毕业设计（论文）-金属压铸机设计

编程控制器。结合了书籍和资料，说明了PLC的工作原理、软件使用方法、PLC的硬关键词：可编程控制器(PLC);金属压铸机；组态软件；监控 AbstractMetaldie-castingmachineiswidelyusedinmetallurgy,buildingmaterials,mechanicalandelectrical,automotiveandotherindustries.Itselectriccontrolsystemcomposedoftimerelay,relayandtransformeretc,notonlythevolumeisbig,costishigh,andinstallation,maintenanceandtrouble.Programmablecontroller(PLC)isakindofspecialdesignedforindustrialenvironmentapplicationandcomputer,becauseofitshighreliability,simpleprogramming,easytomaintainandwidelyusedinvariouscontrolsystems.Configurationsoftwareisariseinthefieldofindustrialautomationisanewtypeofsoftwaredevelopmenttechnology.Developersdon'tneedtocompilethespecificinstructionsandcode,aslongasusingthetoolsintheconfigurationsoftwarepackage,throughhardwareconfiguration(hardware),dataconfiguration,graphicsconfiguration,etc.Worktocompletetherequiredapplicationsoftwaredevelopmentwork.Configurationsoftwareisremotemonitoring,datacollection,dataanalysisandprocesscontrolsuchaspowerfulfunction.Accordingtotheneedsofindustrialfieldprogrammablecontroller(PLC)andtheirowncharacteristics,thedesignofmetaldie-castingmachinePLCcontrolsystemdesignandconfigurationofsimulation.Inthisdesign,thisdesignusesthemitsubishiFX2NseriesPLCproductsseriesprogrammablecontroller.Isacombinationofbooksandmaterials,illustratestheworkingprincipleofPLC,softwareusage,PLChardwaresystemdesignandPLCsoftwaredesign.ConfigurationsoftwareUSESBeijingsunwayconfigurationsoftware,implementationofmetaldie-castingmachineconfigurationmonitoringandPLCcontrolInthedesign,PLCasthehost,die-castingmachine,asfromthemachine,thecomputerPLCandconfigurationsoftwarebasedondiecastingmachinemonitoring,completethewholeprocessofthecontrolofdiecastingmachine,canreflecttheworkingconditionofthedie-castingmachineinthewholeprocess.Keywords:PLC;Metaldie-castingmachine;Configurationsoftware;monitoring1 I Ⅱ 11.1课题研究的背景及意义 11.2金属压铸机国内外发展状况 21.3PLC在金属压铸机控制中的应用及发展前景 31.3.1继电器控制 41.3.2微机控制 5 51.3.4三种控制的比较 61.4课题研究的内容 7 82.1金属压铸机的简介 82.2金属压铸机的发展 82.3金属压铸机的分类 92.4金属压铸机的特点 2.5金属压铸机的组成及工作原理 2.5.1金属压铸机的组成 2.5.2金属压铸机的工作原理 3.1总体方案的设计 3.2总体方案 3.3.1金属压铸机工作方式要求 3.3.2金属压铸机工作过程要求 3.3.3金属压铸机安全稳定要求 