小型注塑机控制系统毕业设计

I小型注塑机控制系统的设计摘要注塑机控制系统是注塑机整机的一个重要组成部分，其性能优劣对整机至关重要。本论文首先确定了注塑机控制系统的设计方案及思路，经过与单片机控制、微机控制、继电接触器控制等控制系统相比较，决定采用PLC来实现对注塑机各动作的控制。确定了PLC输入和输出接口的属性，将注塑机的所有检测开关、限位开关、手动操作开关和主令开关等，进行确切地分类和编号，从而确定了I/O口的数量。根据输入输出的数量、类型确定PLC的型号为西门子S7-200PLC。完成了注塑机主电路和控制电路等硬件电路的设计。软件设计方面，根据注塑机各个动作制出注塑机的工艺流程图。根据此工艺流程图，设计出注塑机的动作流程图，根据动作流程图写出注塑机的状态转移图，并依据状态转移图写出步进梯形图。关键词：注塑机，控制系统，动作流程图，梯形图IIDesignofSmallInjectionMoldingMachineControlSystemABSTRACTThecontrolsystemofinjectionmoldingmachineisanimportantpartofthewholemachine,theprosandconsoftheperformanceofthemachineisessential.Inthisthesis,Ideterminethedesignandideasofthecontrolsystemoftheinjectionmoldingmachinefirstly.Accordingtothecomparisonwiththesingle-chipcontrol,thecomputercontrolandtherelaycontactorcontrol,PLCischosentocontroltheactionoftheinjectionmoldingmachine.WhenthepropertiesofthePLCinputandoutputinterfaceisdetermined,Iclassifyandnumberthedetectionswitch,limitswitch,manuallyoperatedswitchandmasterswitchoftheinjectionmoldingmachineinordertodeterminethenumberofI/Oput.Basedonthenumberandtypesofinputandoutput,wecoulddeterminethemodelofthePLCistheSiemensS7-200PLC.Thenthedesignofthemaincircuitandthecontrolcircuitiscompleted.Accordingtoeachactionoftheinjectionmoldingmachine,theprocessflowdiagramisworkedout.Thentheactionflowdiagramoftheinjectionmoldingmachineiscompletedaccordingtotheprocessflowdiagram.Atlast,wecouldworkoutthestatetransitiondiagramaccordingtotheactionflowdiagram,andwritedownthestepladderinaccordancewiththestatetransitiondiagram.KEYWORDS:theinjectionmoldingmachine,controlsystem,theflowchartofaction,,thestepladderIII目录摘要....................................................................IABSTRACT................................................................II1绪论...................................................................11.1塑料机械行业概述..................................................11.2国内外注塑机的研究现状及发展趋势..................................11.2.1国内外注塑机研究现状........................................11.2.2注塑机的发展趋势............................................22注塑机系统概述.........................................................52.1注塑机的机械结构..................................................52.1.1注塑机液压油路系统..........................................52.1.2注塑机合模系统..............................................52.1.3注塑机注射系统、射台移动系统................................62.1.4注塑机电气控制系统..........................................62.1.5注塑机冷却系统..............................................62.1.6注塑机安全保护与监控系统....................................72.2注塑机的分类......................................................72.2.1按注射单元形式分类..........................................72.2.2按注塑机的外形分类..........................................72.2.3按注塑机加工能力分类........................................83注塑机控制系统的设计方案和思路.........................................93.1注塑机控制系统设计的主要内容和工艺分析............................93.2设计的思路和方案..................................................93.2.1传统注塑机控制系统设计......................................93.2.2目前注塑机常用的控制系统设计...............................103.2.3常用的注塑机控制系统设计的比较及确定.......................103.2.4设计内容...................................................124注塑机的PLC控制系统硬件设计..........................................134.1电动机的启动控制.................................................134.2注塑机的液压控制回路..............................错误!未定义书签。4.3注塑机螺杆筒温度控制.............................................164.4PLC机型的选择...................................................174.5确定I/O点分配...................................................17IV4.6PLC外部接线图...................................................185注塑机的PLC控制系统软件设计..........................................205.1注塑机的动作流程.................................................205.2梯形图的设计.....................................................215.3语句表程序.......................................................21致谢...................................................................22参考文献................................................................23附录I...................................................................24附录II..................................................................30小型注塑机控制系统的设计11绪论1.1塑料机械行业概述从20世纪50年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有50多年的历史。目前在工程塑料业中，80%的塑料制品采用了注射成型。近年来汽车、建筑、家用电器、食品、医药等行业对注塑制品日益增长的需要，更推动了注射成型技术水平的发展和提高。中国塑料机械2000年销售额在70亿元人民币左右，以台数记约为8.5万台，其中40%左右是注射成型机。从美国、日本、德国、意大利等主要生产国来看，注塑机的产量都在逐年增加，在塑料机械中占的比重最大。1.2国内外注塑机的研究现状及发展趋势1.2.1国内外注塑机研究现状从注塑机问世起，锁模力在1000-5000kN、注射量在50-2000g的中小型注塑机占绝大多数。到了20世纪70年代后期，由于工程塑料的发展，特别是在汽车、船舶、宇航、机械以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注塑机得到了迅速发展。其中以美国最为明显，在1980年全美国约有140台10000kN以上锁模力的大型注塑机投入市场，到1985年增至500多台。日本名机注塑机公司成功地制造了当今世界最大的注塑机，其锁模力达到120000kN，注射量达到92000g。20世纪80年代以来，CAD/CAE/CAPP/CAM计算机应用技术在注塑机制造业的广泛应用，促进了中国注塑机研发和制造水平的高速发展。中国一批国家级高新技术企业都相继引进美国EDS公司的UGS软件和PTC公司的计算机辅助设计和分析等软件，实现了三维立体参数化建模，机构运动仿真，对关键零件分析，对高应力区的应力分布、应力峰值、危险区域等进行准备的分析计算，帮助设计人员迅速地了解、评估和修改设计方案，保证了重要零件的结构合理性和可靠性；实施了CIMS工程，实现了生产计划、物料、成本等计算机集成管理；引进IMAN系统，实现了产品技术数据的创建和跟踪，产品结构和版本，产品属性和关联数据的查询以及信息传递等计算机集成管理。目前，国外注塑机控制系统系透过多个微处理器分工，融合先进的硬件及软件技术而成。控制系统的设计，特别注重机器与操作者的沟通，使操作者更容易掌握及发挥机器的各项功能。多种语言显示功能，突破了语言障碍。此外，还