注塑机的PLC控制

注塑机的PLC控制（共9篇）

注塑机的PLC控制 篇1

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。

1 S-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。

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。

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。

关键词：PLC,注塑机,控制系统

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.

注塑机的PLC控制 篇2

1.0目的为了确保对注塑产品质量有影响的各工序按规范作业，以保证这些检验处于受控状态。保证产品的制造过程满足出厂标准, 确保产品质量满足客户需求。

2.0 范围

适用于注塑产品生产过程中的质量各检验工序控制。

3.0职责

3.2.巡检负责按客户要求或相应的工艺文件进行注塑过程的产品质量控制.3.3抽检负责对当班的注塑产品出货前全面检查

3.4检验中如有疑问及争执，须由上级协调处理。

4.0 工作程序

4.1 来料检验和试料：

4.1.1 当采购物料回厂后，无论是新料或是粗粒料，当班巡检必须抽不同位置三处以上分多个小包装样品，每袋5KG左右进行机台试料，试料合格后必须作下检验记录，特别要求写清楚进料时间，厂家，并督促仓管进行产品时间、厂家的标识等，试样过程中留样要进行编号并收藏保管，直到材料开始正常生产为止；

4.1.2 每次换料生产时，要求不同的材料批次进行不同的标识区别，便于发生不良后进行产品追溯，具体操作是在巡检报表中注明换料的时间、厂家、产成品的包装顺序号等，发生异常可以追溯到哪个厂家、什么时间进货，哪天生产，从第几箱开始等；

4.1.3 试料合格后要填写来料检验报告，经品质主管审核确认后，和留样一起包装待查，若为不良则由技术组和采购、生产等部门进行评审和协调处理，报相关领导确认后执行。

4.2 首检、记录和标识：

4.2.1注塑生产过程中，操作工必须做好自检记录，检验产品的外观，巡检员做好开机产品的首件签字封样，并填写《首检记录卡》，生产过程中要按巡检要求进行产品抽检工作，每次检验项目要完整，并同时对打包产品、作业台产品和机台随机产品三个环节进行验证，发现问题，及时纠正和协调处理，并如实、认真填写《巡检记录》；

4.2.2 巡检要求操作工对自检不合格的产品进行返工，并对返工产品进行记录、标识和复查，直至达到产品质量要求，否则不允许盖章进仓，对不合格的产品在交接班时要确保信息完全传达给下班次巡检员，以防零部件、材料误产、误用

4.2.3每天要将巡检报表收回并检查巡检记录的情况，对记录有不实或存在疑问则找相关巡检员了解确认，如属工作粗心、失误、责任心不足则要求进行通报批评并在当天的绩效考核进行考核扣罚，对多次未按检验工作指导执行的巡检员将考虑换岗或劝退；

4.2.4各注塑工段完成品合格后，巡检在《产品生产流程卡》上盖章，才能进仓或转入下一道工序，注塑的成品、半成品、合格和不合格品等，应按规定的区域整齐放置，并按标识和可追溯性管理原则进行标识，检验员有权对过程进行控制和协调，对标识不规范有权勒令员工整改或停机整顿。4.3 过程的再确认：

4.3.1 换料和新加料后产品的检验和确认

巡检过程中机台有换料、加料时，巡检要按首件检验标准，逐项确认产品的外观、工程尺寸、性能强度和组件装配度等各项品质参数，调查和了解所用物料的批次是否发生变化，便于记录和预防不良的发生；

4.3.2 修模后产品的检验和确认

当模具发生异常维修结束上机试样时，巡检要按首件检验标准，逐项确认产品的外观、工程尺寸、性能强度和组件装配度等各项品质参数，并对照前期样品，确认无误后方可投入批量生产，若模具属重大维修事项则由工艺组依照以上项目检查合格后方可批量生产，必要的时候还需进行长时间的验证跟踪； 4.3.3 新人作业后产品的检验和确认

当机台发生换人，新人作业等，领班、巡检必须加强巡检次数，明确告之产品的注意事项并确保员工全部理解，过程中反复检查新手作业熟练程度，发生异常要及时纠正，必要时候换熟练员工作业，保证品质的稳定性；

4.3.4 停水断电后产品的检验和确认

生产过程中，由于外部原因发生停水、断电等造成机台异常作业而重新开机生产，此时，机台的工作处于不稳定状态，巡检员要按首件检验标准，逐项确认产品的外观、工程尺寸、性能强度和组件装配度等各项品质参数，并对照前期样品，确定产品合格后方可批量生产，并持续跟进直到机台运行、产品质量趋于稳定为止； 4.3.5 过程调机后产品的检验和确认

生产过程中，产品发生变异，车间领班或生产主管重新调机，当改变机台成型参数而原问题得到克服后，巡检要重新确认其他检验项目的品质是否出现变异，各种性能是否达到要求，如通过提高温度来克服产品外观不良是否会影响塑胶的物性而使产品变脆等，避免发生新的不良问题造成批量品质事故发生； 4.3.6 交班过程产品的检验和确认

车间在交班过程中，由于人员发生变动、新换材料未确认已到换班时间、上班次巡检忘了彻底交接或其他原因等给机台生产埋下质量隐患，对可能造成批量质量事故的风险，接班巡检员除严格执行检验外，必须确认上班次的巡检表、自检表，了解材料使用情况等，及时熟悉上班次的品质情况，采取措施，确保对影响过程能力的变化及时做出反应。

4.4 不良品处理流程： 4.4.1 让步放行

当生产急需而模具存在问题，工艺无法修正或过程控制疏忽造成批量问题产品发生时，严格执行放行评审流程，通过评估可以让步放行时，由车间办理让步放行申请，经巡检确认、工程审核后交相关领导批准后让步放行，相关主管落实责任并进行扣罚处理，未办理审批手续的待处理品巡检不得盖章，仓管不得入仓或转序； 4.4.2 返工重验

当过程控制疏忽或员工未按检验要求进行产品加工，造成批量不良需要加工处理时，由车间依照《注塑车间管理规定》安排员工在正常工作时间外进行产品返工，返工不计加工费，必要时候要对员工进行扣罚考核，返工结束经过巡检重验合格后方可盖章入库或转序； 4.4.3 报废处理

