贝加莱 PCC在大型注塑机控制系统中的应用.docx

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1、贝加莱PCC在大型注塑机控制系统中的应用贝加莱PCC在大型注塑机控制系统中的应用zhangting导语：介绍贝加莱可编程计算机控制器PCC的硬件及开发编译环境AS软件的特点。摘要：介绍贝加莱可编程计算机控制器PCC的硬件及开发编译环境AS软件的特点；分析B&RPCC应用在大型注塑机控制系统的一些关键问题和系统软硬件特性；提出了注塑机控制系统开发的新思路。关键词：注塑机控制贝加莱可编程计算机控制器C语言硬件软件目前国内大型注塑机大局部采用PLC或基于单片机芯片的控制系统。固然上述2种方法可以完成注塑机的正常运行，但是该种控制系统存在以下缺乏：控制精度不高，开发周期长，保养维修晋级困难。另外，注塑

2、机正朝着高速、高效、低能耗和高自动化的方向开展，这就要求注塑机具有完善的自动化控制与调节系统，以确保对注射成型经过的工艺参数实行高重复度、高灵敏度的可靠性。运用B&RPCC对意大利一品牌20世纪80年代后期产1350t大型注塑机的控制系统进展晋级改造，获得良好效果，并具备了常规注塑机控制系统难以实现的功能。1注塑机控制硬件系统组成控制系统硬件由上、下位机组成。上位机包括工控机、面板及键盘；下位机包括PCC控制器及扩展模块。上位机采用带486DX2CPU的IPC2001安装了B&RAutomationRunimeV2.60操纵系统，26.4cm10.4时TFT真彩屏，中英文操纵界面，面板附带注塑

3、机专用30键小键盘；下位机采用高性能可编程计算机控制器B&RPCC一2003系列CP476，该PCC除了带CPU外还带有独立的TPU,用于处理高速输人输出IO信号，扩展模块DM465，DO435，旋人式模块位移收集AI294、压力收集AI351、温度收集AT664和高速计数模块AIl38。上、下位机之间的通讯采用CAN总线或RS232总线。该控制系统在人机界面上可对全线集中监控，必要时可以外接moderm实现远程监控；具备I/0口、加热和压力状态显示；自动故障报警与随机帮助功能。系统硬件组成框图如图1图1系统硬件组成框图系统硬件构造紧凑，无论是旋人式还是扩展模块都采用标准尺寸，利于控制柜设计和

4、安装。系统抗干扰性好，输人输出模块均带有光偶隔离。输入模块可以将输入的电流信号020mA和电压信号0l0V直接转换为032767数字量信号。DO模块电流可以到达2A，由于该执行机构电磁阀驱动电流高于2.5A，所以DO信号通过扩流驱动板放大驱动执行机构电磁阀。PCCCP476内带TPU，实现高速信号I/，能有效实现射胶7段压力和速度快速切换控制。为了激活TPU，在系统软件设计时需要初始化和设置LTX函数给TPU分配通道。2软件控制系统2.1B&RAS开发环境Windows下编程环境AutomatonStudio支持标准C、Basic、梯形图、指令表、顺序构造图等6种标准的开发语言。根据需要可以在

5、同一个工程中采用多种语言进展编程。同时，编程环境中除了包含丰富的常规函数库和功能块外，还包括注塑机专用函数库plastliba，利用该函数库可以实现下文所述系统特性。B&R的PCC控制器采用分时多任务操纵系统，具备大型计算机的分析才能。从注塑机控制要求出发，将锁模、温控等经过对实时要求不同的任务设置在循环时间不同的任务等级中如表12.2系统软件组织构造控制系统软件由下位机系统、上位机系统和界面三局部组成，软件采用C语言编写。注塑工艺流程见图2中熔胶和开模同时进展，因此软件构造上包含顺序构造和并行构造。程序中插入挂起和唤醒功能函数，实现程序的顺序和并行动作。组织构造采用金字塔形由上至下4个层次见

