1、機床電器與可編程控制技術課程設計說明書設計題目：注塑機PLC程序設計者：呂東洋指導教師：吳志東齊齊哈爾大學機電工程學院機械電子工程專業機電131班2016年6月14日齊齊哈爾大學課程設計（論文）機床電器與可編程控制技術課程設計任務書適用專業：機械電子工程設計題目：注塑機PLC程序一、設計前提：掌握本課程所學知識二、設計內容：1. 零件圖2張2. 課程設計說明書1份三、課程設計工作計劃第17周，周一、二：繪制零件圖第17周，周三、四、五：撰寫課程設計說明書草稿第18周，周一、二：修訂并完善課程設計說明書第18周，周三、四：制定最終版本第18周，周五：進行課程設計總結四、相關教材及參考書目：1.

2、機床電器與可編程控制技術李西兵、郭強主編，電子工業出版社；2. PLC原理及應用李長久主編，機械工業出版社；3. 機床電氣控制技術，齊占慶主編，機械工業出版社；4. 電氣控制與PLC原理及應用，常文平編著，西安電子科技大學出版社I注塑機是注塑成型的主設備，注塑機的技術參數和性能與塑料性質和注塑成型工藝有著密切的關系。注塑成型設備的進一步完善和發展必將推動注塑成型技術的進步，為注塑制品的開發和應用創造條件。在大型注塑的技術發展方面，合模系統采用全液壓式或液壓-機械式，即曲軸連桿型式，兩者在市場上均有競爭能力。但不論哪種形式的注，其發方向都必須向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運行平穩、安全可靠和

3、便于維修方向發展。近年來，中小型注塑機的技術發展非常迅速，就工藝參數而言，塑化能力、注射壓力等都有大提關鍵詞：注塑機;液壓;塑化AbstractInjectionmoldingmachineisthemainequipmentoftheinjectionmoldingmachine,thetechnicalparametersandperformanceoftheinjectionmoldingmachineandplasticpropertiesandinjectionmoldingprocesshasacloserelationship.Thefurtherimprovementandde

4、velopmentofinjectionmoldingequipmentwillpromotetheprogressofinjectionmoldingtechnology,andcreateconditionsforthedevelopmentandapplicationofinjectionproducts.Inthedevelopmentoflarge-scaleinjectionmoldingtechnology,themoldclosingsystemadoptsfullhydraulicorhydraulic-mechanicaltype,thatis,crankshaftconn

5、ectingrodtype,bothinthemarkethavecompetitiveability.Butnomatterwhatformofnote,thedirectionofitsdevelopmentmustbelowenergyconsumption,lownoise,easytocontroltheclampingforce,stableoperation,safeandreliableandeasytomaintainthedirectionofdevelopment.Inrecentyears,thedevelopmentofsmallandmedium-sizedinje

6、ctionmoldingmachinetechnologyisveryrapid,onthetechnicalparameters,theplasticcapacity,injectionpressureandsoonhavegreatlyimproved.Keyword:Injectionmoldingmachine；Hydraulic；Plasticizing齊齊哈爾大學課程設計（論文）目錄摘要IAbstract1第一章設計要求、任務及原理11.1設計要求11.2設計任務11.3設計原理1第二章硬件設計32.1注塑機的機械結構32.2元器件的選型和I/O口分配表32.3硬件接線圖62.4控

7、制電路7第三章軟件設計83.1軟件設計原理83.2各功能梯形圖10參考文獻13附錄APLC控制系統程序梯形圖14附錄BPLC控制系統程序清單18齊齊哈爾大學課程設計（論文）第一章設計要求、任務及原理11設計要求（1）控制注射機的啟、閉模、射臺前進、注射、保壓延時、預塑、射臺后退、開模、頂針前進、頂針后退等過程控制。（2）自動循環工作方式；（3）有必要的連鎖保護。1.2設計任務（1）繪制機床工作流程框圖或順序功能圖；（2）繪制PLC的硬件接線圖；（3）相關元器件的計算與選型，制定元器件明細表；（4）編寫全程序梯形圖或指令表，并通過調試；（5）編寫設計說明書。1.3設計原理塑料注塑機的工作原理與打