对产品的放行执行评审流程的有关规定，通过评审无法回用时，需执行报废处理，由生产车间申请报废，经相关品质主管签字确认，领导批准后方可报废，重大不良事故必须请示总经理裁决处理，私自报废或遗弃，一经发现三倍重罚。4.5 过程的改进：

4.5.1发现问题应及时纠正，进行分析、找出改进的方法，并按纠正和预防措施控制程序实施控制，联络车间处理，对未改善的机台、模具有权实行停机整改，直到问题解决后方可生产；

4.5.2 不良品的处理都必须落实责任，实施扣罚，并通过调查报告实施纠正预防措施，责令相关部门、人员改善，经品质部验证合格后方视为结案，过程的跟进和反馈由品质部负责安排落实，其他部门必须配合执行；

注塑机的PLC控制 篇3

本文所设计的注塑机机电控制系统主要是应用在普通的注塑机上。注塑机的有半部分的主要的作用是螺杆的加热以及施压功能。左半部分主要是注塑机的塑料成型的模具以及导轨等,可以将生产塑料产品的原料加到炮筒螺杆中,原料不断地向喷嘴进行移动,在移动的过程中不断接近加热带,加热带对原料加热并使其融化,当螺杆完成向后运动填充原料后,融化的塑料原材料就随着螺杆的不断前进而前进,然后就会形成塑料制品的冷却成型切除水口之后产品的生产就完毕了,接着就是注塑机打开由相应的机械装置将成型的塑料取出来,然后放到相应的冷却装置中进行降温。

2 工作原理

下图1为XS-ZY250A注塑机液压系统工作的原理示意图。注塑机每次可以注塑的最大量为250g,所以该注塑机属于较小型的注塑机。通过机电控制系统的控制作用实现各个元器件之间的协调工作。如果电磁铁输入合适大小的电信号,就是可以这个电信号来确定比例阀门的相应的开度,通过双泵以及单泵的油速的汇合可以确定在高速区内行进的可变的速度。单泵的流量直接决定了该高速区可变的速度。双泵和单泵的压力调整值是由电磁铁E2和电磁铁E3组成的,通过对于电磁铁E2和电磁铁E3进行设置就可以调节双泵以及单泵的压力值。

在注射和保压的过程中要保持1YA正常通电,单泵和双泵中的油液经过混合后流入到9缸中的右边部分,然后可以推动螺杆向左边进行运动,在螺杆的前半部分通过相应的喷嘴5,将在前边环节中已经融化掉的原材料注入到塑料成型的模型当中。在注塑的过程中可以通过控制阀门的信号来控制相应的流量,通过信号可以控制螺杆运行前进的速度。在保压的过程中如果仅仅是由单泵供油的话,要及时补充在保压过程中的消耗量。

3 注塑机的操作方式

从目前市场的注塑机的操作方式来看主要分为可调整型、手动型、半自动型以及自动型几种常见的模式。

3.1调整指的是针对注塑机所有的动作和环节,可以在相应的按键按下之后以较慢的速度执行。在放开相应的按钮之后那么注塑机所有的动作和环节又立即的停止了,这种动作的方式成为可调节的工作方式。这种工作模式适用于在模具拆装的过程中进行使用、或者是在螺杆或者是机器维修的过程中使用。

3.2手动也是针对注塑机所有的环节和动作来讲的,在按钮按下之前就将注塑机所有的参数设定好,一旦按下按钮注塑机就可以按照所设定的速度和步骤执行。在设备未使用之前对于模具进行调整的过程中经常采用这种模式,在生产开始的阶段也经常采用这种方式,在某些生产较为困难或者是难度较大的产品上往往采用这种方式来进行生产。

3.3半自动的工作模式指的是在工作的塑料成型的过程中必须要将相应的安全网络关闭之后,塑料产品的生产就按照该产品生产的工艺和规定的动作来执行,这个过程持续到整个成型周期的结束。由于塑料产品的特点和制作工艺的问题是的有些产品生产所需的设备缺乏而采取的一种生产手段,比如在塑料生产的过程中有些环节必须是由人来完成的,这种工作的模式在机器自动工作模式中也经常被使用。

3.4全自动的注塑机工作过程指的是注塑机在程序的作用下完全自动的实现塑料生产的过程,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。也就是整个注塑机的全部的工作过程都是在无人参与的情况下来完成的,各个环节之间的协调与衔接的控制存在一定的难度。

4 控制系统设计

4.1来用PLC工控机来实现塑料制品的生产要经历以下几个步骤,开始环节,合模的过程,塑料制品原材料的注塑管的前进,注射融化的原材料,保压的过程,注射设备后退的过程,预先成型的过程,以较低速度开模的过程,以较快速度开模的过程,等等一系列的控制过程,这些过程之间的衔接以及执行都是顺序的,也就是在完成一道工序之后接着执行下一道工序,最后完成塑料制品。

4.2本文以梯形图的形式对PLC的工作流程进行了设计,对于梯形图的设计主要包括以下几个环节。以PLC对泵进行初始化以及启动控制为例,本文对于控制系统工作进行了如下的设计,图1是控制系统的初始化,图2是用于控制泵的启动。二者设计的原理图如下图1和图2所示。

5 硬件制作

此外本文还对注塑机的基于PLC的控制系统的硬件架构进行了设计,包括PLC单片机、以及外围的接口设计以及接口电路等,通过硬件架构的设计可以从硬件上为注塑机工作过程中工序的完成提供基础和载体。通过单片机的控制作用实现对于注塑机整个工作过程中的控制,比如开始过程,合模环节,注射设备的前进以及后退控制,保压控制以及成型控制等都是在单片机内部实现对于环节设备的控制过程的。

