PLC在塑料包裝容器注射成型機中的應用

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，并給出了硬件設計和軟件實現的方法。
關鍵詞：自動控制系統；感應電動機；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行機構的動作日趨復雜多變。傳動機構是用于將動力和運動自原動機傳送給工作機的機構。同時在傳送過程中擔負著運動速度的調節作運動形式的變換(旋轉運動變為擺功或移動，連續運動變為周期脈動運動等) 。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， 分配給有關執行機構的裝置， 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，即感應電動機1 和油缸6。當預塑時， 根據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速， 并使螺桿5 產生單向回轉和勻速后退(后退速度取決于活塞的背壓) 的復合運動；而當注射時，使其產生由慢—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，需要采用先進的設備和計算機自動化控制技術，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) 的控制系統的設計和編程。

3 系統硬件的設計

隨著大規模集成電路的發展，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、計數以及算術運算等控制程序用一串指令形式存放到存儲器中，然后根據存儲的控制內容，經過模擬、數字等輸入輸出部件，對生產設備與生產過程進行控制的設置。PLC現已廣泛用于各種領域中，以滿足現代化大生產中的高效的、大量的自動化要求。如電動機的起停、電磁閥的開閉、產品的計數、溫度、壓力、流量的設定與速度的控制等。

本文設計的PLC在塑料包裝容器注射成型機螺桿傳動裝置中的應用，其控制系統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切換。I/ O 點地址分配如圖2所示：

4 軟件設計

塑料包裝容器注射成型機的螺桿傳動裝置控制系統是一個功能多、控制方式復雜、實時性要求高的控制系統。要對外界參數進行實時的測量，并在一定時限內完成對這些參數的處理， 同時對相應的轉速、位移、扭矩、壓油門進行實時控制。整個過程是一個實時過程，要求系統能同時完成多個任務。根據技術要求，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 結束語

由于采用PLC 進行控制，有效地避免了螺桿產生的回轉運動過快或過慢，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，具有系統結構合理、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。此系統具有推廣的實用價值。