3.4确定设备条件和控制要求 3.5总体控制方案确定 4.2系统硬件设计 4.2.3金属压铸机控制面板 4.3.1PLC控制系统设计的基本原则 4.3.3I/0模块的选择 4.3.4分配输入/输出点 4.3.5PLCI/0端子外部接线图 2 5.2PLC系统的软件设计步骤 5.3金属压铸机的工作控制流程软件设计 5.4编写软件程序 5.5软件调试与仿真 6.1组态的概述 6.1.1组态的定义 6.1.2组态软件的功能特点 6.2力控ForceControl7.0监控软件概述 6.3组态软件设计 6.2.1软件组态 6.2.2组态仿真运行 附录A:金属压铸机PLC步进梯形图 附录C金属压铸机组态仿真程序表 四川理工学院毕业设计(论文)第一章绪论提高压铸件的质量只有从压铸机的本身精度、液压元件的灵敏度、电气控制的可靠性、生产实践表明，铸件充型完好、轮廓清晰主要取决于压射速度(即压射过程),而铸件的今己40多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制2作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。以其可靠性、体积小、逻辑功能强、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。总而言之，金属压铸机的控制是比较复杂的，可编程控制器的应用为的控制提供了广阔的空间。PLC是专为工业控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减少，功能不断的完善，并且过程控制更为可靠、平稳，抗干扰性能增强、机械部件与电气部件有机地结合在一起，把计算机、仪表、和电子的功能结合在一起。由此可见，它已成为金属压铸机运行中的关键技术。1.2金属压铸机国内外发展状况同许多其他制造业的自动化进程相类似，压铸行业的自动化水平也随着控制的发展而提高。到目前为止，控制的发展经历了经典控制时代、现代控制时代和智能控制时代。在国外压铸机制造行业中，瑞士的Buehler公司首先发明了抛物线压铸系统，此后相继出现了实时闭环控制和CNC压射端。近年来，日本的东洋公司又开发了一种具有局部压射功能的压射铸造系统。国外许多有压铸机生产能力的公司都把高新技术应用于压铸机上，在实时压射控制压铸机出现后，欧美几家公司对其进行不断改进，形成性能可靠的系列产品。目前，这些公司把力量转向为用户提供全方位的技术支持，例如：Buehler公司已有很完善的Classic、E-volution和Vision三大类压铸机系列，该公司利用其拥有的技术和经验，与德国著名的模具设计制造公司Schaufler联手组建压铸技术中心，对铝、镁合金制造商提供技术支持，并可由Buehler根据要求进行试制和提供实际铸件。Buehler公司曾为委内瑞拉Suralform公司开发了SSM压铸铝合金轮毂技术，Buehler公司在镁合金压铸、真空压铸和挤压铸造等方面都可提供全方位服务。以热室机著称于世的Frech公司拥有M系列和RC系列的压铸机，前者根据需要即可采用实时压射控制，也可进行常规三级压射，后者为实时压射控制压铸机。该公司控制系统根据其功能有Datavario、Datac-ontrol、DatacontrolRC和DatedialogRC供用户选择，积40年镁合金压铸经验，在镁合金应用方面进行开发，为用户提供服务。在Et本，Toshiba公司的多四川理工学院毕业设计(论文)3功能压射结构采用高精度液压伺服阀(直动型先导伺服阀，Directoperatedpilotser-vovalve),其流量为7000L/s,阀的响应时间为5ms,系统反应时间为13ms,可在20ms内将速度从0升高到10m/s,相对于冲头位置，作为速度的切换点进行输入可有10个点，在各点之间可进行加速、减速并配以Toscast控制系统，实现压铸机的综合控制。因此生产的压铸件产品质量和精度都很高。4]我国在20世纪50年代才有了第一台国产全液压传动的卧式冷室压铸机。如国营金城机械厂设计制造了1150kN卧式冷室压铸机、长春机电研究所成功研制500kN、1500kN两种型号压铸机等。60年代，中国压铸件生产主要用2500kN以下的压铸机。70年代，为适应压铸件生产的发展，设计制造了1台锁模力40000kN全液压卧式冷室压铸机(上海锻压机床厂制造),生产了第一台热室压铸机和第一台自动浇料装置；完成了锁模力16000kN以下的卧式冷室压铸机系列产品的开发；立式冷室压铸机也形成了锁模力2500kN以下的系列产品；1986年试制出国内第一台J1163A型自动压铸机组。90年代以来，为适应铸件的生产要求，我国压铸机发展更为迅速。压铸机设计水平、技术参数、性能指标、机械机构、制造质量等都有不同的提高，某些指标已经达到或接近国际水平，正在想大型化、自动化和单元化进军。表1-115]为我国卧室压铸机的生产能力变化，表1-2151为我国压铸机发展状况。