第九章注塑机控制技术

注射机螺杆筒温度控制部分 （1）螺杆筒温度控制 检测元件：热电偶 螺杆筒一般分三段到四段加热。
典型的位式温度控制电路方框原理图：
典型的位式温度控制的原理：
该温度控制系统包括热电偶、温度 控制器、中间继电器、交流接触器 和加热圈。热电偶检测注塑机机筒 的温度，同时在温度控制器中设定 所需的温度。
当检测的温度低于设定的温度时， 继电器吸合，接触器通电，加热圈 通电加热；
PWM产生电路
PWM信号输出通道
PWM信号驱动电路
注射机电控系统组成
电动机的启动控制 （1）直接启动
适合于小容量电动机 主电路包括：接触器的主触头KM-1
热继电器的发热元件K 熔断器FU及开关QF
控制线路包括：接触器线圈KM 辅助触头KM-2 热过载继电器的常
闭触头S 启动按钮SB2 停止按钮SB1
例子：香港震雄注射机JM128MK系列机型，在一个周 期时间内，采用比例开关时间来实现开环控制喷嘴温 度。
射胶分为三级，通过比例压力阀和比例流 量阀控制射胶压力和速度，将压力和速度分为三 级，由射胶电子尺（或码盘）判断三级射胶起始 位置。当射胶完成时，保压延时开始，这是射台 前进和射胶参数保持输出。
（4）保压延时结束进入冷却和熔胶开始，在熔胶没有到 位和抽胶没有到位时使其吸合，熔胶电磁阀闭合，从 而启动熔胶马达，熔胶开始动作，直至熔胶限位开关 闭合，熔胶到位停止动作。 抽胶电磁阀开始动作，直到抽胶限位电子尺到位 停止。此时，射台向后电磁阀开始动作，由射台后退 终止（限位开关常闭点断开）而停止。
数字量输入通道
光耦隔离电路：将执行机构与I/O 板、I/O板与CPU在电气上隔离开， 防止干扰。
移位寄存器电路：将并行输入 的信号转换为串行输出。
输入过程：多路数字量输入首先经过光电隔离，然后由移 位寄存器转换成1路输入，依次在第1、2、3、…个时钟下 经光电隔离送达单片机。
（2）热电偶输入信号通道 作用：把对应螺杆各段温度的各路热偶输入信号进行调
（c）比例微分控制（PD）式
温控系统在比例控制的基础上考虑误差E对时间t 的变化率。
（d）比例、微分、积分（PID）控制
（2）喷嘴温度控制与检测 注射机喷嘴温度控制要求更加严格，特别对于注
塑黏度大或熔点较明显的结晶性塑料，如PA、PET。 过低温度会使物料在喷嘴处“冻结”； 过高温度会造成物料从喷嘴向外流延。
注射机的工艺流程
注射机的构成 三大机构：机械系统、液压系统、电控系统 工作原理：由电控系统输出程序控制信号驱动液压系统
工作，产生相应的动力推动机械装置运动。
注塑工艺流程 （1）关安全门时，前门前限行程开关和后门前限行程开
关闭合，前门后限开关和后门后限行程开关都放开， 可以开始锁模。同时开始继电器线圈对料筒进行加热， 使其达到设定的温度
（2）降压启动
适合大容量电动机。
降压启动的方法：电阻降压启动、电抗器降压启动、自 耦变压器启动、-变换启动。
注射机动作顺序控制部分
顺序控制器 顺序控制器和液压系统配套，使注塑机的执行机
构（电动机、阀门等）按一定顺序来完成工艺过程。
在各工步之间的顺序转换中，有的以执行机构位 置为条件，有的以时间为条件。 执行机构位置多采用限位开关、接近开关或位移传感 器来检测； 时间控制多由计时器完成。
理，然后送给单片机。
模拟信号放大电路
热电偶信号输入电路
A/D转换电路
（3）编码器输入通道
作用：把锁模码盘、射胶码盘和顶针码盘的信号传送 给单片机。
编码器的输出信号是数字量，可以直接经光耦输 入到单片机。
（4）开关量输出通道
作用：把各路数字信号由单片机输出到锁模油缸电磁阀、 射胶油缸电磁阀等。
开关输出通道
（2）锁模首先是低压锁模，然后是高压锁模。由电子尺 判断进入高压阶段时，启动比例压力阀和比例流量阀 对双曲肘五支铰式锁模机构进行锁模控制。直到锁模 由低压变为高压限位开关到位，高压锁模完成工作。
（3）在锁模终止时，注射台向前开始工作，直至 注射台前端限位开关被触碰。射胶前进电磁阀吸 合，注射台保持向前动作，同时射胶电磁阀吸合， 射胶开始动作。
当检测的温度高于设定的温度时， 继电器断开，接触器失电，百度文库热圈 断电，停止加热。
注射机的温度控制与调节有四种基本形式： （a）开关控制（ON/OFF)形式
采用温度仪表作为控制器，功率的输出采用电阻 加热圈热能转换元件。
（b）比例控制（P控制）式
根据检测温度与设定温度间信号偏差的大小，成 比例地对热能源输出能量进行控制。
移位寄存器：将1路输出转换成多 路数字并行输出
功率驱动电路：用于驱动电磁阀
输出过程：单片机串行输出一路数字信号，首先经光耦隔 离，然后由移位寄存器转换成并行输出信号，输出通过功 率管驱动相应电磁阀。
（5）比例阀PWM信号输出通道 作用：在单片机的控制下输出一定占空比的PWM信号传送
到压力比例阀和流量比例阀。
注射机控制系统组成框图
控制系统包括有输入输出（I/O）板；数字量输 入通道；热电偶输入信号通道；编码器输入通道；开 关量输出通道；比例阀PWM信号输出通道；报警、电 眼、油泵电动机控制启动等控制输出信号。
（1）数字量输入通道
作用：把安全门限位开关、射嘴限位开关、顶针和退 针等限位开关等数字量传送到单片机。
（5）到达设定的冷却时间，开模电磁阀吸合，开 模动作，直至开模终止限位开关到位，开模停止。
在开模终了变慢速限位开关闭合时，顶针 电磁阀开始吸合，顶针向前动作到位，发出信号 使顶针向后电磁阀动作，顶针后限位未到限位， 则按照顶针次数向前移动，直到最后完成顶出产 品。
注射机控制系统
注射机控制系统的主要控制部件包括： 采集各个开关量 顺序控制注射过程中各油缸、电磁阀的动作 控制油缸、电磁阀输出的力和速度 控制加热
第九章 注塑机控制技术
参考书籍： 《注射机控制系统》第二版 钟汉如编著，化学工业出版社
国内外注射机控制系统简介
注射机的控制技术发展过程 继电器、接触器控制——单片机或PLC控制——专用计
算机控制
简单的动作控制——包括熔体温度、注射压力、注射 速度等各种参数的综合控制
开环控制——闭环控制