射移動液圖2-3液壓原理圖本系統(tǒng)采用三個液壓缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別執(zhí)行鎖模，注射臺移動和注射的動作?？紤]到整個工作流程中所需油量都不大，從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用了限壓式變量葉片泵作為油源。所以需要在油減壓回路的選擇：因為系統(tǒng)中各工序所需要的壓力不相同，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(jìn)油路上設(shè)計三個減壓閥。所以需要在油鎖緊回路的選擇：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）。當(dāng)換向閥8處在左位時，壓力油經(jīng)單向閥3進(jìn)入液壓缸左腔，同時壓力油也進(jìn)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H型中位機(jī)能，所以單向閥2和3均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。保壓回路的選擇：保壓回路是指液壓執(zhí)行機(jī)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(jìn)油，補充減少的壓力。調(diào)節(jié)減壓閥7可以改變進(jìn)油壓力。各液壓元件的選擇：液壓缸的尺寸，各個電磁閥以及其他壓力閥的規(guī)格需要依據(jù)具體的注塑機(jī)參數(shù)和需要注塑的產(chǎn)品要求計算。各液壓元件名稱如表2-2所示。表2-2液壓元件明細(xì)表1油泵9三位四通電磁換向閥2液控單向閥10三位四通電磁換向閥3液控單向閥11二位二通電磁換向閥4溢流閥12液控單向閥5減壓閥13鎖模液壓缸6減壓閥14注射臺移動液壓缸7減壓閥15注射液壓缸8三位四通電磁換向閥

電磁鐵得電順序如表2-3所示。表2-3電磁鐵得電順序表鎖摸注射臺前進(jìn)注射保壓解壓注射臺后退開模YA1+------YA2-+-----YA3--+----YA4+YA5----+--YA6-----+-YA7------+第3章軟件的設(shè)計3.1動作流程圖的繪制動作控制設(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。使用動作控制設(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。首先，選擇一些輔助繼電器代表控制中的各個步序，從“原位”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。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(jī)還有手動控制要求，用M10.0、M10.1、M10.2代表注塑機(jī)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(jī)的流程圖分為兩大部分，左邊為手動部分，右邊為自動部分。在自動部分流程圖中，M12.0?M12.7緊密相連代表自動操作一個周期的工作過程。M12.0代表原位，M12.1代表閉模，M12.2代表注射臺前進(jìn)，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(dá)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(I0.0、I0.1)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動作流程圖在流程圖的基礎(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。

M15.0 M10.2 I1.1 M13.1M15?0M10.2IL6 M15.0 M10.2 I1.1 M13.1M15?0M10.2IL6 M13.6M15.0 M10.2 I1.7M13.7I1.7」HHI~S)I1.6 M13.6M13.7RM12.1M12.2M12.3M12.4M12.5M12.6M12.7 M12.0M15.0M14.0M10.1 M12.0I0.0'I0.1*HFHHFM11.0ENSHL_B—EN(M15.0M14.0M10.1 M12.0I0.0'I0.1*HFHHFM11.0ENSHL_B—EN(MBB-IN1-NOUT-MBBM12.1I0.2H -M12.2I0.3H -M12.3T37-H-M12.4T38-H-M12.5I0.4-H-M12.6I0.5-H-M12.7I0.64H卜圖3-2梯形圖由梯形圖可以得出語句表如下所示。LDI2.0LDNM10.2OM15.0ANI2.5ANI2.3OLDSM15.0,1LDM13.1LDI2.1AI1.1RM15.0,1OLDLDI0.7LDM13.2OM14.0AI1.2SM14.0,1OLDLDI1.0LDM13.3RM14.0,1AI1.3LDI2.3OLDOM16.0LDM13.4=M16.0AI1.4LDI2.2OLD=M16.0LDM13.5LDI2.4AI1.5SM14.1,1OLDRM14.2,1LDM13.6LDI2.5AI1.6SM14.2,1OLDRM14.1,1LDM13.7LDNM10.1AI1.7ANI2.4OLDAI2.5LDM12.7