8、針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態（即粘流態）的塑料注射入閉合好的模腔內，經固化定型后取得制品的工藝過程。注射成型是一個循環的過程，每一周期主要包括:定量加料一一熔融塑化一一施壓注射一一充模冷卻一一啟模取件。取出塑件后又再閉模，進行下一個循環。1）鎖合模：模扳快速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且確認無異物存在下，系統轉為高壓，將范本鎖合（保持油缸內壓力）。2）射臺前移到位：射臺前進到指定位置（噴嘴與模具緊貼）。3）塑料注塑：可設定螺桿以多段速度，壓力和行程，將料筒前端的溶料注入模腔。4）冷卻和保壓：按設定多種壓力和時間段，保持料筒的壓力，同時模腔冷卻成型。5

9、）冷卻和預塑：模腔內制品繼續冷卻，同時液力馬達驅動螺桿旋轉將塑料粒子前推，螺桿在設定的背壓控制下后退，當螺桿后退到預定位置，螺桿停止旋轉，注射油缸按設定松退，預料結束。6）射臺后退：預塑結束后，射臺后退到指定位置。7）開模：模扳后退到原位（包括慢-快-慢速）8）頂出：頂針頂出制品。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現和保證成型制品質量的前提，而為滿足成型的要求，注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時，由于注射壓力很高，相應地在模腔中產生很高的壓力（模腔內的平均壓力一般在2045MPa之間），因此必須有足夠大的合模力。由此可見，注射裝置和合模裝置是注塑機的關鍵部件。1齊齊哈爾大學課程設

10、計（論文）第二章硬件設計2.1注塑機的機械結構注塑機示意圖如下:物料注射座移動缸圖2-1注塑機的結構示意圖22元器件的選型和I/O口分配表輸入設備一一用以產生輸入控制信號（如按鈕、指令開關、限位開關、接近開關、傳感器等）。本系統中包括，按鈕開關16個，接近開關9個。輸出設備由PLC的輸出信號驅動的執行元件，如繼電器、接觸器、電磁閥、指示燈等。該系統中有中間繼電器22個，接觸器1個，本系統中實際需要輸入點25點，輸出點23點，根據輸入輸出點數，以及考慮到今后對系統的維護和擴充使用，要保留一定的裕量，因此我們選用的PLC型號為三菱公司的卩乂九系列，其選擇如下：型號輸入輸出擴展模塊繼電器輸出可控硅輸

11、出晶體管輸出點數點數可用點數FX2N-16MR-001FX2N-16MSFX2N-16MT882432FX2N-32MR-001FX2N-32MSFX2N-32MT16162432FX2N-48MR-001FX2N-48MSFX2N-48MT24244864FX2N-64MR-001FX2N-64MSFX2N-64MT32324864FX2N80MR001FX2N-80MSFX2N-80MT40404864圖2-2FX2N系列基本單元基本單元：FX2-64MR(輸入點32點，輸出點32點)在確定了控制對象的控制任務和選擇好PLC的機型后，即可安排輸入、輸出的配置，并對輸入、輸出進行地址編號。分

12、配I/O地址時要注意以下問題：(1) 設備I/O地址盡可能連續；(2) 相鄰設備I/O地址盡可能連續；(3) 輸入/輸出I/O地址分開；(4) 每一框架I/O地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統擴展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會增加系統成本；(5) 充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號聯系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的內部連線。序號名稱元件符號備注輸入X0啟動電機SB1啟動按鈕X1關閉電機SB2停止按鈕X2復位開關SB3X3手動模式SB4手動選擇開關X4自動模式SB5自動選擇開關X20半自動模式SB20半自動選擇開關X5手動合模啟動SB6X6

