模压机plc控制系统设计
本论文研究的模压机为一种模压设备，是专为生产制造业设计的。其针对模压机的控制系统进行了改造，运用西门子S7-200系列PLC技术代替继电器，对典型模压机进行硬件配置、I/O分配和外围接线设计，编制了顺序功能图和PLC程序梯形图，可实现模压机自动恒温、自动放气、自动起模、自控时间等多项自动控制功能，具有一定的推广价值。关键词 模压机，PLC，自动，硬件目 录
1 绪论 1
1.1 本课题的简介 1
1.2 国内外发展情况和发展趋势 2
1.3 本文的主要研究任务 3
2 模压机PLC控制系统总体方案设计 3
2.1 模压机的结构图 3
2.2 控制要求 4
2.3确定模压机控制系统的总体方案 5
3 模压机控制系统的硬件设计 7
3.1 PLC程序设计的主要步骤 7
3.2 PLC的选型 8
3.3 I/O端口分配 12
3.4 I/O接线图 14
3.5 主电路设计 15
4 模压机控制系统的软件设计 16
4.1 PLC编程语言 16
4.2 控制过程的逻辑分析 18
4.3 编程方法的确定 20
4.4梯形图程序设计 21
4.5编程软件介绍 23
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录A 梯形图程序 30
1 绪论
1.1 本课题的简介
随着工厂大规模的快速崛起和工业生产规模的不断扩大，模压机也成了生产制造业必不可少的机械设备，特别是塑料制品的制作，如橡胶鞋、塑料瓶盖等等。此外，用于生产大飞机关键部件的大型模压机更是创多项世界第一，对中国航空产业的崛起有着深远的影响[1]。模压机生产的制品给人们的生活、工作和娱乐带来了极大的便利，但是，其制造成本、工作效率、使用安全性和自动化程度都将直接影响模压机的整体生产率。
本论文研究的设备为一种模压设备，是专为生产制造业设计的。但是，目前许多模压机的控制系统仍然采用了传统的继电器来完成开关量的逻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
鞋、塑料瓶盖等等。此外，用于生产大飞机关键部件的大型模压机更是创多项世界第一，对中国航空产业的崛起有着深远的影响[1]。模压机生产的制品给人们的生活、工作和娱乐带来了极大的便利，但是，其制造成本、工作效率、使用安全性和自动化程度都将直接影响模压机的整体生产率。
本论文研究的设备为一种模压设备，是专为生产制造业设计的。但是，目前许多模压机的控制系统仍然采用了传统的继电器来完成开关量的逻辑运算以达到实现系统控制的目的。随着自动化技术和电子技术的不断进步和发展，此种传统控制方法的缺点越来越明显，比如接线相当复杂，可靠性差，容易出故障，检查维修量很大，采用有触点的开关动作，工作频率低，而且继电器的寿命短，继电器动作反应慢，定时不准确，系统整体控制精度低等。
由于处理好模压机控制过程的各个动作之间的衔接和状态的复位也有一定的难度，在推进、模压、顶出和吹送各生产过程中的工艺参数将直接影响产品的品质,所以对模压机的控制系统提出了很高的要求。
综合以上两大方面，对模压机的控制系统进行改造很有研究的必要。采用可编程序控制器(PLC)对模压机的传统控制系统进行改造，将具有小投资、短的改造周期、高效率、低成本等显著的优点。
这种模压机在结构上包括上模板、下模板、油缸和电加热板。其主要特征在于：用于设定和控制整个模压机工作状态都采用了PLC控制系统，达到了自动循环的控制要求[2]。
在下模板上设有若干个模孔，模孔内设有与之滑动连接的脱模顶柱，所述的脱模顶柱固定设置在下模板下方的底板上，并在下模板中部紧固设有一个由油缸驱动的主轴，主轴贯穿底板与电加热板，并与油缸相连接。
通过油缸驱动上下模板，运用PLC程序控制顺畅地完成一个工作循环，产品成型后通过脱模顶柱将产品顶出来，然后进行脱模，大大提高了生产效率，保证了产品的质量稳定。
1.2 国内外发展现状和发展趋势
如今，高科技水平不断地提高，所有的加工设备也在不断地升级和改造，这对电气控制系统的要求也变得越来越高。随着PLC在工业控制中的迅猛发展，解决了传统的继电器控制的故障率高、接线复杂、检修不方便等问题。这对电气行业来说，PLC技术的广泛应用对其发展起到了很大的促进作用，在改进和完善电气系统的同时更加保证了电气控制的准确可靠，对电气行业今后的发展有着深远的影响。
