應(yīng)用PLC技術(shù)改造注塑機(jī)的控制系統(tǒng)探討

童登浩

摘要：我國塑料行業(yè)發(fā)展歷史悠久，行業(yè)規(guī)模成熟，但是技術(shù)含量有待提高。近年來，注塑機(jī)的改造升級成為塑料行業(yè)革命的重點(diǎn)內(nèi)容，而PLC技術(shù)可以很好地改造注塑機(jī)的控制系統(tǒng)，幫助優(yōu)化注塑機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。本文介紹了PLC技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢，指出PLC應(yīng)用的現(xiàn)實意義，并且提出PLC改造注塑機(jī)控制系統(tǒng)的具體方法，希望為實際操作提供參考價值。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);注塑機(jī);控制系統(tǒng);改造方法

引言：

注塑機(jī)是塑料行業(yè)大規(guī)模使用的生產(chǎn)設(shè)備，由于塑料具有極高的可塑性和良好的延展性，塑料制品的要求也十分多樣。因此，行業(yè)內(nèi)越來越高的要求對注塑機(jī)的設(shè)備精度、工作效率提出更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。注塑機(jī)在塑料顆粒溶解、注塑成型的過程中起到關(guān)鍵性作用，其控制系統(tǒng)又是注塑機(jī)的核心部分?？萍己扛叩腜LC技術(shù)可以有效改造注塑機(jī)的控制系統(tǒng)，在改變生產(chǎn)要求時，只需更改PLC控制程序，重新設(shè)定即可，極大地提高了注塑機(jī)的生產(chǎn)效率。

1.PLC技術(shù)的特點(diǎn)以及優(yōu)勢

PLC技術(shù)全稱為可編程控制器技術(shù)，可以應(yīng)用于注塑機(jī)的電路的控制系統(tǒng)的改造。PLC具有編程控制功能，可以代替注塑機(jī)中原有的控制器，并且簡化電子線路。PLC技術(shù)是一種先進(jìn)的技術(shù)，擁有很好的適應(yīng)性，可以很好地匹配于塑料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線。其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下兩個方面：

第一，PLC技術(shù)可以有效排除系統(tǒng)運(yùn)行過程中的風(fēng)險，預(yù)先設(shè)定的程序可以有效控制注塑機(jī)的注塑、轉(zhuǎn)塑、暫停以及再次啟動，注塑機(jī)的資源投入也將減少，可以有效防止塑料顆粒的浪費(fèi)，達(dá)到資源集約化。在注塑機(jī)的PLC控制系統(tǒng)下，外來干擾因素較少，工序?qū)雍凸に囍圃鞂⒏恿鲿?，提高設(shè)備工作的安全性。PLC技術(shù)通過技術(shù)編程在設(shè)備內(nèi)部形成中央控制系統(tǒng)，對電路和內(nèi)部控制進(jìn)行歸類并控制，通過主動分類而成的不同控制子系統(tǒng)，實現(xiàn)功能細(xì)化，達(dá)到高效分工的目的，從而提高注塑機(jī)的控制系統(tǒng)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)效率。且在出現(xiàn)故障需要維修時，控制系統(tǒng)的模塊化、分工化有利于快速檢修，企業(yè)維修成本也較低，多數(shù)情況下，只需置換其中一個組件即可。

第二，PLC技術(shù)擁有簡單高效、合理的編程方案，在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中具有重要地位。傳統(tǒng)注塑機(jī)控制系統(tǒng)的編程繁瑣，自動化程度不高，需要更多人工參與，不利于解放人力，在機(jī)器故障時維修成本高昂，且維修過程漫長，造成企業(yè)的時間成本大量流失。自PLC技術(shù)問世以來，在制造業(yè)和機(jī)械行業(yè)中有優(yōu)異表現(xiàn)，它可以和多種設(shè)備結(jié)合，安裝使用較為方便，在市場上廣受歡迎。因此，應(yīng)用PLC技術(shù)改造注塑機(jī)的控制系統(tǒng)是重要的，也是必要的。在如今塑料行業(yè)和機(jī)械制造行業(yè)普遍缺乏掌握熟練技巧的技工情況下，降低注塑機(jī)的操作難度是應(yīng)有之意。傳統(tǒng)注塑機(jī)控制系統(tǒng)落后，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作起來比較麻煩，操作人員如果程序編制錯誤，無法立即糾正，延誤生產(chǎn)線工作是常有之事。在PLC技術(shù)的改造下，新型注塑機(jī)擁有良好的操作性，編程方案具有演算性和可控制性，對于操作人員的技術(shù)水平?jīng)]有過多要求。

2.應(yīng)用PLC技術(shù)改造注塑機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)實意義

傳統(tǒng)注塑機(jī)使用繼電器來控制機(jī)器的啟動和程序執(zhí)行，設(shè)備價格低廉，因此在上世紀(jì)我國塑料行業(yè)剛起步時，塑料制造企業(yè)普遍運(yùn)用傳統(tǒng)注塑機(jī)，機(jī)械制造行業(yè)科技水平含量較低，也只能制造傳統(tǒng)注塑機(jī)。但是在當(dāng)今我國現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)如火如荼的階段，利用科學(xué)技術(shù)提高生產(chǎn)力成為了最迫切的要求，隨著塑料制造行業(yè)訂單數(shù)量的增多和塑料制作工藝的復(fù)雜化，傳統(tǒng)注塑機(jī)已經(jīng)不能滿足塑料制造企業(yè)的生產(chǎn)要求。機(jī)械制造企業(yè)也因為沒有掌握足夠的技術(shù)而陷于市場份額減少的境遇，可見使用繼電器的傳統(tǒng)注塑機(jī)正在逐步被市場淘汰。PLC技術(shù)很好地滿足了以上要求，經(jīng)過PLC技術(shù)改造的新型注塑機(jī)在市場上擁有很強(qiáng)的競爭力，雖然價格比傳統(tǒng)注塑機(jī)昂貴，但是后續(xù)使用成本低廉，而且滿足了注塑企業(yè)的不同生產(chǎn)線，在產(chǎn)品轉(zhuǎn)產(chǎn)時具有快速適應(yīng)性。生產(chǎn)投入后，也可以通過調(diào)節(jié)程序后續(xù)作出調(diào)整，有效提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)生產(chǎn)工序的優(yōu)化，初級員工也可以很快上手，節(jié)約了培訓(xùn)成本。總而言之，PLC技術(shù)應(yīng)用于注塑機(jī)的控制系統(tǒng)對于促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)和塑料行業(yè)的發(fā)展有里程碑式的意義。