6 结论

本文对于注塑机所采用的PLC控制系统进行了研究,介绍了注塑机工作的原理,注塑机完成塑料制品工作的各个环节步骤,以及注塑机几种常见的工作模式等。本文以注塑机的工作步骤和各个环节为基础对注塑机的基于PLC的控制系统进行了相关研究并且对基于PLC的控制系统进行了改造,最大限度的减少了相应的接口的数目,在一定程度上提高和改善了系统的稳定性,降低了系统可能出现故障的概率,极大的提高了生产的效率。并且采用上述设计方式后期的维护也十分的便利,可以根据实际工作的需要对程序进行改变,以适应生产各种不同产品的需求以及各种不同的生产情况。

摘要：注塑机是一种加工塑料的机器,本文对于注塑机的工作的原理以及其组成部分进行了介绍,对于基于PLC的注塑机机电控制系统进行了研究,包括注塑机的操作以及注塑机机电控制系统的设计,包括程序设计以及硬件制作,对于基于PLC的机电控制系统进行了改造设计。

注塑机的PLC控制 篇4

2范围

适用于注塑产品生产过程中的质量各检验及入库操作工序控制。

3职责

3.1技质部品质主管负责注塑原辅料、在制品和成品的检验和监督，及时向生产部门反馈质量情况

3.2.巡检应负责按产品作业指导书或相应的工艺文件进行注塑过程的产品质量控制.并对当班的注塑产品入库前全面检查

3.3检验中如有疑问及争执，须由品质主管或部门领导协调处理。

4工作程序

4.1 过程的实施；

4.1.1注塑 生产过程中，操作工做好自检，检验产品的外观，技质部做好开机产品的开机首检封样，首件并填写《首检记录》，巡检员同时做好生产产品抽检工作，并填写《巡检记录》，巡检要求操作工对自检不合格的产品进行返工，并对返工产品进行记录和标示，并对返工产品进行复查，直至达到产品质量要求。

4.1.2对产品的放行执行《过程和产品的测量和监控管理程序》的有关规定，对出现的不合格品执行《不合格品的管理程序》。

4.1.3 巡检员巡检产品检验控制按《注塑件的检验指导书》要求进行判定执行。

4.1.4过程中环境的控制

4.1.4.1 注塑的成品、半成品、合格和不合格品等，应按规定的区域整齐放置，并按《标识和可追溯性管理程序》的规定进行标识，检验员并有权对过程进行控制和协调。

4.2入库前质量控制

4.2.1产品入库前巡检员应对入库的产品进行确认是否合格，合格的产品应在产品合格证上加盖检验章。并做（抽检入库记录）

4.2.2注塑车间的（产品入库员）应根据产品合格证上加盖有检验章标识的产品方可入库，无检验章标识的产品不的入库。

4.2.3 经入库前确认不合格的产品，应及时通知当事人进行返工处理，无返工能力的或其它原因造成的不能及时返工的，巡检员应作好不合格品标识。并填写（返工记录表、）

4.2.4仓库应作好产品区域划分，并相关的《仓库管理规定》要求进行管理，定量、定置摆放整洁有序，对入库的产品数量进行核实验收，产品合格证上无检验章标识的产品应拒收，作到无证无章产品不验收。

4.3过程的改进

4.3.1品质人员发现的问题应及时纠正，进行分析、找出改进的方法，并按《纠正和预防措施控制程序》实施。

4.3.2 注塑过程的改进涉及到修改工艺文件或质量管理文件时应按照《文件和资料的管理程序》的要求执行。

4.4过程的再确认

注塑生产部在注塑生产条件发生变化时（如材料、设施、人员的变化等），品质部检验人员应对上述过程进行再确认，并重新做出确认，采取措施，确保对影响过程能力的变化及时做出反应。

4.5过程监督

过程的测量和监控是监督和控制质量的重要手段和方法，操作人员的自检和巡检员的检验的目的是监督和控制生产过程中的质量和过程效果。按《过程和产品的测量和监控管理程序》实施，并填写相应的检验记录。

5相关文件

5.1《不合格品的管理程序》

5.2 《首检送检程序》

5.3 《巡检作业程序》

5.4 《不合格处理报告》

5.5 《抽检入库检验作业程序》

5.6《交接班程序》

5.7《封样程序》

6相关记录

6.1《巡检记录》

6.2《抽检记录表》

注塑机的PLC控制 篇5

关键词：PLC可编程序控制器,VB软件,通信协议,远程控制

1 前言

本文章所研究的内容是某公司注塑送料装置的技改项目。在设备进行技术改造之前, 该公司注塑机的上料是靠人工进行的, 每隔一段时间工人往储料箱中加一次料, 如果需要双色料, 还得先在混料箱中混好后再加到储料箱中。加料工作既费时又费力, 工作现场的噪声, 塑料粒的粉尘和气味, 对工人的身体健康和人身安全造成严重威胁。公司迫切希望对注塑机的送料机构进行改进, 实现送料过程全部自动化, 并达到对送料系统的远程监控。

2 总体改造方案

远程监控的方法较多, 主要有PLC远程控制、工控网络控制和组态控制。根据公司现有资源和希望实现的功能, 我们决定采用PC与PLC远程控制方法, 在人机对话界面的基础上, 实现对注塑机送料装置的运行状态显示、启停、自动上料、混料、干燥和故障报警等功能改造, 达到远程控制的目标。

2.1 硬件系统设计

计算机与控制系统中的PLC连接起来, 就构成了计算机-PLC网络系统, 计算机作为上位机与PLC作为下位机进行通信, 实现远程控制。

2.1.1 上位机设计选用

在自动控制系统中, 上位机可选用PC和工业控制计算机。由于所改造系统上位机主要完成管理、显示、设定和启停等控制功能, 对上位机性能要求不高, 而PC机价格便宜, 操作方便, 内存大, 人机界面较好, 运行速度完全可以满足系统控制要求, 还带有标准的RS-232通信口, 易于和PLC相连, 所以本项目决定采用PC。这样既能满足项目要求, 又可以节约经费, 克服使用工控机所带来的不必要的经济负担。