AI0.6LDNI1.1OLDRM13.1,1OSM0.1LDM15.0SM10.0,1AM10.2LDM10.1AI1.2OM10.2SM13.2,1RM10.0,1LDNI1.2LDM10.0RM13.2,1AI2.4LDM15.0SM10.1,1AM10.2LDM12.0AI1.3OI2.5SM13.3,1RM10.1,1LDNI1.3LDM10.0RM13.3,1AI2.5LDM15.0SM10.2,1AM10.2LDI2.4AI1.4OM13.1SM13.4,1OM13.2LDNI1.4OM13.3RM13.4,1OM13.4LDM15.0OM13.5AM10.2OM13.6AI1.5OM13.7SM13.5,1RM10.2,1LDNI1.5LDM15.0RM13.5,1AM10.2LDM15.0AI1.1AM10.2SM13.1,1AI1.6

SM13.6,1OM11.0LDNI1.6LDM12.1RM13.6,1AI0.2LDM15.0OLDAM10.2LDM12.2AI1.7AI0.3SM13.7,1OLDLDNI1.7LDM12.3RM13.7,1AT37LDM15.0OLDAM14.0LDM12.4AM10.1AT38OM11.0OLDOSM0.1LDM12.5MOVB0,MB8AI0.4LDNM12.1OLDANM12.2LDM12.6ANM12.3AI0.5ANM12.4OLDANM12.5LDM12.7ANM12.6AI0.6ANM12.7OLD=M12.0ALDLDM15.0SLBMB8,1AM14.0LDM12.3AM10.1TONT37,+20LDM12.0LDM12.4AI0.0TONT38,+30AI0.1LDM12.1

OM13.1LDM12.6=Q0.0OM13.6LDM12.2=Q0.5OM13.2LDM12.7=Q0.1OM13.7LDM12.3=Q0.6OM13.3LDM15.0=Q0.2=Q0.7LDM12.4LDM14.1OM13.4=Q1.0=Q0.3LDM14.2LDM12.5=Q1.1OM13.5LDM16.0=Q0.4=Q1.2第4章組態(tài)畫面設(shè)計4.1組態(tài)軟件介紹組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。組態(tài)軟件的功能和特點可歸納如下：概念簡單，易于理解和使用；功能齊全，便于方案設(shè)計；實時性與并行處理；建立實時數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運行；利用豐富的“動畫組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動的動態(tài)畫面；引入“運行策略”的概念。它具有以下幾個方面的特點：可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫、動畫連接；無與倫比的動力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動畫功能可以對畫面中的一部分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打?。蛔兞繉?dǎo)入導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到Excel表格中，方便的對變量名稱等屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開發(fā)時間；強大的分布式報警、事件處理，支持實時、歷史數(shù)據(jù)的分布式保存。強大的腳本語言處理，能夠幫助你實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理；全新的WebServer架構(gòu)，全面支持畫面發(fā)布、實時數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的發(fā)布；方便的配方處理功能。豐富的設(shè)備支持庫，支持常見的PLC設(shè)備、智能儀表、智能模塊。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。4.2監(jiān)控畫面設(shè)計4.2.1建立新工程啟動組態(tài)王軟件的工程管理器，在菜單中點擊“新建”彈出對話框如圖圖4-2工程向?qū)еD4-2工程向?qū)еS新建工程向?qū)е獨g迎宜本向?qū)?r^T歡迎使用工程創(chuàng)建向?qū)В罕鞠驅(qū)椭奖?，快捷的?chuàng)建新的工程七創(chuàng)建工程請單擊“下一步”'嚴(yán)靶肖創(chuàng)建清單擊“取消‘‘。<上一步|下一步on:>| 取消圖4-1工程向?qū)е?-2單擊“下一步”繼續(xù)，會出現(xiàn)“新建工程向?qū)е睂υ捒?，如圖所示。根據(jù)設(shè)計的具體要求選擇合適的路徑即可。4-2在工程路徑文本框中輸入一個有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)е龑υ捒颉?，如圖4-3所示。制建工程向?qū)е獄ra名mbs述 I國輸入新建的工程名稱和工程捐述輸入新建的工程名稱和工程捐述-單擊頂完廈開始創(chuàng)建工程占工程名稱：工程捆謎一：基于s訪箭注壑機(jī)自幼保系系統(tǒng)＜上一步如|完成|取消一］圖4-3工程向?qū)е诠こ堂Q文本框中輸入工程的名稱，該工程名稱同時將被作為當(dāng)前工程的路徑名稱。點擊“完成”，則完成了一個新工程的建立。4.2.2創(chuàng)建組態(tài)畫面進(jìn)入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。 “組態(tài)王”采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，使用戶可以方便地建立畫面的圖形界面。用戶構(gòu)圖時可以像搭積木那樣利用系統(tǒng)提供的圖形對象完成畫面的生成。同時支持畫面之間的圖形對象拷貝，可重復(fù)使用以前的開發(fā)結(jié)果。進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選中工程瀏覽器左側(cè)的畫面，在右側(cè)雙擊新建按鈕，則彈出如圖4-4所示對話框。

