PLC在塑料包裝容器注射成型機中的應(yīng)用

本文分析了目前塑料包裝容器注射成型機傳動裝置中存在的問題，指出了用PLC控制的方案，并給出了硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)的方法。
關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng)；感應(yīng)電動機；實時控制

1 前言

隨著包裝機械化與自動化水平的不斷提高包裝執(zhí)行機構(gòu)的動作日趨復(fù)雜多變。傳動機構(gòu)是用于將動力和運動自原動機傳送給工作機的機構(gòu)。同時在傳送過程中擔(dān)負(fù)著運動速度的調(diào)節(jié)作運動形式的變換(旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)閿[功或移動，連續(xù)運動變?yōu)橹芷诿}動運動等) 。其所用傳動裝置有機械傳動、液壓傳動、氣動傳動以及電氣傳動等。

傳動裝置是用來將動力機輸出的動力和運動傳遞， 分配給有關(guān)執(zhí)行機構(gòu)的裝置， 包括各種傳動、蓄能等元件。

本文主要介紹了基于可編程控制器( PLC) 在塑料包裝容器注射成型機螺桿傳動中的應(yīng)用。

2 塑料包裝容器注射成型機的螺桿傳動裝置的工作原理

其傳動裝置示意圖如圖1 所示。其傳動裝置有兩種動力源，即感應(yīng)電動機1 和油缸6。當(dāng)預(yù)塑時， 根據(jù)原料的塑化條件借齒輪變速箱2 的有級變速確定所需的轉(zhuǎn)速， 并使螺桿5 產(chǎn)生單向回轉(zhuǎn)和勻速后退(后退速度取決于活塞的背壓) 的復(fù)合運動；而當(dāng)注射時，使其產(chǎn)生由慢—快—慢的變速直線移動。這種傳動裝置雖能勉強滿足成型加工工藝的要求， 拆除和清理螺桿也比較方便。但是，其自動化程度不高，且齒輪變速箱2 的有級變速確定的轉(zhuǎn)速也不恒定。因螺桿5 勻速后退的速度僅取決于活塞的背壓， 其速度利用此螺桿傳動裝置不能很好地控制。因此， 這種塑料包裝容器注射成型機螺桿傳動裝置具有自動化程度不高，且螺桿的速度不能得到精確地控制的缺點， 迫切需要改進。因此， 在塑料包裝容器注射成型機的螺桿傳動裝置中，需要采用先進的設(shè)備和計算機自動化控制技術(shù)，來完成其工藝過程的控制。本文主要介紹了基于程序控制器(PLC) 的控制系統(tǒng)的設(shè)計和編程。

3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計

隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使得以微處理機為核心組成的可編程序控制器得到了迅速發(fā)展，可編程序控制器(Programmable Controller ，簡稱PC 或PL) 是將邏輯運算、時序、計數(shù)以及算術(shù)運算等控制程序用一串指令形式存放到存儲器中，然后根據(jù)存儲的控制內(nèi)容，經(jīng)過模擬、數(shù)字等輸入輸出部件，對生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過程進行控制的設(shè)置。PLC現(xiàn)已廣泛用于各種領(lǐng)域中，以滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)中的高效的、大量的自動化要求。如電動機的起停、電磁閥的開閉、產(chǎn)品的計數(shù)、溫度、壓力、流量的設(shè)定與速度的控制等。

本文設(shè)計的PLC在塑料包裝容器注射成型機螺桿傳動裝置中的應(yīng)用，其控制系統(tǒng)硬件主要由可編程程序控制器(PLC) 、繼電器、電源組成。可編程控制器(PLC) 采用OMRON公司的CPM1A —20CDR—A 型，基本單元I/ O 點數(shù)為12/ 8。直流電源為輸入通道提供電源。PLC的輸出繼電器控制外接電器完成電動機的正反轉(zhuǎn)切換。I/ O 點地址分配如圖2所示：

4 軟件設(shè)計

塑料包裝容器注射成型機的螺桿傳動裝置控制系統(tǒng)是一個功能多、控制方式復(fù)雜、實時性要求高的控制系統(tǒng)。要對外界參數(shù)進行實時的測量，并在一定時限內(nèi)完成對這些參數(shù)的處理， 同時對相應(yīng)的轉(zhuǎn)速、位移、扭矩、壓油門進行實時控制。整個過程是一個實時過程，要求系統(tǒng)能同時完成多個任務(wù)。根據(jù)技術(shù)要求，同時考慮到使用方便度和可維護性，編制如下程度框圖，見圖3。

5 結(jié)束語

由于采用PLC 進行控制，有效地避免了螺桿產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)運動過快或過慢，以及所要求的變速直線運動不能滿足工藝要求的缺點。利用PLC 控制塑料包裝容器注射成型機螺桿傳動裝置，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能齊全、操作方便、可靠性高、速度控制性好的特點，能完全滿足成型加工工藝的要求。此系統(tǒng)具有推廣的實用價值。