注塑机电气控制系统

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1、第七章注塑机电气控制系统第一节概述注塑机控制系统是一套以控制器为控制核心，包括各种电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成，与液压系统配合，正确实现注塑机的压力、温度、速度、时间等各工艺过程以及调模、手动、半自动、全自动等各程序动作的系统设备。控制系统在注塑机中以独立部分而存在。　　从控制系统的质量将直接影响产品的成型质量，例如对合模速度、低压模保、及模具锁紧力的控制，将影响产品的成型周期、可靠的低压模保（模具保护）、准确的开模定位等等。另一个需要精确控制，是影响注塑成型工艺条件的注射速度、保压压力、螺杆转速及料筒的温度等。例如，由于原料的热性能不同对料筒的温度控制提出苛刻

2、要求，要有合理的控制系统来实现。从当前塑机发展来看，用户的要求越来越高，各种特殊机、专用机越来越多，要求生产厂要作到多样化个性化，这些目标的实现，要依赖于注塑机控制。例如，现在塑机依赖控制系统提供高精度的控制，需要大容量、高响应速度的控制器，要实现闭环控制，使用的就是西门子公司生产的S7-300可编程控制器，还有的要用到变频器、饲服控制卡等控制设备。随着计算机技术、通迅技术、网络技术的发展，未来的塑机操作将趋向简便化、智能化、系统化、网络化方面发展，对控制系统提出更高的要求。一、控制与调节基础知识1．自动控制系统概念自动控制是在无人直接参与条件下，利用控制器使被控对象（如机器

3、、设备和生产过程）的物理量或工作状态能自动地按照预定的规律变化或运行。　　自动控制是把实现自动控制所需的各部件按一定规律组合，去控制被控对象，这个组合体即“控制系统”。分析与综合自动控制系统的理论称之“控制理论”。图7-1　水池液面控制系统图自动控制系统被控制的物理量有温度、压力、流量、电压、转速、位移和力等。组成控制系统的元、部件虽然有较大差异，但是系统基本结构却类似，一般都是通过机械、电气、液压等方式组合代替人工控制。为了解自动控制系统的结构，以对液面高度控制为例，如图7-1所示。若人参与系统控制，应起哪些作用，如图7-2所示。为控制要求液面的高度为h0292，人要不断地

4、将液面的实际高度与要求液面高度作比较，根据比较的结果，调节其进水阀V2开度，以维持液面的高度不变。图7-2　液面人控制系统框图由该图知，人在控制中起的作用：（1）测量实际液面的高度h1——用眼睛。（2）将测得实际液面的高度h1与要求液面高度h0进行相比较——用脑。（3）根据比较的结果，按照偏差去做调节动作——用手。如果用自动控制系统去代替上述人的工功能，那么在自动控制系统中必须具有完成上述职能检测，逻辑比较和执行机构。人工调节不能保证系统的控制精度和减轻劳动强度。如改为自动控制系统，就可以实现如图7-3所示，不论放水阀V1输出流量如何变化，系统自动地维持液面高度在允差范围之内

5、。如高水面高度因V1阀开度增大而稍有降低时，则系统立即产生一个与降落液面高度成比例的误差电压u，该电压经放大器放大，供给拖动电动机，使进水阀V2开度增大，使液面又恢复到所要求的高度。图7-3　液面自动控制系统图　　液面自动控制系统组成：（1）被控对象——水池。（2）测量元件——浮子。（3）比较机构——求浮子的指定与实际位置之差。　　（4）放大机构——当测得信号与给定信号比较的偏差信号不足以使执行元件动作时，都需要加放大元件，提高系统控制灵敏度。292（5）执行元件——直接驱动被控对象，改变被控量。　　为改善控制系统的动、静态性能，通常还加上校正装置。θ常采用方框图表示系统关联

6、中各组成部件，只注部件名称或功能函数表达式，不画具体结构。根据信号传递方向，用有向线段依次连接，如图7-4所示。h0uUPh1ω水池阀门V2电动机放大器图7-4　自动控制框图为了改善控制系统的动、静态性能，在系统中加上串联和并联校正装置，如图7-5所示。执行组件改变被控对象的输出，虚线方框为控制器，简化的自动控制框图如图7-6所示。控制作用虎c(t)r(t)e(t)执行元件被控对象放大器串联校正给定环节　　　　　　并联校正反馈环节控制器r(t)e(t)被控制量控制作用被控对象控制器电位器b(t)c(t)图7-5　自动控制框图反馈环节图7-6　自动控制框图图中r(t)─—系统指

7、定输入（入量）；c(t)─—系统被控制量（输出量）；b(t)─—系统主反馈量与被控量成正比或呈某种函数关系的信号，其物理量纲必须与指定输入相同。这样才能在比较点处进行加、减运算。e(t)─—系统的偏差，等于指定输入与主反馈量之差，即：292e(t)＝r(t)－b(t)。指定环节─—产生指定输入信号的组件，如电位器、旋转变压器等。　　控制器的输入是系统的偏差信号，经变换器运算后，产生所期望的控制信号去控制被控对象。被控对象─—受控制器输出量的控制，输出是系统的被控量。　　反馈环节─—被控量转换为主反馈信号