13、快速移動模板SB7X7慢速合模SB10X10手動射臺前進SB11X11手動注塑SB12X12手動倒縮SB13X13手動射臺后移SB14X14手動開模SB15X15手動頂針前進SB16X16手動頂針復位SB17X22合膜快速接近開關SQ1接近開關X23合模慢速接近開關SQ2X24合模完成接近開關SQ3X25射臺前進接近開關SQ4X26預塑完接近開關SQ5X27倒縮接近開關SQ6X30射臺后退接近開關SQ7X31頂針前進接近開關SQ8X32頂針后退接近開關SQ9輸出Y0慢速合模階段KA3,KA20中間繼電器Y1快速合模階段KA4,KA21中間繼電器Y2慢速合模階段KA5，KA22中間繼電器Y3射臺

14、前進KA6，KA23中間繼電器Y4注塑KA7，KA24中間繼電器Y5預塑KA10,KA25中間繼電器Y6倒縮KA11,KA26中間繼電器Y7射臺后退KA12，KA27中間繼電器Y10開模KA13，KA30中間繼電器Y11頂針前進KA14，KA31中間繼電器Y12頂針后退KA15，KA32中間繼電器Y15油泵KM102接觸器圖2-3PLCI/O口分布5齊齊哈爾大學課程設計（論文）2.3硬件接線圖272.4控制電路第三章軟件設計31軟件設計原理設計流程圖wIIM(h4W/KS-m一-to盂，®.114117T1121輛I2J133TIhmOHIO41®jrK§).iu

15、(T012-dTlT4-r-(V)rnD:'HEEjnOmo.T2®£12KOI-糊131rjrao®114C)115<nj)我們設計的注塑機有三種工作方式，分別是自動，半自動，手動。分別由開關X4，X20，X3控制。當按下X3是進入手動模式，X5按下時驅動合模，當X6接通時開始快速合模，X7被觸發開始第三階段的慢速合模。當合模到位X10接通時射臺開始前進，當射臺到位按下XII開始注塑，當注塑時間到，由T2保壓延時，當時間到，開始預塑,當預塑完成按下X12,開始倒縮，當按下X13時，射臺開始后退，后退完成按下X14,開始開模，開模完成按下X15，頂針

16、前進推出成品，按下X16頂針，按下X17復位到最初回退這樣就完成了一個工作循環。在自動與半自動控制中個工作過程都相差不多，就是各按鈕變成了限位開關，好連續動作這里就不累述了。3.2各功能梯形圖見附錄APLC控制系統程序梯形圖M1為活動步時，若按下X003按鈕，則M100變為ON,而Ml立即變為OFF，則系統為手動方式控制若按下X004按鈕，則M101變為ON,而Ml立即變為OFF，則系統為自動方式控制若按下X003按鈕，則下降沿觸發，則M100變為ON,而Ml立即變為OFF,則系統為半自動方式控制若為手動方式控制，M100為活動步時，按下X005按鈕，M3變為ON,此時線圈Y000得電，系統驅

17、動合模M3為活動步時，按下X006按鈕，M4變為ON,而M3立即變為OFF,此時線圈Y001得電，系統快速合模M4為活動步時，按下X007按鈕，M5變為ON,而M4立即變為OFF,此時線圈Y002得電，系統慢速合模M5為活動步時，按下X010按鈕，M6變為ON,而M5立即變為OFF,此時線圈Y003得電，系統射臺前進M6為活動步時，按下X011按鈕，M7變為ON,而M6立即變為OFF,此時線圈Y004得電，定時器T1啟動，系統開始注塑并延時5sM7為活動步時，當T1定時器工作5s后，T1接通，M10變為ON,M7為OFF,此時計時器T2啟功，系統保壓延時5sM10為活動步時，當T2定時器工作5

18、s后，T2接通，M11變為ON,而M10立即變為OFF,此時線圈Y005得電，系統開始注塑M11為活動步時，按下X012按鈕，M12變為ON,而M11立即變為OFF,此時線圈Y006得電，系統開始倒縮M12為活動步時，按下X013按鈕，M13變為ON,而M12立即變為OFF,此時線圈Y007得電，系統射臺后退M13為活動步時，按下X014按鈕，M14變為ON,而M13立即變為OFF，此時線圈Y010得電，系統開模M14為活動步時，按下X015按鈕，M15變為ON,而M14立即變為OFF，此時線圈Y011得電，系統頂出成品M15為活動步時，按下X016按鈕，M16變為ON,而M15立即變為OFF

