PLC

许多注塑机都采用液压系统回路，其控制部分大多是电气控制，硬件接线多，系统可靠性差，工作效率低，维修不便，因此有必要对传统的启动初始态合模-注射一-保压一-预塑一-开模-冷却定型一1 -顶出缸后退一顶出制品注塑机工作循环图时间/s钟形壳与星形轮沟道压力后，碰撞力趋于恒定的值；另外，钟形壳内沟道的压力曲线与星形轮外沟道的压力曲线基本重合，说明内外沟道具有相同的压力分布，这样有利于提高等速万向节的寿命，同时也验证了该等速万向节结构设计的合理性。

　　4结论通过对交叉沟道式等速万向节仿真分析方法的研究，可以得到以下结论：⑴运用CATIA软件与ADAMS软件联合仿真分析的方法可以对等速万向节传动轴进行运动学与动力学分析，并且可以提高分析的准确度。（2）采用虚拟样机技术对等速万向节传动轴进行性能分析，能够验证结构设计的正确性与合理性，并有助于改进该产品。（3）非线性弹簧阻尼模型与修正的Coulomb摩擦力模型描述接触碰撞力能够取得令人满意的结果。

　　张云清，谭刚，任卫群，等。球笼式等速万向节的多体动力学仿真分析方法//全国多体系统动力学学术研讨会，2004.史文库，王登峰，吴坚。汽车等速万向节动力学仿真和试验分析俞武勇，季林红，阎绍泽，等。含间隙机构运动副的动力学模型。机械科学与技术，2001，20（5）及虚拟样机技术；王维锐，男，博士学位，研究方向为机电一体化、车辆悬架、设计方法学等。

　　表1注塑机液压系统电气控制顺序动作分析表注塑机进行技术改造，并用PLC作为其控制系统核心，以提高注塑机的智能化控制水平。现有一台SZ-250A型注塑机，其工作循环如所示。采用PLC作为控制核心，通过电磁阀的顺序动作控制注塑机塑料注射成型的全过程。本文介绍在设计制作此注塑机的控制系统中PLC的应用。

　　SZ-250A型注塑机液压系统工作原理塑料注射成型机简称注塑机。它将颗粒状的塑料加热熔化到流动状，用注射装置快速、高压注入模腔，保压一定时间，冷却后成型为塑料制品ra.SZ-250A型注塑机属中小型注塑机，每次最大注射容量为250cm3.为其液压系统图。中各执行元件的动作循环主要依靠行程开关切换电磁换向阀来实现。注塑机液压系统电气控制顺序动作分析表如表1所示。和表1中，a0、1、a2、3为合模缸的行程开关；b0、b1为注射座移动缸的行程开关；c0、c1、c2为注射缸的行程开关；d0、1为顶出缸的行程开关；t1为注射缸开始退到开模开始的时间；2为步序动作转换条件相应步通电状态为ON的电磁铁初始态慢速合模0-1：启动钮+快速合模低压合模高压合模慢速注射快速注射保压并补塑预塑7-8：t2时间到防流涎暂停等待慢速开模10-11：1时间到快速开模慢速开模顶出缸前进顶出缸后退控制合模保压的时间；为压力继电器，合模缸到达高压值时该压力继电器动作。

　　为保证操作安全，注塑机都装有安全门。从中可以看出，安全门关上，行程阀6恢复常位，合模缸动作，系统才能开始整个动作循环。

　　中，注塑机液压系统采用双泵供油，当系统需要高速时采用低压大流量泵1和高压小测量泵2同时供油，不需要高速时泵1卸载，泵2单独供油。

　　3系统控制功能要求如所示的SZ-250A型注塑机液压系统，通过PLC程序控制便可实现如所示的注塑机工作循环（其步序见表1）。

　　设计的PLC控制系统的控制功能要求如下：能实现注塑机如所示的工作循环要求；在工作循环过程中的任一步段按下停止按钮，工作的整个循环过程都能进行到底。这样可以使下一次工作时从头开始，做到工作有序；注射座移动缸可通过手动按钮快速回到原位。

　　4PLC控制系统设计PLC控制的注塑机控制系统的设计包含硬件设计与软件设计两部分。硬件设计主要有PLC的配置、选型、接线电缆以及输入输出端口的分配情况；软件设计则是注塑机控制程序的编制。