圖4-4新畫面在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，點擊“確定”按鈕進(jìn)入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。設(shè)置完成后就完成了一個新畫面的創(chuàng)建，就可以在新畫面里面進(jìn)行系統(tǒng)畫面的設(shè)計。根據(jù)本設(shè)計要求，畫出本系統(tǒng)工作所需要圖畫如圖4-5所示。注塑機(jī)控制畫面圖4-5組態(tài)仿真圖

4.2.3定義I/O設(shè)備選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備\COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，運行“設(shè)備配置向?qū)А?，如圖4-6所示。底苗毗萱向?qū)?生產(chǎn)廠賽、1^臣窖稱、通訊方式設(shè)備■即宜向?qū)伔眷胖鞒稍O(shè)鎘■白勺哉氓高次酉按I四E1F1.I±1底苗毗萱向?qū)?生產(chǎn)廠賽、1^臣窖稱、通訊方式設(shè)備■即宜向?qū)伔眷胖鞒稍O(shè)鎘■白勺哉氓高次酉按I四E1F1.I±1,甲田.曰門子S5Seiri4s￡7-200低TJ

-G7scierm

W-3口系列

■—口由口FFI□MT-WULI^：熨」WFJFlG7ZOO^^llOfluJLsETU)浦..mii□革列Ii：iish：i您所退的役商生產(chǎn)廠莎：西門子設(shè)備名稱：冏-尸“|系列通信ftix±=ff工J_—步n ［下一圭oti習(xí)圖4-6設(shè)置配置向?qū)нx擇PLC后，會出現(xiàn)一系列生產(chǎn)廠家，根據(jù)本設(shè)計的要求與實驗室設(shè)備具體條件，我們選擇西門子S7-200系列PLC，通信描述選擇PPI即可。單擊“下一步”，選擇COM1即可符合本設(shè)計和實驗室設(shè)備要求。 單擊“下一步”，選擇地址為“2”。單擊“下一步”，此步驟選擇系統(tǒng)默認(rèn)的值就可以，單擊“下一步”進(jìn)入設(shè)備配置參數(shù)信息總結(jié)。檢查各項設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成”。設(shè)備定義完成后，可以在工程瀏覽器的右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“PLC”，需要檢測外部輸入量是否與PLC相連時，只用雙擊該設(shè)備，在彈出的對話框中選擇測試PLC即可。至于新建的設(shè)備相當(dāng)于一個中間裝置，它將實物PLC與自己建造的變量聯(lián)系起來，相當(dāng)于把程序與界面聯(lián)系了起來，為以后的控制做好了準(zhǔn)備。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把 IO變量連結(jié)到這臺設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。

4.2.4構(gòu)造數(shù)據(jù)庫選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫'數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”對話框如圖 4-7所示。在變量名中填入所需設(shè)置的變量名，如“XX”。圖4-7定義變量在變量類型中選取變量類型，一般的變量類型有“內(nèi)存”和“ IO”兩種類型，在這兩種類型中又分“離散、整數(shù)、實數(shù)、字符串形”。一般的開關(guān)量都屬于IO離散型，而需要與內(nèi)部物件動畫連接的則可以定義為內(nèi)存形。點擊“確定”則可以完成一個變量的定義。按照該步驟，完成所需變量的定義，在工程瀏覽器“數(shù)據(jù)詞典”中可以看到定義的變量。本設(shè)計所有的定義變量如圖4-8所示。

升瓦舊仃瑯告哄例硝用尸MAKEview天十圖4-8數(shù)據(jù)詞典在以后的動畫連接中可以隨時查看所需的變量。自此，一個完整的數(shù)據(jù)庫建立完畢。4.2.5動畫連接在新畫面中雙擊需要連接的物件，彈出對話框。在對話框中有各種連接，根據(jù)設(shè)計需要選擇，分別選擇“水平移動”和“垂直移動”兩種連接方式，或者別的連接方式。在表達(dá)式框中填入表達(dá)式，在下面的移動距離中填寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)，按確定即可，如圖4-9所示。