2.1.2 下位机设计选用

注塑机的自动送料装置系统控制对象为开关量, 它所控制的量比较少。在能保证正常工作的前提下, 基于性价比的原因, 项目决定选用小型PLC低档机实现自动控制。目前, 小型PLC低档机比较多, 主要有松下、西门子、三菱、欧姆龙、AB等品牌。综合比较后, 项目决定采用松下电工FPl系列C40。这是一款性能优秀的小型PLC低档机。它的编程口为RS422C口, 可通过RS422A/RS232C适配器与PC相连, 程序存储容量2K, 完全能满足本项目控制的要求。

2.1.3 PC上位机与PLC下位机的连接

控制系统的通信设计选用点对点结构。这一结构的控制距离是选用何种接口PLC机的主要依据。当距离在15米以内时, 可选用带有RS232口的PLC, 这样就可以采用RS232-RS232通信电缆直接与PC相连。本项目的远程控制距离大于15米, 所以选用了FPl-C40PLC和RS422A/RS232C适配器及相应通信电缆与PC相连。FPl-C40PLC通信和编程共用一个RS422接口, 所以不仅可以通过PC机的编程软件给PLC编程和修改程序, 而且可以通过自编应用程序远程控制PLC, 其通信距离可达1千米。

2.2 软件设计

2.2.1 FPl-C40PLC控制原理及程序设计

PLC使用功能及其对送料装置的控制原理:PLC加电后, 红灯 (HL1) 亮表示供电电源正常;系统启动后, 绿灯 (HL2) 亮表示系统运行正常, 黄灯 (HL3) 亮表示系统有故障。SB1为启动按钮, SB2为停止按钮, SB3手动、自动选择开关, SB4为单色料、双色料选择开关, (LS 1) 为混料箱上限位位置开关, (LS2) 为混料箱下限位位置开关, (V1) 为进料阀门, (V2) 为出料阀门, (M1) 为搅拌电动机, (T1) 为热风机, (DLl) 为蜂鸣器, 初始状态皆为OFF状态。送料装置系统开启后, 进料阀门Vl打开, 塑料粒经过烘干区进入混料箱;当塑料粒到达混料箱上限位高度后, 进料阀 (V1) 自动关闭;电动机开始搅拌混料箱, 5分钟搅拌混料后自动停止;打开出料阀门V2, 拌好的料自动运出混料箱, 进入注塑机料斗;当塑料粒出干净后, 出料阀V2自动关闭。完成这一过程后, 注塑机送料系统将不断反复循环下去。

用FPWIN-GR编程软件进行编程, 下载到PLC中, 控制送料装置系统。其设计程序和步骤为:第一步, 根据系统的功能要求绘制程序流程图;第二步, 确定输入、输出接口, 根据接口规定连接送料装置系统线路;第三步, 根据流程图编写PLC控制梯形图程序, 下载调试运行, 直到运行正常, 性能稳定;第四步, 写出操作规程和使用注意事项。

2.2.2 PC对PCL的远程控制应用程序设计

要想实现PC对PLC的远程控制就必须研究PLC的通信协议, 从而使PC发出的指令能够被PLC识别并做出正确的响应。FPI PLC采用的通讯协议是松下电工专用的“MEWTOCOL-COM”标准通讯协议, 是异步半双工通信协议。其基本帧数据格式为:

注:“%”为起始符号, 标记每一帧报文的开始;“CR”为结束符号, 标记每一帧报文的结束;“HL”为PLC的地址, 用两位十六进制数表示, 如01则代表第一台PLC;“#”标记为PC机发送命令帧格式;“$”标记为PLC正常响应帧格式;“!”标记为PLC发生错误响应帧格式;“BCC”为校验码, 为两位十六进制数;这个数据是将一帧的每一个字符的ASC码从开始到正文的最后一个字符连续进行“异或”运算的结果。PC通过MEWTOCOL-COM通信协议中的专用命令, 可对PLC进行读、写等操作。

利用VB6.0开发程序时, 首先要根据PC与FPl PLC通信协议要求, 添加串行通信控件MSCOmm, 其次用VB6.0进行监控界面的设计及应用程序的编写。应用程序包括:①远程开关机控制功能;②送料装置系统数据设定;③送料装置系统实时运行状态显示, 主要有:电源、运行和故障状态 (红绿黄灯亮、灭) 显示, 进出料阀门开关状态显示, 送料过程中料粒高低位置状态显示, 搅拌电机工作状态显示, 热风机工作状态显示等。这样PC就可以方便地对PLC的继电器、寄存器等进行状态读、写, 以达到对PLC的控制和显示功能, 进而实现对送料装置系统的远程控制。最后经过调试, 远程监控系统运行正常、性能稳定, 实现了远程监控。由于篇幅有限只列出PC开关设备程序如下:

3 结语

注塑机的PLC控制 篇6

随着科技的发展, 塑料制品广泛应用在我们的生活中, 如仪器仪表、汽车工业、医疗等领域。而注塑成型是塑料加工中主要采用的方法之一, 注塑成型设备的进一步发展必将推动其技术的进步。注塑成型机是将各种热塑性或热固性塑料经过加热熔化后, 以一定的速度和压力注射到塑料模具内, 经冷却保压后得到所需塑料制品的设备。由于注塑成型加工不仅产量多, 而且适用于多种原料, 能够成批、连续生产, 具有较高的经济效益, 应用前景广泛。现代塑料注塑成型生产线控制系统是一个集机、电、液于一体的典型系统, 由于这种设备具有可成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等特点, 自问世以来, 发展极为迅速, 目前全世界80%以上的工程塑料制品均采用注塑成型机进行加工。

目前, 常用的注塑成型控制系统有3 种, 即传统继电器型、可编程控制器型和微机控制型。近年来, 可编程控制器以其高可靠性、高性能的特点, 在注塑机控制系统中得到了广泛应用。

1 注塑成型生产线控制系统的控制要求

注塑机有手动、自动两种工作模式。手动模式时按下相应的功能按钮时, 能完成相应的操作, 此模式一般为调试模具及维修时使用;自动模式时, 只需按下启动按钮, 注塑机就能按照设定的速度和压力将相应的动作进行到底。注塑成型生产工艺一般要经过闭模、射台前进、注射、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等操作工序。这些工序由8 个电磁阀YV1~YV8 来控制完成, 其中注射和保压工序还需要一定的时间延迟。