20世纪20年代起人们所使用的模压机一般采用继电器-液压控制，由于继电器的连锁关系，接线也相对复杂，所以故障发生率比较高，维修排查困难，从而浪费了很多生产时间，直接对工厂的利益造成了很大的损失。而且工厂里很多的操作工人的文化水平不是很高，这种复杂结构的设备对于他们来说，上手时间长，存在潜藏的安全问题[3]。
到了20世纪60年代，各种小型计算机相继出现了，人们试图用此来实现工业控制的要求，但是存在一系列没法解决的问题，例如，成本太高了，编程复杂以及输入和输出电路不匹配等等，导致了小型计算机一直未能得到推广。
为了解决上述问题，应用先进的气动自动化技术代替传统的复杂结构，采用优化的PLC程序设计方案提高机械设备的整体自动化控制水平，开发出高效率、成本低、自动化程度高且符合现场实际控制要求的高自动化模压机。此项研究对于制造行业设备的技术更新以及在工业生产中取得更低的制造成本，均有着很好的意义和技术开发价值。
PLC自70年代出现以来，经过四五十年的发展，PLC技术已经很成熟了，甚至在美、日、德等工业发达的国家已发展为重要的产业之一。世界生产厂家不断涌现，总销售额也跟着不断上升，品种也不断地增多。
近几年，国外PLC在飞速发展，已经进入了PLC第四代产品，产品更新换代的时间也越来越短，由原来的几十年换代到现在的几年就可以换代。如今，很多PLC厂家每隔一两年就会推出一个新品种的PLC。新的技术不断出现，小型PLC朝着紧凑结构、增强功能、降低价格的方向发展；大型PLC朝着大容量、多功能、高速度、网络化等控制系统的方向努力[4]。
经过了40多年的发展，我国PLC产品的研制和生产经历了分立元件、小规模集成电路和大规模集成电路这三大发展阶段。目前，国内从事PLC研究的工厂、大学、研究所共有100多个。但从整体技术上分析，我国制造PLC的技术水平与发达国家相比落后5年左右。
1.3 本文的主要研究任务
1.3.1 拟订控制系统的总体方案
分析模压机的工作过程，画出其大概的流程图，选择合适的控制系统，拟订模压机控制系统的总体
1 绪论 1
1.1 本课题的简介 1
1.2 国内外发展情况和发展趋势 2
1.3 本文的主要研究任务 3
2 模压机PLC控制系统总体方案设计 3
2.1 模压机的结构图 3
2.2 控制要求 4
2.3确定模压机控制系统的总体方案 5
3 模压机控制系统的硬件设计 7
3.1 PLC程序设计的主要步骤 7
3.2 PLC的选型 8
3.3 I/O端口分配 12
3.4 I/O接线图 14
3.5 主电路设计 15
4 模压机控制系统的软件设计 16
4.1 PLC编程语言 16
4.2 控制过程的逻辑分析 18
4.3 编程方法的确定 20
4.4梯形图程序设计 21
4.5编程软件介绍 23
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录A 梯形图程序 30
1 绪论
1.1 本课题的简介
随着工厂大规模的快速崛起和工业生产规模的不断扩大，模压机也成了生产制造业必不可少的机械设备，特别是塑料制品的制作，如橡胶鞋、塑料瓶盖等等。此外，用于生产大飞机关键部件的大型模压机更是创多项世界第一，对中国航空产业的崛起有着深远的影响[1]。模压机生产的制品给人们的生活、工作和娱乐带来了极大的便利，但是，其制造成本、工作效率、使用安全性和自动化程度都将直接影响模压机的整体生产率。
本论文研究的设备为一种模压设备，是专为生产制造业设计的。但是，目前许多模压机的控制系统仍然采用了传统的继电器来完成开关量的逻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
鞋、塑料瓶盖等等。此外，用于生产大飞机关键部件的大型模压机更是创多项世界第一，对中国航空产业的崛起有着深远的影响[1]。模压机生产的制品给人们的生活、工作和娱乐带来了极大的便利，但是，其制造成本、工作效率、使用安全性和自动化程度都将直接影响模压机的整体生产率。
