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厦门的大学本科生毕业设计（论文）题目：基于S7-300PLC注塑机控制系统硬件设计姓名：帅帅学号：1234567890系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化年级：2080级指导教师：酷酷2080年2月30日厦门的大学IPLC在注塑机控制系统中的应用摘要塑料制品在现代生活中的使用是越来越广泛了，人们对塑料的品质要求越来越高，塑料制品的优越的地方有很多，质地轻、可塑性强、隔电、隔液体，所以对注塑过程和控制的要求精度也越来越高。现今的设计开发软件种类繁多，本文主要的内容是通过西门子S7-300对注塑机控制进行硬件设计。PLC控制的优点有很多，耗能低、噪音小、操作灵活、控制方便、运行安全稳定、方便维修等。首先任务是对注塑机控制系统的工作进行分析，研究其流程、动作，通过西门子S7-300编程进行控制，学习使用西门子S7-300进行编写程序，学会地址分配，然后通过组态软件仿真。通过使用PLC对注塑机控制系统的设计，不仅能够达到原有的控制功能，而且还提高了控制系统的精度，而且还方便维修。关键词：注塑机，西门子S7-300，组态仿真基于S7-300PLC注塑机控制系统硬件设计IIApplicationoftheinjectionmoldingmachinecontrolsystemofPLCABSTRACTPlasticsusedinmodernlifeisbecomingmorewidely,peopleareincreasinglydemandinghigh-qualityplastic,alotoftheadvantagesofplasticproducts,lighttexture,plasticity,everyelectricity,water,etc.,sotheinjectionmoldingprocessandcontrolaccuracyrequirementsarealsoincreasing.Today'swidevarietyofsoftwaredesignanddevelopment,themaincontentofthisarticleisperformedbythehardwaredesignoftheinjectionmoldingmachinecontrolSiemensS7-300.TherearemanyadvantagesofPLCcontrol,lowenergyconsumption,lownoise,flexibleoperation,easytocontrol,safeandstableoperation,easymaintenanceandsoon.Firsttaskistheworkoftheinjectionmoldingmachinecontrolsystemisanalyzedtostudytheirprocesses,actions,controlledbySiemensS7-300Programming,learningtousetheSiemensS7-300programmingcarriedout,learnaddressassignment,thenthesimulationthroughtheconfigurationsoftware.ByusingtheinjectionmoldingmachinePLCcontrolsystemdesign,notonlytoachievetheoriginalcontrolfunctions,butalsoimprovetheaccuracyofthecontrolsystem,butalsoeasymaintenance.KEYWORDS:injectionmoldingmachine,SiemensS7-300,configurationsimulation厦门的大学III目录第1章绪论.........................................................1第2章注塑机介绍...................................................32.1注塑机的工作原理............................................32.2注塑机的组成................................................4第3章PLC介绍.....................................................73.1PLC的发展..................................................73.2PLC的特点..................................................7第4章注塑机方案设计..............................................104.1系统工艺流程设计...........................................104.2注塑机的控制要求...........................................11第5章硬件设计....................................................12第6章软件设计....................................................156.1S7-300硬件组态.............................................156.1.1使用向导创建项目......................................156.1.2硬件组态..............