吹塑機是塑料加工行業(yè)的主要設備,集機、電、液技術(shù)于一體,能在對各種塑料進行加熱、融熔、攪拌、增壓后,將塑料流體注入模具內(nèi),完成工件的一次注塑成型。整個注塑成型過程通過各種電器元件及電器儀表、電器設備來控制。傳統(tǒng)的注塑機控制系統(tǒng)通常采用繼電器接觸器系統(tǒng)加溫控儀表實現(xiàn),但是由于繼電器系統(tǒng)設備體積大,可靠性低,維護不方便,導致該系統(tǒng)控制精度、控制靈活性差、操作不直觀、故障不易分析。
為此,在控制系統(tǒng)中,可采用抗干擾能力強,工作可靠性高、使用維護方便的PLC 作為它的主控元件,實現(xiàn)自動和半自動注塑。
1. 吹塑過程分析塑料的注塑成型是將粒狀或粉狀塑料從注塑機的料斗送入機筒內(nèi)加熱熔融塑化后,在注塑機的柱塞或移動螺桿的快速而又連續(xù)的壓力下被壓縮并向前移動,通過機筒前端的噴嘴,以很高的壓力和很快的速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi),充滿模腔的熔體在受壓的情況下,經(jīng)冷卻或加熱固化后,開模得到與模具型腔相應的制品。完整的注塑過程包括閉模、合閘、穩(wěn)壓、整進、注射、保壓、預塑、解壓、開閘、起模等工序。
2 .系統(tǒng)總體設計方案注塑機系統(tǒng)主要由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓控制和電氣控制系統(tǒng)等部分組成,由電氣系統(tǒng)輸出程序控制信號驅(qū)動液壓系統(tǒng)工作,液壓系統(tǒng)產(chǎn)生相應的動力推動機械裝置運動,機械裝置運動又反饋給液壓、電氣系統(tǒng),共同完成注塑機的自動工作過程。其中電氣系統(tǒng)是注塑機生產(chǎn)注塑制品的重要因素,也是提升注塑機控制系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵所在。利用PLC 技術(shù)對傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)進行改造,可以實現(xiàn)注塑機的自動化控制與調(diào)節(jié),注射成型過程的工藝參數(shù)控制也能夠得到基本保證。由于PLC控制方式可使注塑機實現(xiàn)閉環(huán)控制,即按照在線測量值與設定值的偏差通過負反饋回路進行控制,因此當注射速度、注射壓力、模腔溫度、模腔壓力、熔體溫度和油壓等參數(shù)在生產(chǎn)過程中因干擾出現(xiàn)偏差時,機器可通過自適應控制系統(tǒng)針對干擾自動進行修正。
注塑制品的質(zhì)量取決于注塑機注塑過程工藝參數(shù)的控制,包括模擬量形式的輸入變量,如料筒各段溫度、聚合物熔體溫度、螺桿溫度、模具溫度、注射系統(tǒng)壓力、螺桿轉(zhuǎn)速等;數(shù)字量形式的輸入變量,如螺桿后退停止位置、注射座前后位置、模板向前和向后運動以及超行程等。利用PLC技術(shù)改造后的注塑機系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)開環(huán)控制方式的缺點,實現(xiàn)閉環(huán)控制,使PLC控制方式較傳統(tǒng)方式的抗干擾能力及控制精度有了很大程度的提高。既可以進行開關(guān)量邏輯控制,也可以兼有模擬量(如溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等)的閉環(huán)控制。借助鍵盤和液晶或數(shù)碼使用梯形圖來實現(xiàn)該控制過程。梯形圖的編程方法有3種:基本指令設計;步進指令設計;移位指令設計。顯示,可設定或修改工藝過程參數(shù),并設有預警系統(tǒng)和故障顯示指示燈以監(jiān)測生產(chǎn)過程,從而大大提高了整機性能。本次PLC 控制系統(tǒng)改造所需費用少,工期短,系統(tǒng)可靠性、安全性得到顯著提高,有一定的推廣應用價值。
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