2 注塑成型生产线PLC控制分析

从图1 可以看出, 各操作都是由行程开关控制相应电磁阀进行转换的。注塑成型生产工艺是典型的步进顺序控制, 可以采用多种方式完成控制:1) 采用置位/复位指令和定时器指令;2) 采用移位寄存器指令和定时器指令;3) 采用步进指令和定时器指令。本文中将采用步进指令和定时器指令来实现此控制。

3 注塑成型生产线控制系统的硬件设计

注塑成型生产线控制系统的硬件设计主要包括:电气系统主电路、PLC选型、I/0 口的地址分配、可靠性设计等。

3.1 PLC选型

根据控制要求及控制分析可知, 该系统需要10 个输入和8 个输出, 我们选择FX2N-32MR小型PLC作为系统的核心控制器。它具有丰富的软元件资源, 它的每条指令执行时间只要0.08 μs, 对每条应用指令执行时间为1.25 μs。内置用户存储器为8K步, 编程指令达327 条。该PLC不仅能完成逻辑控制、顺序控制、模拟量控制等功能。还能进行数据排列、平方根以及浮点数运算、PID运算等, 并且提供了多种特殊功能模块, 有多种RS-232C/RS-422/RS-485 串行通信模块或功能扩展板以支持网络通信功能。

3.2 I/O地址分配

注塑成型生产线PLC控制系统I/O分配地址见表1。

3.3 PLC控制系统的可靠性设计

PLC控制系统的可靠性设计主要包括供电系统设计、接地设计和冗余设计。

1) PLC供电系统设计。通常指的是CPU工作电源、I/O模板工作电源的设计。PLC的正常供电电源一般由电网供电, 但容易受到空间电磁干扰, 易影响PLC可靠运行。在CPU工作电源设计中, 一般可采取隔音变压器、交流稳压器、UPS电源、晶体管开关电源等措施。而I/O模板工作电源通常采用24 V直流供电电源或220 V交流供电电源。

2) 接地的设计。为了安全和抑制干扰, 系统一般要正确接地。PLC一般采用直接接地方式, 严禁与其他设备串联接地, 最好单独接地。且PLC接地电阻应小于100 Ω, 接地线至少用20 mm2的专用接地线, 以防止感应电的产生。

3) 冗余设计。冗余设计是指在系统中人为地设计某些“多余”的部分, 冗余配置代表PLC适应特殊需要的能力, 是高性能PLC的体现。其目的是在PLC已经可靠工作的基础上, 再进一步提高其可靠性, 减少出现故障的概率等。

4 PLC软件系统设计

PLC软件系统设计就是根据控制系统硬件结构和工艺要求, 使用相应的编程语言, 编制用户控制程序和形成相应文件的过程。编制PLC控制程序的方法很多, 这里我们用的是梯形图法, 它是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成PLC梯形图语言。PLC控制注塑成型生产线的梯形图如图2 所示。

5 结语

PLC在本控制系统中的应用经实践证明, 控制系统可靠性高、稳定性好、生产效率高, 大大减轻了工人的劳动强度, 提高了经济效益, 并为以后注塑成型生产线的进一步提高打下了牢固的基础。

参考文献

[1]陈延奎.浅谈PLC控制系统的设计方法[J].中国科技信息, 2009 (20) :116-118.

[2]佚名.浅谈注塑机的控制[J].现代塑料, 2005 (8) :34-35.

[3]欧祖鸿.基于Win CC和S7-200的温度测控系统[D].重庆:重庆科技学院, 2010.

[4]衡军山, 甄成刚.基于软件的双CPU冗余控制研究[J].微计算机信息, 2005 (19) :59-61.

注塑机的PLC控制 篇7

关键词：PLC,注塑机,梯形图

0引言

注塑机是注塑成型的主设备,注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步,为注塑制品的开发和应用创造条件[1]。老式中小型注塑机的电气控制系统大多采用继电器控制,线路复杂,故障率高,维修麻烦。而可编程序控制器是专为工业环境下应用而设计的工业计算机,由于它具有可靠性高、编程方便、抗干扰能力强、维修方便等特点,广泛用于各种类型的机械或生产过程的控制[2]。

1注塑机的工作原理

注塑机是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。注塑机生产一个产品的工作循环包括:1) 快速合模;2) 慢速合模;3) 模板锁合;4) 射台前移到位;5) 注塑;6) 冷却和保压;7) 预塑;8) 射台后退;9) 开模;10) 顶出制品。工艺流程如图1。

注塑机在操作过程中需要实现手动控制、半自动控制和全自动控制。手动控制是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者拨动操作开关,控制相应的电磁铁得电而实现液压系统的控制。手动操作一般在试机调模时才选用。注塑机运行通常工作在半自动或全自动状态。半自动操作时,机器可以自动完成一个工作周期的动作,但每一个生产周期完毕后,操作者必须拉开安全门,取下工件,再关上安全门,机器方可以继续下一个周期的生产。如果顶出装置能将工件可靠地从模具中顶出,注塑机可以工作于全自动状态。全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后,可自动进入下一个工作周期,因而生产效率更高。

2 PLC控制系统开发

2.1输入输出点数的确定

M230注塑机生产工艺要求有多种操作方式转换,并以行程控制和时间控制来实现动作的转换等特点,其控制是典型的顺序控制,适合选择采用可编程序控制器实现注塑机的各个工步的控制。在选择可编程序控制器时,需要知道系统开关信号的输入点数和输出点数。本控制系统的输入设备有启动按钮SB1、停止按钮SB2,限位开关SQ1～SQ12,半自动需要检测安全门限位开关SA4。工作方式的选择对应万能转换开关SA1～SA3输入,加上控制面板上的12个控制按钮,需要输入点数30个。输出需要控制21个电磁阀,实现快速合模、慢速合模、锁模等注塑机的15个状态控制,需输出点数21个。