同國連接侗翊對象類世善邊形

對象鏘:P532左250上171高度160寬度H0屬性竟化「值輸出握示文率：位置與太小寰化，動11廠.茶r同國連接侗翊對象類世善邊形

對象鏘:P532左250上171高度160寬度H0屬性竟化「值輸出握示文率：位置與太小寰化，動11廠.茶r填充廣堿廠W散j廠飛i隱含流動優(yōu)先級：n-安全區(qū):KIOO堂秒取消葫定圖4-9動畫連接按照上面的步驟，根據(jù)設(shè)計需求，分別對畫面中的物件進(jìn)行動畫連接，從而實現(xiàn)了外部輸入量與內(nèi)部事物的數(shù)據(jù)連接。4.2.6編寫語言命令在畫面中右擊畫面，選中“畫面屬性”，在畫面名稱右面有“命令語言一欄”，雙擊，在該軟件中編寫語言有兩種語言方式， IF/ELSE和WHILE語句，兩種語句可以兼容，互相嵌套使用，該軟件還有大量的函數(shù)可以使用，所有的應(yīng)用功能都如圖4-10面板上所示。經(jīng)過編寫，本設(shè)計命令語言如圖4-10所示。圖4-10畫面語言命令編寫根據(jù)整個過程運行要求，以及所設(shè)定的變量，編寫程序。至此，整個程序的組態(tài)軟件編寫已經(jīng)完成。畢業(yè)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機(jī)會， 通過這次比較完整的自動售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。比如我的設(shè)計還有很多的不足之處，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行。從三月份接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計論文，衷心的感謝我的指導(dǎo)韓英老師給予了精心的指導(dǎo)和熱情的幫助。韓英老師在PLC方面具有豐富的實踐經(jīng)驗，對我的設(shè)計工作給予了很多的指導(dǎo)和幫助，使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y(jié)果與實際相結(jié)合。尤其在課題設(shè)計的前期準(zhǔn)備階段，韓老師提出許多寶貴的設(shè)計意見，在最后的測試修改階韓老師在百忙之中抽出時間為我們提供了必要的幫助，這樣使得我們得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計開發(fā)工作，在短暫的兩個多月的相處時間里，老師淵博的知識，敏銳的思路和實事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！忠心地祝愿各位身體健康、工作順利。參考文獻(xiàn)王文紅，嚴(yán)峰.可編程控制器在注塑機(jī)中的應(yīng)用.張家港：沙洲職業(yè)工學(xué)院,2005蔡行健.深入淺出西門子 S7-200PLC.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2003王曉勇，盛志沖.PLC在塑料成型機(jī)控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用.南京：南京機(jī)械設(shè)備工程公司，2002袁任光.可編程序控制器選用手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)（第三版）.重慶：重慶大學(xué)出版社,2000王兆義.小型可編程控制器實用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003王庭有.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社,2005宮淑貞.可編程控制器原理及應(yīng)用（第一版）.北京：人民郵電出版社,2002左健民.液壓與氣壓傳動.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005張靜章.簡析注射機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展策略.中國塑料工業(yè)機(jī)械信息,2002王興天.注射技術(shù)與注射機(jī)，化學(xué)工業(yè)出版社,2005吳建強，姜三勇.可編程控制器原理及應(yīng)用.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000吳中俊，黃永紅.可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003黃凈.電氣控制與可編程序控制器.機(jī)械工業(yè)出版社 ,2004王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社,2003王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000周美蘭，周封.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計.北京:科學(xué)出版社，2003外文資料翻譯Natureworkshardtodestroybearings,buttheirchancesofsurvivalcanbeimprovedbyfollowingafewsimpleguidelines.Extremeneglectinabearingleadstooverheatingandpossiblyseizureor,atworst,anexplosion.Butevenafailedbearingleavescluesastowhatwentwrong.Afteralittledetectivework,actioncanbetakentoavoidarepeatperformance.Bearingsfailforanumberofreasons,butthemostcommonaremisapplication,contamination,improperlubricant,shippingorhandlingdamage,andmisalignment.Theproblemisoftennotdifficulttodiagnosebecauseafailedbearingusuallyleavestelltalesignsaboutwhatwentwrong.However,whileapostmortemyieldsgoodinformation,itisbettertoavoidtheprocessaltogetherbyspecifyingthebearingcorrectlyinThefirstplace.Todothisitisusefultoreviewthemanufacturerssizingguidelinesandoperatingcharacteristicsfortheselectedbearing.Equallycriticalisastudyofrequirementsfornoise,torque,andrunout,aswellaspossibleexposuretocontaminants,hostileliquids,andtemperatureextremes.Thiscanprovidefurthercluesastowhetherabearingisrightforajob.1.WhybearingsfailAbout40%ofballbearingfailuresarecausedbycontaminationfromdust,dirt,shavings,andcorrosion.Contaminationalsocausestorqueandnoiseproblems,andisoftentheresultofimproperhandlingortheapplicationenvironment.Fortunately,abearingfailurecausedbyenvironmentorhandlingcontaminationispreventable,andasimplevisualexaminationcaneasilyidentifythecause.Conductingapostmortemil1ustrateswhattolookforonafailedorfailingbearing.Thenunderstandingthemechanismbehindthefailure,suchasbrinellingorfatigue,helpseliminatethesourceoftheproblem.Brinellingisonetypeofbearingfailureeasilyavoidedbyproperhandingandassembly.Itischaracterizedbyindentationsinthebearingracewaycausedbyshockloading—suchaswhenabearingisdropped-orincorrectassembly.Brinellingusuallyoccurswhenloadsexceedthematerialyieldpoint(350,000psiinSAE52100chromesteel).Itmayalsobecausedbyimproperassembly,Whichplacesaloadacrosstheraces.Racewaydentsalsoproducenoise,vibration,andincreasedtorque.Asimilardefectisapatternofellipticaldentscausedbyballsvibratingbetweenracewayswhilethebearingisnotturning.Thisproblemiscalledfalsebrinelling.Itoccursonequipmentintransitorthatvibrateswhennotinoperation.Inaddition,debriscreatedbyfalsebrinellingactslikeanabrasive,furthercontaminatingthebearing.Unlikebrinelling,falsebinellingisoftenindicatedbyareddishcolorfromfrettingcorrosioninthelubricant.Falsebrinellingispreventedbyeliminatingvibrationsourcesandkeepingthebearingwelllubricated.Isolationpadsontheequipmentoraseparatefoundationmayberequiredtoreduceenvironmentalvibration.Alsoalightpreloadonthebearinghelpskeeptheballsandracewayintightcontact.Preloadingalsohelpspreventfalsebrinellingduringtransit.Seizurescanbecausedbyalackofinternalclearance,improperlubrication,orexcessiveloading.Beforeseizing,excessive,frictionandheatsoftensthebearingsteel.Overheatedbearingsoftenchangecolor,usuallytoblue-blackorstrawcolored.Frictionalsocausesstressintheretainer,whichcanbreakandhastenbearingfailure.Prematurematerialfatigueiscausedbyahighloadorexcessivepreload.Whentheseconditionsareunavoidable,bearinglifeshouldbecarefullycalculatedsothatamaintenanceschemecanbeworkedout.Anothersolutionforfightingprematurefatigueischangingmaterial.Whenstandardbearingmaterials,suchas440CorSAE52100,donotguaranteesufficientlife,specialtymaterialscanberecommended.Inaddition,whentheproblemistracedbacktoexcessiveloading,ahighercapacitybearingordifferentconfigurationmaybeused.Creepislesscommonthanprematurefatigue.Inbearings.itiscausedbyexcessiveclearancebetweenboreandshaftthatallowstheboretorotateontheshaft.Creepcanbeexpensivebecauseitcausesdamagetoothercomponentsinadditiontothebearing.0thermorelikelycreepindicatorsarescratches,scuffmarks,ordiscolorationtoshaftandbore.Topreventcreepdamage,thebearinghousingandshaftfittingsshouldbevisuallychecked.Misalignmentisrelatedtocreepinthatitismountingrelated.Ifracesaremisalignedorcocked．Theballstrackinanoncircumferencialpath．Theproblemisincorrectmountingortolerancing,orinsufficientsquarenessofthebearingmountingsite.Misalignmentofmorethan1/4-cancauseanearlyfailure．Contaminatedlubricantisoftenmoredifficulttodetectthanmisalignmentorcreep.Contaminationshowsasprematurewear.Solidcontaminantsbecomeanabrasiveinthelubricant.Inaddition。insufficientlubricationbetweenballandretainerwearsandweakenstheretainer ．Inthissituation,lubricationiscriticaliftheretainerisafullymachinedtype .Ribbonorcrownretainers,incontrast,allowlubricantstomoreeasilyreachallsurfaces．