基於變壓器和PLC的注塑機組態控制系統設計

行進 13, 2023

塑膠廣泛應用於各行業. 作為塑膠生產的設備, 的處理動作 注塑機 速度經常突然變化, 使用陰影聲音準備的穩定設置, 例如註射膠, 座位等, 需要良好的變速性能, 但傳統注塑機完全依賴液壓電磁鐵的控制方式, 且硬體電路複雜. 注射壓力等參數無法有效及時匹配, 所以當系統故障時很難修復. 隨著現代生活中塑膠成品的多元化消費需求, 注塑機生產控制急需機動調整. 傳統注塑機控制系統連接複雜 (1), 既不方便又靈活, 且無法滿足多類型產品的生產需求. 變頻器可靈活調節頻率，實現速度的靈活控制. 基於傳統注塑機設備速度控制的局限性, 注塑機需要頻繁變速的部分可改為變頻 (2), 可實現工業技術的快速動態調整, 並有效節約能源, 而組態控制系統的引進可以讓控制更直覺、更靈活.

1 系統總體方案

主要功能 注塑機 是要加熱, 注射並成型原材料. (3) 注塑技術 (3) 主要有以下幾個方面: 合模, 座椅注射, 注射膠, 撤座, 開模, 等等。, 其中合模的四個階段, 座位入口, 撤座, 注膠和開模有高速和低速的差別, 此流程具體操作流程如圖 1.

控制系統採用基於MCGSE軟體的人機介面HMI.

控制器採用PLC, PLC外圍設有開關型輸入和執行器型輸出. 合模的四個動作, 塑膠注射, 進入座位和靠背, 且開模需改變速度. 電磁鐵採用變頻器製造, 其其他零件仍採用電磁操作閥門控制系統, 透過電磁閥, 中間繼電器實現了注塑機其他製程控制, 基於頻率變化而配置的PLC控制系統方案如圖所示 2.

2 系統設計

1 系統硬體設計系統採用應用率較高的三菱FR -740 變頻器, 變頻器主電路接線 [4] 如圖 3, 其中開合模為馬達控制系統, 座椅前進和座椅後退是一個電機控制系統, 對應馬達的正反轉, M1-M3分別對應開合模電機, 座椅進退電機, 射膠電機

控制系統採用三菱公司主流PLC產品

FX3U-32MR / 一種, 16 輸入 / 16 單線容量可, 為了使控制系統更加直觀, 除了正常分配PLC輸入位址的四個硬體按鈕, 在MCGSE配置軟體中也分配了虛擬組件M位址, 為了配置視覺控制. 注塑機控制系統PLC外部輸入側, 輸出側接線分佈圖如圖 4.

邦定注塑機變頻控制過程, 開模, 座位餵食, 注膠如下

電信號接變頻器正轉啟動訊號, 箝位和後退繼電器訊號連接到變頻器的反向啟動訊號, 外部繼電器訊號與變頻器正反轉訊號的對應關係如圖所示 5.

2.2 注塑機變頻設計思路

注塑機不同的製程需要不同的壓力和速度, 根據設備製程要求, 逆變器部分設計思路如下:

(1) 初次鎖模要求快速鎖模, 這個過程需要更大的壓力, 注塑機的工作原理可以看出，注射壓力與馬達轉速成正比. 由變頻器速度公式可知, 速度與頻率成正比, 所以初始箝位頻率應使用較大的頻率, 設定為 45Hz, 為了減少影響, 後期夾緊, 那是, 慢速夾緊過程需要較慢的速度和較小的壓力, 頻率25Hz.

(2) 早期席位進入流程, 速度更快, 頻率為45Hz, 間隔3秒後, 採用15Hz低頻，精準平穩到達位置.

(3) 為了解決注射過程部分轉換的反應延遲, 塑膠材料以更好的流動狀態成型, 提高塑膠品質, 注射過程中採用不同的注射速度. 注射過程初期速度較快, 頻率為 50 赫茲, 以及穩定的速度 20 Hz 應在之後使用 2 秒達到保壓壓力.

(4) 座椅靠背過程與座椅插入類似, 早期需要更快的速度, 頻率為45Hz, 3s後到達位置速度應穩定, 頻率為15Hz.

(5) 塑膠成型後, 模具需要適度的速度, 壓力稍高, 頻率為30Hz, 隨後是較慢的速度和壓力, 頻率為15Hz.

根據注塑機的重複速度控制要求, 變頻器採用多段速控制方式 [5], 和高速RH端, 中速RM端, FR-740變頻器低速RL端與PLC輸出訊號由Y14控制, Y15, Y16. 由於M1-M3三個馬達不同時運行, 可共用變頻器, 減少輸入, RH 對 Pr 的反應. 4 參數, 和 M 對 Pr 的反應. 5. 參數, R L ～ Pr.6 參數, 頻率 4 到頻率 7 對應Pr. 24-普羅. 27, 頻率數, 範圍, 和相對濕度, RM, RL設定如表所示 1, 即 Pr.4 = 25, Pr.2= 20, 等等.

2.3注塑機PLC程式設計思想

由於空間限制, 本文以自動模式為例介紹編程

注塑機PLC程式設計思想

注塑機自動模式SFC程式設計思想

過程需要快速夾緊頻率 45 赫茲, 對應頻率 6 表的數量 1, 在此工作步驟中, 需同時連接Y14和Y15, 結合圖 5, 可見，還需要提供合模正向轉換器的啟動訊號. 當注塑機系統處於自動模式時, 系統SFC程式設計思路如圖所示 6, M0 是初步步驟. M1-M13分別對應快速鎖模 – 頂出桿後退動作過程, 以便靈活調整注塑工藝, 在步驟M1中, 定時器T1時間不使用固定常數K30, 但使用D2, 透過以下配置介面可以靈活調整快速鎖模時間.

4 PC組態控制系統設計，以便於射出成型機運轉狀態的監控與手動調節

參數, 組態控制系統是在註塑機變頻器和PLC控制系統的基礎上設計的, 利用組態軟體MCGSE建立組態控制系統. 預設進入自動介面, 在自動介面可以透過切換按鈕進入手動介面, 同樣的手動介面也可以回到自動化介面, 介面, 例如射膠動作按鈕, 開關型快關模式及其他運轉指示燈資料類型, 分別分配不同的M地址, 以便靈活調整快速合模, 快速入座, 快速注射時間, D2-D4依序分配, 數值類型的資料型別, 透過螢幕建立輸入框實現現場參數調整, 而不是重新下載PLC程序, 顯著提高生產效率.

自動運行模式和手動測試模式配置介面如圖所示 7 和 8. 配置工程完成後, 下載PLC程式. 系統不僅可以有效監控服役中的生產運作狀態, 也可依產品生產的要求及時調整射膠等時間量. 透過手動測試模式, 設備可檢修、微調, 就達到了最初的設計意圖.

採用新的設計改造方案後, 變頻器可以使速度

控制更精準, 且組態軟體的應用可以根據不同的製程更靈活地適應新的生產任務. 配置監控系統，能及時、有效地對生產主要參數進行監控與控制, 讓控制變得更直覺靈活.

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