2.2 PLC的选型

本系统选用三菱公司的FX-2系列的FX2-64MR。该型号的PLC具有丰富的指令系统,快速的输入响应功能以及完善的脉冲输出功能,为64点I/O型,其中输入点数为32点,输出点数为32点,满足系统要求[3]。

2.3 PLC输入输出接线图的设计

本系统设计有启动按钮SB1、停止按钮SB2,限位开关SQ1～SQ12,半自动需要控制安全门开关SA4,工作方式选择的万能转换开关SA1～SA3,以及控制面板上的12个控制按钮。输出需要21个电磁阀来控制15个状态。输入信号分别接到FX2的X接线端,控制输出分别接到输出接线端,系统输入输出接线如图2。

2.4梯形图设计

注塑机的控制是典型的顺序控制,它的工作循环是从慢速合模工步开始,一步一步有条不紊进行,每一个工步执行都使相应电磁阀动作,用行程开关或定时器定时来判断每一步是否完成,并决定是否启动下一个工步,采用步进梯形指令可以方便地完成相应的控制过程。本系统的设计有手动、半自动和全自动多种工作方式,因而采用条件控制指令来实现工作方式的选择。半自动与全自动的控制程序基本相同。手动、全自动、半自动选择梯形图如图3。

手动控制是将控制面板上的闭模、锁模(芯移入)、射台前进、注射、保压、预塑、抽胶、射台退回、芯移出、开模、顶出的12个控制按钮接入PLC,将万能转换开关打到手动档,X15接通,中间继电器M300得电,启动后进入手动控制子程序,程序梯形图如图4。

半自动和全自动控制程序采用步进梯形指令,易于实现,如图3所示。其梯形图可以结合图3和图4编写完成。

3结束语

本设计针对M230型注塑机,根据其工艺流程,使用三菱公司的FX2可编程序控制器作为注塑机的核心控制部件,实现了注塑机系统的全自动控制、半自动控制和手动控制过程,实际系统运行表明,设计的系统操作简便,运行可靠。

参考文献

[1]金波,宁德胜,许明.注塑机控制系统的现状及发展趋势[J].液压气动与密封,2006,26(1):7-10.

[2]向鹏,李绣峰.基于可编程控制器的注塑机液压控制系统[J].液压与气动,2006,30(4):37-39.

注塑机的PLC控制 篇8

众所周知, 我国是一个塑料制品消费大国。在过去的数十年里, 液压式注塑机曾扮演了非常重要的角色。但是, 在如今能源日渐匮乏、生态环境越发恶化的年代, 液压式注塑机能源消耗高的问题受到人们越来越多的关注与重视, 绿色、节能、环保的伺服电动注塑机的开发己经成为一个十分紧迫和重要的议题。

1 广数精密全电动注塑机概述

广数精密全电动注塑机 (如图1) 是公司经过长时间机械设计及产品制造方面的技术沉积, 依托公司强大的技术团队及先进、齐全的科研设备开发出来的全新一代精密注塑机, 其设备性能指标能达到国内领先、并接近国外同类型设备的技术水平。该设备所需要的GSK控制系统以及重要部件--伺服电机, 都是由公司相关技术研发人员自主研制的, 改变了以往核心技术受制于他人的状况, 从而突出了设备成本方面的竞争优势, 具备其他公司没有的先决条件。

广数精密全电动注塑机具备精度高、能源省、噪音低、生产周期短、速度控制范围广、响应性好、成本节约等多重优点, 主要应用在医疗、光学、电子等行业, 满足其高精度塑料制品对注塑机的要求, 符合国际注塑机的发展趋向。

来源:广州数控 (GSK) 公司网页

2 与传统液压注塑机的比较优势

跟传统的液压注塑机相比较, 广数精密全电动注塑机的最大优势在于采用了伺服电机进行电气控制。

由于创新地采用了伺服电机, 广数精密全电动注塑机每一个注塑成型环节都可以长时间进行高精度控制, 不但比传统的液压驱动节省五至七成的耗电量, 而且还节省了液压油以及冷却水的成本。

在注射速度方面, 传统的液压式注塑机利用蓄能器技术能够达到较快的注射速度, 但是由于受到液压阀及蓄能器动作特性的限制, 不能达到较低的注射速度。而伺服电机的速度控制特性比较好, 从极低到极高的速度都可以加以控制, 具有较广泛的速度适应范围。

来源:全电动注塑机控制系统.百度文库

图2所示的是传统液压式注塑机液压伺服系统与广数精密全电动注塑机电气伺服系统的对比图。从图中可看出, 广数精密全电动注塑机电气伺服系统里的伺服电动机相当于传统液压传动装置里的动力源油泵, 而且还直接起着液压伺服阀以及执行元件 (即油缸) 的作用, 因此其注射速度相应较快, 精度也较高。

3 广数精密全电动注塑机的电气控制

3.1 工作原理

广数精密全电动注塑机采用的是公司自主研究开发的GSK6000控制系统, 该系统集注塑行业先进生产工艺控制方法之大成, 实现高效、节能以及环保的三大注塑理念。

广数精密全电动注塑机的工作原理是充分利用塑料热塑性, 通过伺服电机控制塑料的加热融化及其流入模腔的速度, 再经过保压及冷却阶段即可成型为形状各异的塑料制品。在加工产品的时候, 首先计量加料, 经过加热使原料熔融塑化, 然后施加高压注射到合好的模具里面, 再经过一段时间的保压和冷却后开模, 最后顶出制品即可完成整个产品注塑成型的过程。

来源:全电动注塑机控制系统.百度文库1-模具开合伺服电机;2-溶胶伺服电机;3-射胶伺服电机;4-调模变频伺服电机;5-顶出伺服电机;6-螺旋加热器;7-射台移动伺服电机

3.2 伺服单元的特性要求

广数精密全电动注塑机的注射性能在非常大的程度上依赖于伺服控制系统精密、稳定的特性, 要求伺服系统具备如下四方面特性。

3.2.1 精度高。

为保证制品可以满足精密注射成型的要求, 伺服控制系统必须具备高质量以及高稳定性, 务求令射胶等动作具备非常高的精度。所以, 不但要求伺服单元在位置控制方面定位精度高, 而且要求在速度控制方面提供高精度调速。

