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PLC技术在注塑机中的应用

时间:2014/5/15 14:31:25

    注塑机是塑料加工行业的主要设备,集机、电、液技术于一体,能在对各种塑料进行加热、融熔、搅拌、增压后,将塑料流体注入模具内,完成工件的一次注塑成型。整个注塑成型过程通过各种电器元件及电器仪表、电器设备来控制。传统的注塑机控制系统通常采用继电器接触器系统加温控仪表实现,但是由于继电器系统设备体积大,可靠性低,维护不方便,导致该系统控制精度、控制灵活性差、操作不直观、故障不易分析。
    为此,在控制系统中,可采用抗干扰能力强,工作可靠性高、使用维护方便的PLC 作为它的主控元件,实现自动和半自动注塑。
    1 注塑过程分析塑料的注塑成型是将粒状或粉状塑料从注塑机的料斗送入机筒内加热熔融塑化后,在注塑机的柱塞或移动螺杆的快速而又连续的压力下被压缩并向前移动,通过机筒前端的喷嘴,以很高的压力和很快的速度注入温度较低的闭合模具内,充满模腔的熔体在受压的情况下,经冷却或加热固化后,开模得到与模具型腔相应的制品。完整的注塑过程包括闭模、合闸、稳压、整进、注射、保压、预塑、解压、开闸、起模等工序。

    2 系统总体设计方案注塑机系统主要由注射系统、合模系统、液压控制和电气控制系统等部分组成,由电气系统输出程序控制信号驱动液压系统工作,液压系统产生相应的动力推动机械装置运动,机械装置运动又反馈给液压、电气系统,共同完成注塑机的自动工作过程。其中电气系统是注塑机生产注塑制品的重要因素,也是提升注塑机控制系统整体性能的关键所在。利用PLC 技术对传统的电气系统进行改造,可以实现注塑机的自动化控制与调节,注射成型过程的工艺参数控制也能够得到基本保证。由于PLC控制方式可使注塑机实现闭环控制,即按照在线测量值与设定值的偏差通过负反馈回路进行控制,因此当注射速度、注射压力、模腔温度、模腔压力、熔体温度和油压等参数在生产过程中因干扰出现偏差时,机器可通过自适应控制系统针对干扰自动进行修正。

      注塑制品的质量取决于注塑机注塑过程工艺参数的控制,包括模拟量形式的输入变量,如料筒各段温度、聚合物熔体温度、螺杆温度、模具温度、注射系统压力、螺杆转速等;数字量形式的输入变量,如螺杆后退停止位置、注射座前后位置、模板向前和向后运动以及超行程等。利用PLC技术改造后的注塑机系统克服了传统开环控制方式的缺点,实现闭环控制,使PLC控制方式较传统方式的抗干扰能力及控制精度有了很大程度的提高。既可以进行开关量逻辑控制,也可以兼有模拟量(如温度、压力、流量、转速等)的闭环控制。借助键盘和液晶或数码使用梯形图来实现该控制过程。梯形图的编程方法有3种:基本指令设计;步进指令设计;移位指令设计。显示,可设定或修改工艺过程参数,并设有预警系统和故障显示指示灯以监测生产过程,从而大大提高了整机性能。本次PLC 控制系统改造所需费用少,工期短,系统可靠性、安全性得到显著提高,有一定的推广应用价值。

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