　　4.1硬件系统设计从和表1中可以看出，各缸行程开关共有13个，有一个压力继电器P.在PLC程序中还要设置循环启动钮、循环停止钮、注射座移动缸的后退启动钮和停止钮，合计17个输入元件。输出元件是中各换向阀的电磁铁，合计14个。根据控制功能要求和输入输出点数要求，选用三菱公司生产的FX0N-40MR-001型PLC.该型PLC具有很高的性能价格比，采用AC电源供电，有自带24V直流电源的24点输入接口和16点继电器输出接口，输出接口可直接控制负载为220V的小功率电磁铁工作，满足SZ-250A型注塑机控制系统的控制功能要求。

　　PLC的输入输出地址分配如表2所示。PLC控制系统的输入输出接线图如所示。

　　4.2软件设计控制程序采用梯形图编制，编程软件采用三菱公司开发的专用编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C，此编程软件最大的优点就是在调试运行过程中，可以在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断状况，还可在线修改程序中变量的值，给调试工作带来极大的方便。

　　根据表1所示的注塑机液压系统电气控制顺序动作分析表可设计出如所示的PLC梯形图。梯形图采用STL指令实现了步进控制的编程方式。采用这种编程方式，不仅可以大大简化PLC程序设计的过程，降低编程的出错率，还可以提高系统控制的及时性。图停止按钮行程开关a1行程开关a2行程开关a3压力继电器P行程开关b0行程开关b1行程开关c0行程开关cl行程开关c2行程开关c3行程开关d0行程开关dl注射座后退启动注射座后退停止输入输出接线图表2输入输出分配表输入输出输入设备名称输入继电器输出设备名称输出继电器功能循环启动按钮电磁铁1Y泵1向系统供油循环停止按钮电磁铁2Y泵2向系统供油行程开关a0电磁铁3Y0合模缸退（开模）行程开关al电磁铁3Y1合模缸进（合模）行程开关a2电磁铁4Y顶出缸进行程开关a3电磁铁5Y0注射座移动缸退压力继电器P电磁铁5Y1注射座移动缸进行程开关b0电磁铁6Y0注射缸进（快注时）行程开关b1电磁铁6Y1注射缸退行程开关c0电磁铁7Y0预塑液压马达正转行程开关c1电磁铁7Y1注射缸进（慢注时）行程开关电磁铁8Y泵2出口压力由溢流阀20调定行程开关电磁铁9Y0泵2出口压力由溢流阀19调定行程开关d0电磁铁9Y1泵2出口压力由溢流阀18调定行程开关d1注射座后退按钮注射座后退停止按钮启动按钮中用M385进行循环状态锁存，循环启动钮X000可使它置位，循环停止钮X003可使它复位。从注塑机工作原理中可以看出，在注塑机的整个工作循环过程中，泵2的压力油一直供给系统（不卸载），因此2Y―直处于得电状态。在注塑机上安装调试好模具后，注塑喷枪要顶住模具注塑口，故注射座要前移（2Y+，5Y1+），注射座前移使喷嘴与模具接触，在注塑机的整个工作循环过程中，注射座移动缸一直保持这种状态，因此电磁铁2Y和5Y1―直保持得电状态。为了简化程序，电磁铁2Y和5Y1的输出控制不列在每一步中，而是用M385直接单独控制。

　　在安装调试模具或模具注塑口堵塞需清理时，注射座要离开注塑机的定模座后退（2Y+，5Y0+），此动作不在正常工作循环中，所以采用单动控制。

　　5结语动化程度的不断提高，经济、方便、实用的PLC已经越来越多地进入工业控制领域，极大地提高了系统的可靠性及自动化水平。本文根据注塑机的注塑循环过程和相应的控制要求，设计了以PLC为核心的控制系统。通过实际使用证明，该控制系统具有快速、高效、高可靠性、抗干扰能力强等特点，实现了注塑机注塑全过程的自动控制。

　　满海波。基于PLC、现场总路线的化工化合生产线电气自动化改造。机电朱梅，朱光力。液压与气动技术。西安：西安电子科技大学出版社，2004：杨书仪，余以道。运用PLC实现钢板弹簧自动剪切生产线。机电一体化，李靖鹏，张婕。基于组态软件的电梯监控系统设计。机电高勤。电气及PLC控制技术。北京：高等教育出版社，2002：于振中，尤波。PLC在高压玻璃钢管组合机床中的应用。机电一体化，2005控制。