注塑机电气控制系统的改造.pdf

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1、第33卷 第7期60CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备作者简介：金卫国（1963-），男，江苏信息职业技术学院讲师，研究方向为机电一体化、自动控制。收稿日期：2006-12-21金卫国(江苏信息职业技术学院，江苏 无锡 214061)摘要：介绍了注塑机电气控制系统的结构，具体说明了使用可编程控制器和触摸屏对注塑机传统电气控制系统进行改造的方法，分析了人机界面在该设备中的应用。关键词：注塑机；可编程控制器；人机界面中图分类号：TQ320.5 文献标识码：B 文章编号：1009-797X(2007)07-0060-03注塑机电

2、气控制系统的改造我院模具制造中心有一台 80 年代初生产的立式注塑机，通过对它的升级改造，提高了设备的技术档次，恢复了该设备的使用价值，下面具体说明改造的方法。1 原注塑机控制系统的基本结构原注塑机为液压式注射机，液压系统由一台 7.5 kW 的三相交流异步电动机带动大小两个液压泵提供能量，压力的大小由溢流阀来调节；注塑机的各个动作由电磁阀来控制，电气控制系统由传统的继电器、接触器控制，时间控制由五个晶体管时间继电器实现，温度控制由三只温度仪表完成。2 控制系统的硬件设计作为对老设备的改造，进行系统硬件设计时，应全面考虑原来设备的结构，充分注意性价关系。2.1 控制系统的总体结构为 了 尽 可

3、 能 少 地 改 变 原 机 床 的 主 体 结 构，对原机的液压系统不做改变；对电气控制系统使用可编程序控制器来实现对各电磁阀、电机、加热系统等输出装置的动作控制；使用触摸屏来实现人机模式的控制，并进行温度、时间等参数的设置和显示，系统框图如图 1 所示。图 1 电气控制系统框图2.2 可编程控制器的选择目前市场上的 PLC 产品众多，有多种国产品牌和国外品牌，为了降低设备改造成本，选择具有性价比较好的台达 SS 系列可编程序控制器。根据计算，注塑机各种按钮、行程开关等信号输入装置的数量有 18 个，输出装置 17 个（包括电磁阀、电机、加热系统等），模拟量温度信号 3 个。因此选择 PLC

4、 主机为 DVP14，另加 DPV16、DVP08 两个扩展模块和 DVP04TC四通道热电偶专用特殊模块，共有 20 个输入点和 18 个输出点可供使用，能满足使用要求。由于系统要求对料筒温度进行实时控制并有较高的精度要求，选用的热电偶专用特殊模块具有 PID 调节功能，要求 PLC 输出点的动作 金卫国 注塑机电气控制系统的改造2007年 第33卷61具有较高的频率，因此输出端采用晶体管输出的 PLC，考虑到其 PLC 输出端要求所带的负载电流较大，使用中间继电器来驱动其它负载。2.3 触摸屏的选择由于可编程序控制器本身不具备人机交互功能，在工艺参数较多，需要人机交互时，使用具有触摸操作功

5、能的触摸屏是一种很好的选择。在 本 系 统 中，通 过 触 摸 屏 和 PLC 结 合 使用，可以在触摸屏中直接设定目标温度值与定时时间值等参数，并可实时监控到当前温度等工作状态，并有报警功能。因为本系统需要设定 和 运 算 的 参 数 并 不 太 多，因 此 选 用 海 泰 克（HITECH）PWS6600 单色触摸屏。2.4 主电路的设计机床主电动机仍由交流接触器控制，交流接触器的线圈由接在 PLC 输出端的中间继电器控制。料筒和模具的三组电加热圈由固态继电器来控制，加热烘料远红外灯的开关由中间继电器控制，具体电路如图 2 所示。2.5 输入输出回路的设计PLC 输入输出回路的设计如图 3

