注塑機的PLC控制

注塑機的PLC控制

                                           湖南同德職業(yè)技術學院    唐文耀

1、研究對象

根據注塑工藝的需要，對注塑機有以下幾方面的控制要求。

1)   總壓得恒壓控制  注塑機的各種機械動作由液壓電動機提供動力，由于注塑機在各種工作狀態(tài)所需要的動力不同，如靜止準備狀態(tài)只需泵提供一定的靜壓力，而工作狀態(tài)隨著液壓閥的打開需要提供更大的動壓力，這就需要我們對泵電動機提供變速控制。所以采用變頻器與PLC對泵電動機進行轉速控制。

2)   各種開關量控制輸入開關有安全門，鎖模到位、開模到位、高壓鎖模、射臺前停、射臺后停、頂針前停、頂針退停等位置開關量的輸入。

       輸出開關量有控制鎖模、開模、射臺向前、射臺向后、射膠、抽膠、頂針向前以及三段溶膠加熱等開關信號的輸出。

3)   模擬量的控制要求

        輸入的模擬量：

                   ①壓力信號的輸入由壓力傳感器將液壓轉換成電流信號輸給變頻器與PLC作為PLD控制的當前值。

                   ②三段溶膠的加熱溫度由溫度傳感器經FX2N-4ADTC特殊功能模塊轉換成數字信號傳遞給PLC。

                   ③抽膠、溶膠量由位置傳感器的長度信號轉換成電信號有FX2N-4AD送給PLC。

       輸出的模擬量：

                   ①PID運算的輸出數據，對總液壓進行PID控制后得到一個PID運算數據，此數據由變頻器自動產生并控制電動機的轉速。

                   ②壓力與流量的模擬量輸出，系統(tǒng)可以通過人機界面任意設置藥理與速度并將此數據通過D/A轉換后年改制比例閥和比例流量閥，所以我們要用到FX2N-4AD功能模塊。

2、變頻器及其PID設定

1)  根據系統(tǒng)要求采用三菱S500變頻器，其硬件連接如圖1-1所示。圖中STF為電動機的啟動信號，由PLC的Y0控制。RM、SD、RL一同連接到PLC的COM0作為公共端。10、2、5端連接阻值為50KΏ的設定電位器，系統(tǒng)的總壓由此電位器設定。壓力傳感器將液壓信號轉換為電流信號由4、5端反饋費變頻器作為PID控制現場數據，電流表可監(jiān)視系統(tǒng)壓力值。FX2N-4AD將壓力信號傳給PLC，使操作者隨時可用人機界面監(jiān)控。RUN端經設置變?yōu)檫^載信號的輸出端，由送給PLC。

圖1-1 注塑機控制中的變頻器與FX2N-4AD模塊連線方式

(2)變頻器的參數設定如表1-1所示.

各種PID參數由表中相應的數值確定，P56為電動機的額定電流，當實際值超過此電流值時，由變頻器RUN給出一個過載信號。

表1-1 變頻器的參數設定

PID運算有兩種解決方案：其一：將現場數據采集到PLC由PLC進行PID運算并將結果送到變頻器；其二，大多數變頻器本身都帶PID運算功能，所以本例中直接采用S500的PID運算功能，這樣即簡潔又方便。

(3)   PLC的I/O分配

PLC的I/O分配如圖1-2所示

圖1-2 注塑機控制中的PLCI/O分配圖

輸入接口:X0--- X7為現場開關信號的輸入接口，X10是變頻器過載信號輸入接口。當變頻器發(fā)生過載現象時，由RUM端口給一個信號經X10到PLC，PLC檢測到該信號后產生相應的控制動作。

輸出接口：Y20--- Y27分別控制相應的電磁液壓閥。Y0連接到變頻器的STF端，控制液壓電動機的啟動。Y4--- Y6控制前、中、后段的加熱電阻絲以控制溶膠溫度。另外，PLC的端口RS-422與觸摸屏的422端口連接。

(4)  人機轉換界面

 我們要對機器進行手動與自動的操作，并能讀到機器運行的當前數據，且能對運行參數設定與修改，所以系統(tǒng)中應用了F940GOT觸摸屏。

1) 主控界面;如圖1-3所示

圖1-3  主控界面

2）手動控制界面：內含幾個觸摸鍵和字串指示器，如圖1-4所示

圖1-4  手動控制界面

3）自動控制界面：當機器與自動和半自動控制時出現，如圖1-5所示

圖1-5  自動控制界面

4）溫度設定界面：三段溫度可通過數值設定輸入，如圖1-6所示

圖1-6  溫度控制界面

5) 速度、壓力設定界面：速度、藥理經此界面輸入，然后經PLC控制相應的比例電磁閥，如圖1-7所示

圖1-7  速度、壓力設定界面

6）溶膠長度設定界面：通過一個設定值去控制電子尺的運行長度，從而控制注塑模的注塑量，如圖1-8所示

圖1-8  溶膠長度設定界面

7）電動機過載報警界面：要求在任一界面中，只要變頻器RUN端發(fā)出過載信號均能切換到此面板，如圖1-9所示

圖1-9  電動機過載報警界面

（5）PLC程序的設計

1）三種工作方式的切換，機器要求手動、自動、半自動（單周），三種工作方式。程序如圖1-10所示。

圖1-10  手動、自動、半自動控制程序

2）FXZN-4AD-TC特殊功能模塊的驅動   FXZN-4AD-TC特殊功能模塊主要作用是通過熱電偶傳感器檢測溶膠的加熱溫度，她又四個通道，由于本例中只檢測三段溫度，所以使用三個，其中一個通道設置關閉。

 其使用與FXZN-4AD相似，將其連接在0號位置上，程序如圖1-11所示

圖1-11 FXZN-4AD-TC特殊功能模塊的驅動程序

3）溫度的比較控制   溫度控制程序主要用到比較命令，如圖1-12所示。

圖1-12 溫度的比較控制程序

4）FXZN-4AD的驅動與位置控制  溶膠量的控制是通過電子尺與A/D轉換模塊FXZN-4AD來實現的，電子尺將位置量轉換為電壓信號，再經模塊的轉換送至PLC，程序如圖1-13所示

圖1-13  FXZN-4AD的驅動與位置控制系統(tǒng)

5）液壓壓力與速度控制 壓力與流量控制是由比例壓力閥與比例流量閥實現的，比例電磁閥可通過輸入的電流大小來控制油路中的壓力與流量，我們將此兩個量由FXZN-4AD模塊轉化為相應的電壓或電流值，然后由功能電路去控制比例閥。程序如圖1-14所示。

圖1-14液壓壓力與速度控制程序

6)手動控制程序  手動控制程序較簡單見圖1-15.程序中M100----M108由圖1-4所示觸摸屏手動控制界面相應的觸摸鍵控制。

圖1-15   手動控制程序

7）自動與半自動  自動與半自動采用必進順控指令程序如圖1-16所示。

圖1-16   自動與半自動控制