19、，此時線圈Y012得電，系統頂針后退M16為活動步時，若按下X017按鈕，則M16變為OFF,系統回到最開始，若不按下，則等待。半自動和自動和手動類似，只是按鈕全是限位開關。不再贅述總結注塑機是一典型的順序動作裝置，由PLC對其實現控制是比較合適的。注塑機用于熱塑料的成形加工，注塑機借助8個電磁閥YV1YV8完成閉模、射臺前進、注射、保壓、預塑、射臺后退、開模、頂針前進、頂針后退和復位等工序，其中注射和保壓工序需要延時一定的時間，如要求。此設計每個工序并不是對應一個輸出，在設計過程中很有可能會出現輸出并聯的錯誤，所以在設計中有用到幾個輔助繼電器，來幫助實現此功能；而且在此次設計中有延時的工序，

20、所以要用到時間繼電器來實現；根據注塑機的功能可以看出，注塑機運行中的各部分工序需要按順序來實行，不可以“越級”，也就是說在設計程序時應特別注意各工序之間的制約性，即程序中各條指令之間的限制設置；在此設計要求中還包括了可循環，即注塑機可隨時開始工作，此功能由指示燈來表明，所以停止按鈕和有關的指示燈之間關系也要注意。本次設計目的為：用PLC實現對注塑機的控制，完成閉模、射臺前進、注射、保壓、預塑、射臺后退、開模、頂針前進、頂針后退和復位等工序。并按要求實現所有功能。本次設計結果，符合設計目的和設計要求，實現了閉模時電磁閥YV1、YV3得電，射臺前進時電磁閥YV8得電，注射時電磁閥YV7得電、保壓時

21、電磁閥YV7、YV8得電，預塑時電磁閥YV1、YV7得電，射臺后退時電磁閥YV6得電，開模時電磁閥YV2、YV4得電、頂針前進時電磁閥YV3、頂針后退時電磁閥YV4、YV5得電和復位等工序，并且設計了此程序的梯形圖，電氣接口電路等，可以說設計基本完整。參考文獻1 張利平液壓傳動與控制M.西安：西北工業大學出版社，2005.82 李忠文注塑機電路維修M.北京：化學工業出版社,2001.63 曹菁等.基于PLC和觸摸屏的注塑機控制系統研究J.測試與控制，2007.11,20（6）:1841904 鐘漢如注塑機控制系統M.北京：化學工業出版社,2003.125 陳立定等.電氣控制與可編程序控制器的原

22、理及應用M.北京：機械工業出版社,2004.66 郁漢琪電氣控制與可編程序控制器應用技術M.南京：東南大學出版社,2003.67 陳山林基于PLC特殊功能模塊的溫度控制系統J.儀器儀表學報，2004.8：9039058 A.Mader,EdBrinksma.DesignofaPLCcontrolprogramforabatchplantVHScasestudy1J.EuropeanJournalofControl.-2001.7（4）9 時永剛等.軟PLC在全電動注塑機控制系統設計中的應用J.測控自動化，2006,22（10）:182210 陳雅等注胚機自動控制系統的設計J.廣東自動化與信息工

23、程,2004,（3）:252711 張運剛等.從入門到精通一觸摸屏技術與應用M.北京：人民郵電出版社,2007.112 黃賢武等傳感器原理與應用M.北京：高等教育出版社,2004.313 孫傳友等測控電路及裝置M.北京：北京航空航天大學出版社,2002.514 李忠文注塑機電路維修M.北京：化學工業出版社,2001.615 倪衛濤.基于PLC控制的注塑機自動調模的實現J.機電工程,2006,23（10）:556216 張松華等.基于PLC的注塑機控制系統的設計J.儀器儀表用戶，2004,（6）:1516.17 HiroYamasaki.Thefutureofsensorinterfaceele