6、 所示。由于 台 达 SS 系 列 PLC 内 部 没 有 直 流 电 源 模 块，而 PLC 的输入输出端口、触摸屏等都需要直流电源，根据触摸屏和继电器驱动线圈所需的电源功率，选用 24V 4A 开关电源为系统提供直流电源。为了配合 PLC 温度模块的 PID 调节功能，料筒和模具加热的控制使用固态继电器来实现，并且连接在 PLC 主机的输出端口上。为图 2 电控主回路控制简图图 3 PLC 控制原理简图保护固态继电器免受电压冲击的影响，在固态继电器两端并联压敏电阻以实现浪涌吸收。液压泵由三相异步电动机带动，电动机的启动和停止由 PLC 的输出口通过中间继电器控制交流接触器来实现，液压系统的

7、电磁阀等由 PLC 的输出口通过中间继电器直接控制，并且在继电器的线圈上并接续流二极管，防止 PLC 的端口受瞬间电动势的影响而损坏。送料控制驱动装置采用 36 V 安全电压，确保安全。图 3 中输入按钮只画出一个，其它按钮和位置开关依次接在 PLC 的输入端上，固态继电器和电磁阀继电器等器件也只画出了一组，根据实际情况接在相应的端子上。另外，输入和输出工作状态的指示可使用发光二极管来实现，图中未画出。3 控制系统的软件设计控制系统的软件包括触摸屏软件和 PLC 软件两部分。3.1 触摸屏应用程序触摸屏主要实现人机交互，进行系统温度、时间的设置和显示，完成生产产量的显示，进行整个系统的控制设置

8、，对少数不常用的装置（如烘料加热远红外灯）在触摸屏内设置软按钮来控制其开或关，并进行密码级别的设置和报警控制等。软件控制功能图如图 4 所示。3.2 PLC 应用程序可编程控制器主要完成对注塑机的生产过微机应用与自动控制第33卷 第7期62CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备程进行控制，其应用程序的设计主要包括对料图 4 触摸屏控制功能图筒温度的 PID 调节控制、点动手动自动工作模式的动作控制等。软件控制流程图如图 5 所示。3.3 触摸屏和 PLC 的关联在正常工作时，触摸屏的串行口和 PLC 的通信口使用通信电缆连接，

9、PLC 上电工作时首先检查通信口上是否连接有外部设备，再进行应用程序的扫描。PLC 和触摸屏的数据通信是通过元件种类相同的寄存器来交换数据信息的，因此 PLC 从触摸屏读入数据时要用和触摸屏存放该数据相同名称的数据单元，触摸屏从 PLC读入数据时要用和 PLC 存放该数据相同名称的数据单元。4 结束语对于旧设备的技术改造，一般和设备的大修同时进行，这样能够保证在机械部分无故障的情况下进行电气控制部分的重新设计、安装和调试，避免出现不必要的麻烦。本系统经过一段时间的实际应用，性能可靠，功能完善，效果良好，并且控制系统具有充分的柔性，可方便地满足各种类型的注塑机的技术改造要求。图 5 PLC 控制

10、流程图参考文献：1 周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用.北京：机械工业出版社，2005.2 钟汉如.注塑机控制系统.北京，化学工业出版社，2004.3 郭宗仁，吴亦锋，郭永.可编程控制器应用系统设计及 通信网络技术.北京：人民邮电出版社，2002.(XS-02)瑞典微孔塑料防感染手术服面世瑞典 Moelnlycke 保健用品公司近日开发出一种旨在防止外科手术感染的新产品 微孔塑料防感染外科手术服。据称，它具有一层微孔聚合物薄膜，能高效阻隔体液，从而有助于将手术感染降到最低程度。据介绍，该手术服主体采用 67 g/m2的蓝色微孔聚烯烃薄膜制成，这层薄膜与另一层白色纺粘聚丙烯非织造材料相结合，袖子用 82 g/m2的同类复合材料制成。此外，该产品的包封设计及领口有可调节的松紧装置，有助于保持杀毒和舒适性能。摘编自中国化工报，2007-06-08(XS-05)