................................186.2WinCC组态软件..............................................246.2.1模拟调试..............................................246.2.2应用部分..............................................27第7章控制系统的调试与仿真........................................287.1程序调试...................................................287.2系统仿真...................................................28结论...............................................................32参考文献...........................................................33致谢...............................................................34附录...............................................................35厦门的大学1第1章绪论1.1研究课题的意义随着社会的不断发展，塑料作为一种新型复合材料，混凝土，钢材，木材并称为四大辅助材料。塑料具有许多优良的特性，比如质量轻便、防水、隔电、耐化学腐蚀、可塑性高，塑料制品具有外形美观，方便加工和安装，具有优异的电气性能和化学稳定性，优异的吸收震动和噪音隔离效果的优势，可以很好的和金属、玻璃、木材多种材料相互胶结，这是因为塑料具有的许多优点，普遍使用在日常生活的各个领域。近年来，跟着大批国际新式注塑机投入中国市场，中国用户对外资注塑机的机能有更深的了解。个人觉得，研究基于PLC注塑机的控制发展，是一个重要的理论意义，而且还是具有非常高价值的研究课题。1.2国内外研究现状第一个可以被称为注塑机是从1921年H,Buchhol制成的，推动塑料加工机械的辉煌是在1956年用螺杆塑化和利用可产生注塑压力的零件。到了20世纪80年代，在CAD/CAE/CAPP/CAM计算机应用技术在注塑机行业的普遍使用，增进了注塑机的高速发展和制造程度。通过20世纪80年代后的迅速发展，它不再是单一的活动控制，而且是包含熔体温度、注射压力、注射速度、保压时间，冷却进程和液压回路等参数的综合控制。在过去，注塑机主要使用开环控制，如今正在朝着闭环控制目标发展。在我国近几年的注塑机企业发展较快，尤其是小型、中型通用式注塑机正在逐步增加，显而易见的提高了制造技术，产品规格也不断扩大，基本满足国内市场的需求。1.3注塑机控制系统简介注塑机的控制系统是整个的一个重要组成部份，该机械的性能的长处和弊端不但在逻辑编程至关重要的影响。在我国的注塑机控制系统的控制系统中，主要有三种控制类型：（1）继电器控制（2）单片机控制（3）PLC控制基于S7-300PLC注塑机控制系统硬件设计2在现代控制系统中，前面两种方法都不会采用，由于其本身的局限性的。然而，选用PLC控制系统，它是一种具备抗干扰能力，能在很多恶劣的情况下正常工作，有很强的可行性，并且工作时间长，故障少的工业控制机，而且可以和计算机网络操作联网运行。除此之外，PLC系统可以尽可能的缩短系统的设计，以加快工作进度。在这个设计中，我们采用了可编程控制系统。目前，注塑机的发展主要集中在：（1）以提高产品的尺寸精度和稳定性（2）提高速度、缩短成型周期（3）生产过程的自动化和省力化的但所使用的技术手段，无法从基于计算机技术自动控制技术分离。所以，注塑机的控制已成为当前的注塑机发展中的一个非常重要的内容，主要包括动作程序控制（如闭模、开模、注射、保压）以及过程控制（例如，注射速度以及压力程序控制等）两个方面。1.4本课题的主要内容注塑机是一种具有复杂的外形，精确的尺寸塑料生产设备。它在生产制造塑料制品的过程都会有一些工作流程，本课题的主要内容是研究注塑机在生产工艺的各个阶段，并且通过PLC去完成对注塑机控制系统各个阶段的硬件设计，最后通过仿真软件进行仿真。厦门的大学3第2章注塑机介绍2.1注塑机的工作原理注塑机的全称为注塑成型机。图2-1注塑机的整体构造注塑机的工作原理是将粒状或粉状塑料，从注塑机的物料斗送进已加热的具有一定温度的物料筒中，然后在电机的外力作用下，利用螺杆或者是螺塞的螺旋推动，物料会沿着螺杆的螺槽向前方输送，通过物料斗筒前端的喷嘴，将融化状态下的塑料注射到闭合的模具中，并紧紧压实，塑料熔料在受到压力的情况下保持定型，然后冷却以及固化，制成目标的塑料制品，最后再开启模具，通过顶出装置把冷却固化好的塑料制品给顶出来。以上为注塑机工作的一个周期。图2-2注塑机的工艺流程图基于S7-300PLC注塑机控制系统硬件设计42.2注塑机的组成图2-3注塑机的组成简图它主要由注射装置、合模装置、液压装置、电气控制装置四大部分组成[1]。2.2.1注射装置部分注射装置的主要作用是将粒状或粉状塑料，在塑化部件中的螺杆经过外部的液压马达带动主轴旋转，以螺纹将质料向喷嘴侧运送，此间并通过向料筒加热加温，以及螺杆的旋转与质料发生的磨擦剪切所产生的热量，被原料吸收，从而使原料塑化成熔化状态，并且施加以一定的速度和压力，将一定量熔化状态下的塑料通过喷嘴注入到模具中。其中，注射装置重要的有塑化部件、料斗、计量装置、螺杆传动装载以及注射液压缸和射移液压缸、传动装置构成。塑化部件有柱塞式和螺杆式两种，因为螺杆式比较经常使用，螺杆式塑化部件，主要有螺杆、料筒、喷嘴等组成，其作用是：在旋转推进的过程中，把熔融的物料实现均匀的塑化和定量注射。注塑机注射系统合模系统加热、冷却系统液压系统电气控