3.應(yīng)用PLC技術(shù)改造注塑機(jī)的控制系統(tǒng)的具體方法

3.1總體設(shè)計

雖然PLC技術(shù)主要是改造注塑機(jī)的控制系統(tǒng)，但是在改造過程中，技術(shù)人員需要考慮電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)等部分的狀況，任何一部分必須考慮周到，以此達(dá)到新型注塑機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)，滿足正常使用。經(jīng)過改造，PLC作為中央處理系統(tǒng)控制電氣系統(tǒng)操作電磁閥，進(jìn)而連接液壓系統(tǒng)進(jìn)行液壓回路，通過機(jī)械運(yùn)動打開物理開關(guān)。由此，機(jī)械系統(tǒng)反饋信號給電氣系統(tǒng)，在注塑機(jī)內(nèi)部形成閉環(huán)，完成自動化操作。

3.2全自動控制

注塑機(jī)的生產(chǎn)流程需要順序進(jìn)行，中間不能跳躍，必須完成當(dāng)前工序后才能進(jìn)入下一道。一般來說，注塑機(jī)工作流程包括以下：閉模、合閘、穩(wěn)壓、注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、起模等多個工序。傳統(tǒng)注塑機(jī)的工序連接比較復(fù)雜，有些依靠物理開關(guān)判斷工序的執(zhí)行情況，有些需要計算模腔內(nèi)壓力指數(shù)或者生產(chǎn)時間來計算是否完成加工，而且只有完成當(dāng)前工序后，才能進(jìn)入下一道程序，如果該道程序出現(xiàn)問題，后續(xù)工作都無法展開，十分耽誤生產(chǎn)任務(wù)。在全自動控制模式下，系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)要求生成的編程自動得出工藝流程圖，下達(dá)控制指令，在閉環(huán)控制模式中，可以設(shè)置跳過步驟、循環(huán)生產(chǎn)等，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了人工投入，減少了資源浪費(fèi)。

3.3半自動控制

半自動控制下的工藝生產(chǎn)流程基本與全自動控制模式下相同，在模具出產(chǎn)后，需要人工跳轉(zhuǎn)到不同程序，在進(jìn)行下一步的加工。功能圖和指令下達(dá)方式都是與全自動模式下一樣的。半自動控制具有啟動、過壓保護(hù)、緊急停止等功能，在注塑機(jī)的試用、運(yùn)行、維修過程中都有廣泛應(yīng)用。相比于全自動控制，人工參與因素更多。

3.4人工控制

PLC技術(shù)允許人工控制，因此新型注塑機(jī)的功能更加多樣，在不需要全自動控制或者半自動控制時，可以調(diào)整至人工控制模式，以應(yīng)對一些生產(chǎn)任務(wù)輕松簡單的情況，在重大問題檢修過程中，半自動控制無法應(yīng)對時，需要完全手動進(jìn)行。

3.5過壓保護(hù)

使用PLC技術(shù)改造控制系統(tǒng)后，設(shè)備的安全性也大大提升。壓力繼電器可以有效測試液體壓力。當(dāng)模腔中的液體壓力達(dá)到設(shè)定數(shù)值時，繼電器開始工作。當(dāng)生產(chǎn)線進(jìn)入到穩(wěn)壓流程時，壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，激發(fā)壓力繼電器，從而促使注塑機(jī)執(zhí)行下一個工序。相反，如果繼電器激活失敗，液體壓力將繼續(xù)增大，影響注塑機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，損害生產(chǎn)效果。

3.6過載、欠壓、短路等意外狀況保護(hù)

當(dāng)注塑機(jī)出現(xiàn)過載、低壓、欠壓甚至電線短路等緊急情況，需要低壓斷路器干預(yù)。后者又稱自動空氣開關(guān)，既可以手動操作也可以自動操作，并且替代了熔斷器、過流繼電器等多種裝置的功能，兼具多種效果。其獨(dú)具特色的液壓傳動系統(tǒng)可以為注塑機(jī)根據(jù)不同產(chǎn)品展開生產(chǎn)提供動力，對于油泵和電機(jī)具有優(yōu)良的保護(hù)作用，保證了注塑機(jī)的動力穩(wěn)定。

4.結(jié)語

PLC技術(shù)的成熟推動了我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)有必要淘汰傳統(tǒng)注塑機(jī)，使用新型注塑機(jī)。PLC在控制系統(tǒng)中具有核心地位，經(jīng)過PLC改造的注塑機(jī)可以快速高效地投入生產(chǎn)，其自動控制的特點(diǎn)也為后續(xù)檢修帶來便利。全自動、半自動、人工操作等多種模式極大滿足了客戶的要求，過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)等手段，提高了企業(yè)生產(chǎn)安全性，促進(jìn)了行業(yè)科技水平的提升，對于促進(jìn)未來注塑機(jī)設(shè)備的智能化發(fā)展具有重要的推動意義。

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