3.2.2 响应快。

为使结构复杂的制品注塑成型, 常需进行多级注射。要确保执行机构根据预设要求严格切换成形参数, 不但要求伺服控制系统定位精度高, 同时也要求其具备快速响应的良好特性, 能够很快地响应跟踪指令信号。

3.2.3 调速范围广。

无论是注射过程还是锁模过程, 执行机构都被要求在比较广的速度范围内运作。例如在驱动模板进行合模的过程中, 为保护模具的安全, 锁模机构需要从移模阶段的高速度切换到即将闭紧模具时的低速度, 由此要求驱动锁模机构运行的伺服单元能够提供一个较广的调速范围, 以实现最高转速与最低转速的转换。

3.2.4 低速转矩大。

注塑机低速运转时要求进给伺服系统具备较大的转矩输出。

为满足以上特性要求, 广数精密全电动注塑机对伺服系统的执行元件———伺服电机也提出了相应的几点要求: (1) 要求伺服电机在全部转速范围之内都可以平滑地运转, 转矩的波动要小, 特别是低速运转的时候仍然要保持平稳的速度且无爬行的现象; (2) 要求伺服电机具备相应的过载能力, 以满足系统低速以及大转矩两方面的特性要求; (3) 要求伺服电机要有较小的转动惯量、较大的堵转转矩、尽量小的机电时间常数以及尽可能小的启动电压, 以满足系统快速响应的特性要求; (4) 要求伺服电机可以承受得起频繁的启动、制动以及反转。

3.3 动作控制

为了获得高质量的注塑产品, 广数精密全电动注塑机在注塑的过程中, 使用伺服电机来实现对每个运动机构动作的顺序及过程控制, 以确保注塑机能够依照工序要求完成制品生产流程。

广数精密全电动注塑机的注射装置是实现塑化计量、注射以及保压补缩三项功能的关键部件, 其结构设计和控制方式决定着制品的质量, 能满足两个基本要求:一是在限定的时间里, 提供设定数量、组分以及温度均匀的熔料;二是按照塑料性能以及制品的结构情况, 提供适合的注射速度及注射压力, 把熔料注入模腔。

注塑的所有运动过程都是由广数精密全电动注塑机的六台伺服电机通过动作配合去驱动完成的。图3所示为其主要部件结构图。与注射螺杆同轴并且连接紧密的电机叫做射胶伺服电机, 起到通过传功装置实现注射螺杆向前注射运动的作用。跟注射螺杆平行的电机叫做溶胶伺服电机, 其作用主要是实现螺杆转动使粒状原料往前传送。用于平移整个射台的电机叫做射台移动伺服电机, 由该电机驱动完成射台的往复运动。

来源:全电动注塑机控制系统.百度文库

广数精密全电动注塑机以伺服电机作为驱动装置, 其控制系统的硬件框架如图4所示, 主要组成有人机界面、运动控制器、逻辑控制器、伺服驱动、温度控制单元以及传感器六大部分。工艺程序控制基于传感器的位置、温度、压力及速度等信息来进行, 为达到高精密的注塑工艺建立了多个闭环环节。对于射出螺杆移动速度的控制, 是将安装在伺服电机后的编码器信号作为输入的信号, 相比于在控制器内设定速度指令来说实现了半闭环控制。对于射出压力的控制, 是通过测定螺杆后的压力传感器信息来形成射出压力的全闭环控制。而对于超低速位置的控制, 则是以光栅尺去实现闭环的控制。

广数精密全电动注塑机动作控制系统的关键在于温度、压力等传感器信号的高速处理。工艺程序控制装置以及伺服电机驱动系统之间采用的是数字接口, 两者间只互相传递数字信号, 抗干扰能力特别强、因此能够实现高精度、微细量的稳定控制。

4 结束语

伴随着新型合成材料的大量涌现, 高精度注塑制品的使用范围的不断扩大, 以及人们环保意识的日渐加强, 用户对注塑机的要求越来越提高。广数精密全电动注塑机在各种新型注塑机当中较具代表性, 并随着计算机技术的进一步发展, 将来会朝着更加简便化、更加智能化的方向发展, 同时会对其自主研发的GSK控制系统及伺服电机提出更高的要求。

参考文献

[1]广州数控.广州数控全电动注塑机国内领先[J].塑料制造, 2012.

[2]全电动注塑机工作原理[EB/OL].百度文库.http://wenku.baidu.com/view/a03f607a168884868762d62f.html.

[3]全电动注塑机控制系统[EB/OL].百度文库.http://wenku.baidu.com/view/61986be3b8f67c1cfad6b87a.html.

注塑机的PLC控制 篇9

关键词：注塑机,嵌入式,图形界面,异或动画,串口通信

0 引言

工业注塑机[1]逐渐向着特大型,精密仪器的方向发展,因而对控制系统的要求越来越高,如今基于嵌入式的专用计算机控制系统已经占据了主导地位[2],这类控制系统能够满足特定的注塑需求,实现高精度的控制功能,存储大量的模具资料。

更可靠,更直观的控制界面是控制系统发展的要求。本文的界面就是为注塑机的一种嵌入式控制系统设计的,与传统的控制界面相比,具有以下优势:多种控制功能、良好的通信功能、实时性强、图形动画界面。提高了界面的易用性、可靠性和美观性。

1 嵌入式控制系统的结构

本文设计的工作界面基于一种嵌入式控制系统[3],该控制系统采用上位机+下位机的结构[4],如图1所示。

上位机完成人机接口、控制算法、系统管理等功能,硬件上选用PC104总线结构的VDX-6354,功能强大。其外围接口包括:普通键盘和鼠标、任意尺寸的VGA或者TFT液晶显示屏和触摸屏、CF卡、以太网口、串口、USB口及音频接口等。软件上选用Windows XPe操作系统,可支持多种通用语言,如C++,可靠性高,处理速度快,人机界面友好。