24、ctronicsJ.SensorsandactuatorsA，1996，56：129133.13554附錄APLC控制系統程序梯形圖MS002X000X017setMOMlM103M100X001X041X033卄X034卄X035卄X036卄X037卄X040卄X005卄M3卄X003卄X004卄X020X021卄X006setrstsetrstsetrstsetMlMO11T213T4M1OOMlM101MlM103MlM102M41M34M35M36(M40-setM3-setX4-rstM333M10111S1|M4X007HIIFM5X010HIIF附X011HIIFM711HI1卜

25、MIO12MilMl3Ml4Ml5Ml6X012X014X015X016X017seirstseirstseirstseirstseirstseiseirstseirstseirstrstrstX002*SEIRSIM20X022X002TI1I折SETRSTM21X023X002TI11setRSTM22X024X002TI1IHSETRSTMSM4M5M7MIOM7MilMIOMl2Ml4Ml3Ml5Ml4Ml6Ml5Ml6M1OOM20M33M21M20M22M21M23M22210216M23X025X002HIIIM2413X002HIIIM25T4X002HIIIM26X026X0

26、02HIIIM27X027X002TIIIM30X030HIIFM31X031HI1卜M32X032HI1卜M33X017II1卜X002IM3TIM20HIM5TIM22HIM41TI-setM24J-T5CTM23_rLT7TM25_丄J-rsctM24丄_LT7TM26_J.J-rsctM25_LT7TM27J-rsctM26_LT7TM30_J.M27-1RSI_LT7TM31_J.J-rsctM30-,T7TM3211jL丄M31IRST-,T7TM331jL丄J-T1DTM32J-T1DTM1011Kbl-rsiS33-1Y000M4T卜M21T卜M6T卜M23T卜M35T卜22M

27、7M24T卜235M10T卜M25T卜244MilHFX042卄(Y00411K5003K50'02K5004K50(Y002J(Y005249253258265271274M26T卜M37T卜M40HFM27HFMl2T卜Ml3HFM30T卜X002卄M36HFMl4T卜M31T卜M34HFX002卄X030卄Y006Y010Ml5T卜M32HFMlHFM33T卜M102卄X041卄Y012Y015-END附錄BPLC控制系統程序清單0LDM800238ANDX341ORX000039OUTM3420RX01740MPR3ORB41ANDX354SETM042OUTM355LDM04

28、3MPR7ANDX00144ANDX368SETM145OUTM369RSTM046MPR10RSTT147ANDX3711RSTT248OUTM3712RSTT349MPR13RSTT450ANDX4015LDM151OUTM4116ANIX00152MPR17MPS53ANDX00518ANDX00354SETM319SETM10055MRD20RSTM156ANDM321MRD57ANDX00622LDX00458SETM423ORPX02059RSTM324ANB60MRD25SETM10161ANDM426RSTM162ANDX00727MRP63SETM528ANDX02164RS

29、TM429SETM10365MRD30RETM166ANDM531MPP367ANDX01032SETM10268SETM633LDM10069RSTM534MPS70MRD35ANDX3371ANDM636OUTM4172ANDX01137MRD73SETM774RSTM6118SETM20花MRD119RSTM3376ANDM7120MRD78ANDT1121ANDM2079SETM10122ANDX02280RSTM7123MPS81MRD124ANIX00282ANDM10125SETM2182ANDT2126MPP83SETM11127RSTM2084RSTM10128MRD85MR

30、D129ANDM2186ANDM11130ANDMO2387ANDX012131ANIM00288SETM12132SETM2289RSTM11133MPP90MRD134RSTM2191ANDM12135MRD92ANDX013136ANDM2293SETM13137ANDM02494RSTM12138MPS95MRD139ANIX00296ANDM13140SETM2397ANDX014141MPP98SETM14142RSTM2299RSTM13143MRD100NRD144ANDM23101ANDM14145ANDX026102ANDX015146MPS103SETM15147ANIX002104RSTM14148SETM24105MRD1