本论文研究的设备为一种模压设备，是专为生产制造业设计的。但是，目前许多模压机的控制系统仍然采用了传统的继电器来完成开关量的逻辑运算以达到实现系统控制的目的。随着自动化技术和电子技术的不断进步和发展，此种传统控制方法的缺点越来越明显，比如接线相当复杂，可靠性差，容易出故障，检查维修量很大，采用有触点的开关动作，工作频率低，而且继电器的寿命短，继电器动作反应慢，定时不准确，系统整体控制精度低等。
由于处理好模压机控制过程的各个动作之间的衔接和状态的复位也有一定的难度，在推进、模压、顶出和吹送各生产过程中的工艺参数将直接影响产品的品质,所以对模压机的控制系统提出了很高的要求。
综合以上两大方面，对模压机的控制系统进行改造很有研究的必要。采用可编程序控制器(PLC)对模压机的传统控制系统进行改造，将具有小投资、短的改造周期、高效率、低成本等显著的优点。
这种模压机在结构上包括上模板、下模板、油缸和电加热板。其主要特征在于：用于设定和控制整个模压机工作状态都采用了PLC控制系统，达到了自动循环的控制要求[2]。
在下模板上设有若干个模孔，模孔内设有与之滑动连接的脱模顶柱，所述的脱模顶柱固定设置在下模板下方的底板上，并在下模板中部紧固设有一个由油缸驱动的主轴，主轴贯穿底板与电加热板，并与油缸相连接。
通过油缸驱动上下模板，运用PLC程序控制顺畅地完成一个工作循环，产品成型后通过脱模顶柱将产品顶出来，然后进行脱模，大大提高了生产效率，保证了产品的质量稳定。
1.2 国内外发展现状和发展趋势
如今，高科技水平不断地提高，所有的加工设备也在不断地升级和改造，这对电气控制系统的要求也变得越来越高。随着PLC在工业控制中的迅猛发展，解决了传统的继电器控制的故障率高、接线复杂、检修不方便等问题。这对电气行业来说，PLC技术的广泛应用对其发展起到了很大的促进作用，在改进和完善电气系统的同时更加保证了电气控制的准确可靠，对电气行业今后的发展有着深远的影响。
20世纪20年代起人们所使用的模压机一般采用继电器-液压控制，由于继电器的连锁关系，接线也相对复杂，所以故障发生率比较高，维修排查困难，从而浪费了很多生产时间，直接对工厂的利益造成了很大的损失。而且工厂里很多的操作工人的文化水平不是很高，这种复杂结构的设备对于他们来说，上手时间长，存在潜藏的安全问题[3]。
到了20世纪60年代，各种小型计算机相继出现了，人们试图用此来实现工业控制的要求，但是存在一系列没法解决的问题，例如，成本太高了，编程复杂以及输入和输出电路不匹配等等，导致了小型计算机一直未能得到推广。
为了解决上述问题，应用先进的气动自动化技术代替传统的复杂结构，采用优化的PLC程序设计方案提高机械设备的整体自动化控制水平，开发出高效率、成本低、自动化程度高且符合现场实际控制要求的高自动化模压机。此项研究对于制造行业设备的技术更新以及在工业生产中取得更低的制造成本，均有着很好的意义和技术开发价值。
PLC自70年代出现以来，经过四五十年的发展，PLC技术已经很成熟了，甚至在美、日、德等工业发达的国家已发展为重要的产业之一。世界生产厂家不断涌现，总销售额也跟着不断上升，品种也不断地增多。
近几年，国外PLC在飞速发展，已经进入了PLC第四代产品，产品更新换代的时间也越来越短，由原来的几十年换代到现在的几年就可以换代。如今，很多PLC厂家每隔一两年就会推出一个新品种的PLC。新的技术不断出现，小型PLC朝着紧凑结构、增强功能、降低价格的方向发展；大型PLC朝着大容量、多功能、高速度、网络化等控制系统的方向努力[4]。
经过了40多年的发展，我国PLC产品的研制和生产经历了分立元件、小规模集成电路和大规模集成电路这三大发展阶段。目前，国内从事PLC研究的工厂、大学、研究所共有100多个。但从整体技术上分析，我国制造PLC的技术水平与发达国家相比落后5年左右。
1.3 本文的主要研究任务
1.3.1 拟订控制系统的总体方案
分析模压机的工作过程，画出其大概的流程图，选择合适的控制系统，拟订模压机控制系统的总体
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