基于PLC的注塑机控制系统研究

基于PLC的注塑机控制系统研究

作者：马莹

来源：《价值工程》2011年第20期

Injection Molding Machine Control System Based on PLC Ma Ying

（西安航空技术高等专科学校，西安 710077） （Xi'an Aerotechnical College，Xi'an 710077，China）

摘要：本文分析了注塑机的工作原理和控制要求，探讨了S-ZY250A型注塑机的机电系统控制问题，介绍了PLC在注塑机控制系统改造中的应用。

Abstract: This paper introduces the operation principle and control requirement, and discusses the mechatronic system control of S-ZY250A plastic injection molding machine. It introduces the application of PLC in this kind of plastic injection molding machine. 关键词： PLC 注塑机 控制系统

Key words: PLC; injection molding machine; control system

中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）20-0138-02 0引言

注塑机是一个集机—电—液于一体的典型系统，由于一次能够成型复杂制品、后加工量少，加工的塑料种类多，以及注塑成型加工具有适应性强和效率高等特点，已成为塑料加工的主要方法。注塑机的工作过程，一般由闭模、射台前进、注射、保压、预塑、防流延、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退等基本工序组成。目前，注塑机的电气控制系统有四种，即传统继电器型、PLC、单片机控制、和集散控制系统，本文采用西门子S7-300 PLC控制系统来实现S-ZY250A注塑机的控制。 1S-ZY250A卧式注塑机简介

本文是针对S-ZY250A普通卧式注塑机。注塑机有右半部的“螺杆加热与施压系统”以及左半部的“成形模具与导轨系统”，塑料颗粒自料斗注入炮筒的螺杆中，依次序向喷嘴逐渐推进并在加热带的加温下熔化，当螺杆完成后退充填后，熔化的塑料便依循螺杆的前进而注入到模具

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中，定量塑料冷却成形并切除水口，此时模具打开由机械手臂将已成形的盘基取出来，于后接的冷却盘中做适当的降温定形。 2工作原理

图1所示为XS-ZY250A注塑机液压系统原理图。每次最大注塑量（硬胶）为250g，属于中小型注塑机。各执行元件的动作循环主要依靠行程开关切换换向阀来实现。

2.1 启模、合模用6YA通电或7YA通电选择启模或合模。给比例电磁铁E3输入适当大小的电气信号，即可确定比例流量阀的适当开度，来自双泵和单泵的油液汇流即可确定高速区段的可边变速度。低速区段的可变速度仅由单泵的流量确定。同样，给比例电磁铁E1、E2输入不同的信号，就使双泵和单泵出口得到不同的压力调整值。

2.2 注射、保压1YA通电，汇合单泵和双泵的油液流入注塑缸9的右腔，推动螺杆8向左运动，在螺杆的前端通过喷嘴5把已经熔融的塑料注入模具型腔。注塑期间改变比例流量阀的输入信号，即可控制螺杆的前进速度。保压时仅由单泵供油，补充保压时的泄漏量。 3注塑机的操作方式

目前注塑机常用的操作方式有调整、手动、半自动、自动四种。

3.1调整是指机器所有动作，皆须在按下相应按钮的情况下并以慢速进行。放开按钮动作即行停止，故又称之为点动。这种操作方式适合于装拆模具、螺杆和检修调整机器用。 3.2手动是指机器所有动作，只须按动按钮就能按照调定的速度和压力将相应的动作进行到底。这种操作方式多数用在调模阶段和生产开始阶段，或组织自动生产有困难的一些制品上。

3.3半自动是指每个成型周期仅须把机器的安全门关闭后，工艺的各个动作就按照预定的程序自动进行，直至一个成型周期进行完毕为止。此操作主要用于组织全自动化生产尚不具备条件的一些制品加工上，例如必须由人工取出制品或放入嵌件的生产过程，这也是机器经常所采用的操作方式。

3.4 全自动是指机器的动作程序，全部由电器控制，自动地周而复始地进行。这种操作可以减轻人工劳动，是实现一人多机或全车间机台集中管理，进行自动化生产的必备条件。实现注塑机动作程序的控制相对比较容易实现，目前的重点在于发展过程控制。 4控制系统设计

4.1 PLC工作流程注塑机生产一个制品要经过开始—快速合模—慢速合模—注射座前进—注射—保压—注射座后退—预塑—慢速开模—快速开模—停止等步骤，属于顺序控制。

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4.2 梯形图设计按照PLC工作流程图，编写梯形图。以初始化和泵启动为例，手动、自动模式公共程序如图2所示。 5硬件制作

设计并绘制西门子S7-300 PLC外部接线图如图3所示。 6结论

采用可编程控制对S-ZY250A注塑机的控制系统改造后，减少了原继电接触控制系统的接线口，提高了控制系统的稳定性，降低了故障率，提高了生产效率。且维修容易，可随时更改动作程序，适应生产中的特殊需要。 参考文献:

[1]周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用[M].北京：机械工业出版社，2003. [2]虞军胜，沈全成，李良.基于PLC的液压平移控制系统[J].液压与气动，2005，（6）：48-50.

[3]刘锴，周海主编.深入浅出西门子S7 300PLC[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.