下位机负责数据采集、开关量I/O、数据预处理、D/A转换等任务,根据需要选择了16位低功耗高性能的MSP430F149芯片。

上、下位机之间通过RS-485实现串行通信,传输速度快,距离远,并且能够组网,使系统具有良好的可扩展性。

2 工作界面的设计与实现

本系统上位机操作系统是Windows,因而用C++来进行界面开发就十分方便,并且界面实时性好,友好易用。因此本文运用VC++的MFC,编写基于对话框的工作界面,并且选用上位机串口进行通信。

2.1 界面结构

该界面可对注塑机运作情况进行监控,并可通过调整参数等而改变注塑机的工作,根据需求,主要可划分为监控界面和设置界面。

界面操作流程如图2所示:系统启动,自检完成后进入主画面,从该界面可进入六种操作模式,任何一个操作模式在运行前都应该通过串口向下位机申请信号量,没有取得该信号量的时候不被允许进入该项操作。

监控部分:生产状况及各主要参数之监察页面是整个界面系统的重点,承载了主要的控制工作。因为有三种控制工作方式[5],监控部分可划分为三个子界面,分别是:手动控制模式,半自动控制模式和全自动控制模式。手动模式时上位机发出一个命令,下位机控制注塑机完成一个生产动作;半自动模式时上位机发出一个命令,下位机控制注塑机完成一个生产周期;全自动模式时下位机控制注塑机自动完成上位机设定的N个生产周期。

设置部分:各动作与状态参数之设置页面。可分为系统参数设置模式,手动调模模式和系统调试模式三个子界面。

2.2 半自动控制界面的设计与实现

下面以监控工作模式的半自动控制界面为例,分析界面的具体设计与实现。

2.2.1 界面的设计

整个界面可分为标题栏、菜单栏和工作区三大部分。标题栏显示软件图标,以及当前工作页面名称。菜单栏可实现控制功能以及页面跳转。主工作区对生产状况及各主要参数进行监察。

主工作区又可分为三个部分:工作环境监控,工艺流程监控,工作情况监控与警报,如图3所示。

工作环境监控:如时间显示、环境温度显示等等。

工艺流程监控:将一个塑模的整个工艺周期分为9个工作段,并且以动画形式表现在界面上,更直观方便的实现了对注塑机工作的实时监控。

工作情况监控与警报:显示警报监控下的压力值、温度比、运行动作、螺杆转速、动作完成情况等等。

2.2.2 半自动控制模式的实现

该模式实现的控制功能为:上位机界面向下位机系统发出一个命令,下位机控制注塑机完成一个工作周期。

算法实现如下:设定一个BULL型控制变量m_w,默认为FALSE,如果菜单项命令“开始/下一模”被点击,该变量变为TRUE,并且向下位机发送开始信号,下位机收到信号后按顺序调用完成一个塑模的9个工作段的全部代码,控制机器完成一周期工作,并且向上位机发送停止信号,上位机收到信号后将m_w变为FALSE,界面同时停止监控。部分代码示例如下:

1)菜单项命令“开始/下一模”被点击时,m_w的状态设定:

2)完成一模后,收到下位机停止信号,m_w=FALSE,系统停止,并且各变量清零:

m_w=FALSE;m_3_8=_T("未运行");m_3_43=_T("停止监控");//监控停止

l=0;k=0;n=0;r=0;s=0;v=0;z=0;a=0;……//界面各变量清零

2.3“异或擦除”动画的实现

为了在实现多种控制功能的基础上,满足人机的友好交互,这里将高实时性且易实现的C++“异或擦除”动画技术运用于界面的开发,将注塑机的实时工作情况以动画形式表现在界面上,更直观方便的实现了监控,如图3所示。

该动画原理是:在图像所在原位置反色画出图像,二者相消,相当于擦除原图像;并在新位置绘出新图像。如果反复不断地擦除和重新绘画,图像看起来就会像是在屏幕上穿越移动。它占用内存资源少且执行速度快,而诸如利用动态开辟图视口方法、利用显示页和编辑页交替变化、利用画面存储再重放的方法等程序比较复杂,且要对图像不断进行存取操作,这需要耗费大量内存资源,降低系统实时性,而异或擦除法动画则可以很好解决上述问题。

该动画的实现过程如下:根据工艺流程独立编写各个工作段显示代码,下位机运行到哪个工作段,上位机获得相应信号,调用相应图像显示代码,以显示当前工作画面。

部分代码示例(如开模工作段)如下:

3 串口通信的实现

本界面提供了与下位机通信的接口,从而形成了一个功能比较完整的系统。通信串口选用RS-485[6],异步,半双工传输,默认通讯协议方式采用ASCII方式。它数据最高传输速率高,抗共模噪声干扰性好,传输距离远,并且能够组网,使系统具有良好的可扩展性。

安装驱动后,将RS485串口模拟为上位机的COM口,就可以利用VC的通信控件MSComm编程串口通信,进行串口初始化,捕捉并处理各种通信事件,完成接收数据、发送数据等通信管理。该控件采用事件驱动的接收方式。

向下位机发送数据的部分实现代码如下:

4 结束语

本文构建了基于嵌入式控制系统的注塑机图形工作界面,在完成多种控制功能和通信任务的基础上,将“异或擦除”动画技术运用于嵌入式工作界面开发,实现了图形化的工作监控。测试证明,该界面能够准确稳定地完成实时监控、通信、显示功能,达到了预期的良好效果。

本文创新点:充分利用硬件资源,实现了多种上位机控制模式算法,并且把“异或擦除”动画技术应用于工业控制(此方法也同样适应用于其他微控制器的人机工作界面),选用RS485通信增强了系统的可扩展性。

参考文献

[1]钟汉如.注塑机控制系统[M].北京:化学工业出版社,2004.

[2]吴建华.嵌入式网络注塑机人机界面设计[D].浙江大学,2005.

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[5]方庆华,康存锋,马春敏.基于软PLC的全电子注塑机控制系统设计[J].工程塑料应用,2006,34(4):58-60.