6、图3，将流程图各经过任务定义为执行层并分布在不同标准任务层。按功能分为通讯、互锁操纵、数据操纵、温控、报警等。功能上除了可以知足常规顺序动作、多路并行动作之外，还可以实现普通控制系统难以到达的几个特性，可以显著进步注塑机性能，更好地保护液压系统。图2注塑工艺流程图3主程序功能框图上位机程序组织构造和下位机一样，功能上分为通讯，数据保存和读写，曲线的绘制，参数输人和输出等。上、下位通讯以上位机为主动，下位机为被动，上位机定时读写下位机的相应变量值。上位机界面设计可以在AS下快速方便实现。2.3系统脱机模拟调试为了实现脱机调试，在程序中添加模拟程序，主要是针对注塑工艺流程各动作的位移和行程开关闭合

7、状态的模拟。进而在脱机状态就几乎可以仿真注塑机动作，大大方便控制系统的调试，是一般注塑机控制系统开发不具有的。3系统功能特点3.1运动控制特性怎样实现大型注塑机液压系统的平顺运行和保护是控制系统的关键问题。本系统从软件设计上充分优化液压系统的控制，实现低过冲、高精度。活塞运动加减速段采用RAMP函数斜坡化控制或用RAMP_Ql函数实现二次曲线控制，每次运动减速位置点实时计算和补偿，如油缸活塞行程末端缓冲减速采用RAMP_Ql函数实现二次曲线处理。液压系统电磁阀开闭进展延时补偿，在人机面板上可以设定延时时长。3.2机铰机构线性化该注塑机的合模机构机铰构造为5点肘杆式，动模板行程长达2m。动模板运

8、动状态的测量是通过测量合模油缸的活塞杆来获取，进而大大进步测量的精度和可靠性。将机铰构造参数输人到B&Rtogclac软件计算出活塞与动模板挪动位置逐一对应的关系，数据保存并导入到工程生成数据模块，再使用DA_read函数可以从数据模块中读取活塞和动模板位置的关系。3.3温度控制系统特性采用B&R智能温度PIDxh和PIDXHOPT功能块可以计算出PID参数，使温度控制准确到士1。PIDXHOPT功能块可以优化加热程序。3.4熔胶背压闭环优化控制该系统熔胶背压采用闭环控制。背压反应值经DI351模块输人到CP476的TPU处理，比拟设定值后再经过PIDX函数优化。3.5经过参数监控系统具备丰富

9、的曲线辅助监控和分析功能。面板可以显示开合模等阶段的速度、压力、位置等曲线，还可以根据需要对各段温控区和压力进展实时曲线监控，还可以选择射胶、螺杆转动、开锁模和注射等单元的加工经过进展速度时间、压力时间、速度位置和压力位置的经过监控。3.6系统通用扩展性系统采用C语言编写，构造完好明晰。软件设计大量采用构造变量体系，采用构造变量描绘各个部件的状态和动作经过等。如顶出动作构造变量包括了进和退经过的顶出行程，顶出各行程阶段的速度和压力；顶出动作延时、报警标志等变量。该系统软件通用性强，可以合适同系列不同吨位的注塑机。在日常维护更换零部件时，只需要在面板稍加修改参数而不需要繁琐的调试，如更换顶出油路

10、电磁换向阀时，倏改方向阀翻开延时和关断延时时长即可。3.7人机界面友好人机界面图文并茂，可以方便设置各构造变量参数，如液压电磁阀的开启闭合延时；还可以设定动作的各方面参数，包括并行动作、抽芯组合和速度压力设置。4总结采用贝加莱智能控制系统晋级液压机械式大型注塑机获得成功，机器的整体性能超过了原有的PLC外加温控表的早期控制系统。不断进步注塑机整体性能是永不停顿的趋势，在较少的硬件投入的根底上获得较多的产品附加值是产品竞争的关键。采用具有稳定品质的贝加莱智能控制系统，开发传统液压机械式注塑机的控制系统，一方面可以缩短开发周期和减少相应的本钱，另一方面可以提升注塑机的品质和档次，进而可以讲是为国内注塑机提升产品品质国际竞争力开拓了一条新的道路。1刘跃军,瞿金平，刘顶文当代注塑机控制技术的现状和展望当代机械2胡家芬，王强，汪永斌PLC在注塑机改造中的应用宁波大学学报理工版.3赵先仲ZS160注塑机的单片计算机控制航天工艺，1999.4齐蓉可编程计算机控制高级技术西安：西北工业大学出版社，2000.5北京化工大学，华南理工大学塑料机械设计北京：轻工业出版社，1995.