Rustisaformofmoisturecontaminationandoftenindicatesthewrongmaterialfortheapplication.Ifthematerialchecksoutforthejob,theeasiestwaytopreventrustistokeepbearingsintheirpackaging,untiljustbeforeinstallation.2.AvoidingfailuresThebestwaytohandlebearingfailuresistoavoidthem.Thiscanbedoneintheselectionprocessbyrecognizingcriticalperformancecharacteristics.Theseincludenoise,startingandrunningtorque,stiffness,nonrepetitiverunout,andradialandaxialplay.Insomeapplications,theseitemsaresocriticalthatspecifyinganABEClevelaloneisnotsufficient.Torquerequirementsaredeterminedbythelubricant,retainer,racewayquality(roundnesscrosscurvatureandsurfacefinish),andwhethersealsorshieldsareused.Lubricantviscositymustbeselectedcarefullybecauseinappropriatelubricant,especiallyinminiaturebearings,causesexcessivetorque.Also,differentlubricantshavevaryingnoisecharacteristicsthatshouldbematchedtotheapplication.Forexample,greasesproducemorenoisethanoil.Nonrepetitiverunout(NRR)occursduringrotationasarandomeccentricitybetweentheinnerandouterraces,muchlikeacamaction.NRRcanbecausedbyretainertoleranceoreccentricitiesoftheracewaysandballs.Unlikerepetitiverunout,nocompensationcanbemadeforNRR.NRRisreflectedinthecostofthebearing.Itiscommonintheindustrytoprovidedifferentbearingtypesandgradesforspecificapplications.Forexample,abearingwithanNRRoflessthan0.3umisusedwhenminimalrunoutisneeded,suchasindisk—drivespindlemotors.Similarly,machine—toolspindlestolerateonlyminimaldeflectionstomaintainprecisioncuts.Consequently,bearingsaremanufacturedwithlowNRRjustformachine-toolapplications.Contaminationisunavoidableinmanyindustrialproducts,andshieldsandsealsarecommonlyusedtoprotectbearingsfromdustanddirt.However,aperfectbearingsealisnotpossiblebecauseofthemovementbetweeninnerandouterraces.Consequently,lubricationmigrationandcontaminationarealwaysproblems.Onceabearingiscontaminated,itslubricantdeterioratesandoperationbecomesnoisier.Ifitoverheats,thebearingcanseize.Attheveryleast,contaminationcauseswearasitworksbetweenballsandtheraceway,becomingimbeddedintheracesandactingasanabrasivebetweenmetalsurfaces.Fendingoffdirtwithsealsandshieldsillustratessomemethodsforcontrollingcontamination.Noiseisasanindicatorofbearingquality.Variousnoisegradeshavebeendevelopedtoclassifybearingperformancecapabilities.NoiseanalysisisdonewithanAnderonmeter,whichisusedforqualitycontrolinbearingproductionandalsowhenfailedbearingsarereturnedforanalysis.Atransducerisattachedtotheouterringandtheinnerraceisturnedat1,800rpmonanairspindle.Noiseismeasuredinandirons,whichrepresentballdisplacementin“m/rad.Withexperience,inspectorscanidentifythesmallestflawfromtheirsound.Dust,forexample,makesanirregularcrackling.Ballscratchesmakeaconsistentpoppingandarethemostdifficulttoidentify.Inner-racedamageisnormallyaconstanthigh-pitchednoise,whileadamagedouterracemakesanintermittentsoundasitrotates.Bearingdefectsarefurtheridentifiedbytheirfrequencies.Generally,defectsareseparatedintolow,medium,andhighwavelengths.Defectsarealsoreferencedtothenumberofirregularitiesperrevolution.Low-bandnoiseistheeffectoflong-wavelengthirregularitiesthatoccurabout1.6to10timesperrevolution.Thesearecausedbyavarietyofinconsistencies,suchaspocketsintherace.Detectablepocketsaremanufacturingflawsandresultwhentheraceismountedtootightlyinmultiplejawchucks.Medium-handnoiseischaracterizedbyirregularitiesthatoccur10to60timesperrevolution.Itiscausedbyvibrationthatproducesballsandraceways.High-handirregularitiesoccurat60to300timesperrevolutionandindicatecloselyspacedchattermarksorwidelyspaced,roughirregularities.ClassifyingbearingsbytheirnoisecharacteristicsallowsuserstospecifyanoisegradeinadditiontotheABECstandardsusedbymostmanufacturers.ABECdefinesphy