表1-1我国卧室压铸机生产能力变化时间吨位等级普通普通普通普通高精度高精度高精度高精度高精度表1-2我国压铸机发展情况时间1970至今吨位程度普通高精度精密级1.3PLC在金属压铸机控制中的应用及发展前景目前，在金属压铸机的控制方式上，主要有继电器控制、微机和PLC控制三种。 41.3.1继电器控制几十年来，继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业领域中被大量应用(如图1-1所示为工业生产控制流程)。继电器控制柜是针对一定的生产机械、固定的生产工艺设计的，采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的逻辑控制、定时、计数等功能，一旦生产工艺过程发生改变，则控制柜必须重新设计、重继电器控制线路继电器控制线路(由继电器和连接导线组成)被控制的生产机械或生产过程输入设备(按钮、限位开关等)备)图1-1继电器控制系统的示意图在逻辑控制方面，继电器是利用电器件机械触点的串、并联组合成逻辑控制。采用硬线连接，连线多而复杂，对今后的逻辑修改、增加功能很困难。在控制速度上，依靠机械触电的吸合动作来完成控制的继电器的控制系统，工作效率低，工作速度慢。在顺序控制方面，继电器控制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制，时间继电器内部的机械结构容易受环境和温度变化的影响，造成定时的精度不高。在灵活性可扩展性方面，继电器安装后，受电气设备触点数目的有限性和连线复杂等原因的影响，系统在今后的灵活性、扩展性很差。虽然继电器控制可实现逻辑功能，但不具备计数的功能，另外，继电器控制使用大量的机械触点，触点在开闭时会产生电弧，造成损伤并伴有机械磨损，使用寿命短，运行可靠性差，不易维护。继电器控制历史长久，有较为成熟和固定的设计方法，易于掌握，尤其适合逻辑控制，但如果是时序、步进性控制和过程控制则或是构成系统较复杂，或难以单独实现需要借助过程仪表等。这种系统稳定性、可靠性差，运行有较多的噪声，外部硬接线为主，不具有良好的柔性，一旦电路结构完成就要相对固定下来，需要更改时会很麻烦。继电器触点有过载、发热粘连等缺点，四川理工学院毕业设计(论文)51.3.2微机控制微机控制，成本比PLC低，逻辑针对性高，所以要在对整个系统非常了解的时候才会使用，智能化比PLC高，专业应用的时候，实现的功能要比PLC多，具有安全性可靠性最高的特点，输入输出信号还可以实现一体化隔离，通讯组态模式最多。开发周期最长，一旦要有变化修改比较麻烦。一旦实现自有批量生产，如果不包括软件附加值，成本甚至比继电器控制还要低。微机最突出的特点是具备计算机的运算能力和存储容量，适用于复杂应用和大量数据处理。微机系统也具有软硬件结合实现功能的特点，而且目前的微机系统有专业的工用于工业控制环境，其抗干扰能力、运行稳定性等都比最初使用商用机好得多了。而硬件上，已经有多种基于现有总线形式的功能块可以选用，如数据采集卡、运动控制卡、过程控制卡、智能通信卡等，这些功能块是专业厂家进行专门设计的，让用户可以结合各种通用编程软件如VC++、VB、Delphi以及各种数据库开发软件等即可迅速实现控制系统软件的设计。不过在造价上恐怕是最高的，而其可靠性虽然已经有很大提高能够适应许多工业现场的环境了，但仍然还不足以达到PLC的水平。另外还通过微机直接控制过元器件，他的功能可谓更加强大。但是另一方面他体型大，也太笨拙，一般微机也不适合用于工业控制场合，但是工业控制计算机可以。机最突出的特点是具备计算机的运算才干和存储容量，适用于复杂应用和大量数据处置。微电路控制，就是单片机控制，这个系统其把PLC模块化的各个部分集中在一起，其主要通过一块电路板实现，空间大大减小，但是由于所有的电路集中在一块板子上，其实现的功能、输入输出的点数受到限制，而且系统的散热性，维护性受到考验，若其中一部分损坏，其只能全部更换。单片机现在主要用在功能单一的小型系统中，如随小型设备来的控制系统。PLC智能化高，逻辑控制可靠度高，具有通讯功能，占体积小，功耗小，PLC是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置。PLC最突出的特点是抗干扰能力强，编程简单灵活，适用于大多数工业控制场合。PLC系统是具有柔性的软接线系统，多数情况下通过不算复杂的编程，以软硬件结合的方式可以实现控制功能，目前应用也极为广泛，可靠性极高、抗干扰能力强，已经被广泛接受。现在的PLC可绪论6以实现从小到大各种规模的控制系统，并且除了逻辑控制外，还可以方便的通过各种功能模块、通信模块、智能模块、人机界面等实现过程控制、闭环控制、通信、位置/伺服控制、人机交互等，功能极为强大。PLC系统更改方便，改动程序可以节省大量外围硬接线的改动工作量。PLC系统的价格也不是太高，在性价比上应该是最好的。PLC就是为了替代继电器的缺点而开发的，其就是可编程控制器，其众多的逻辑控制在PLC内部来实现，引起大大的节省了设备空间，其只需要外部的输入输出接口来与外界连接，这样的状况使整个系统耗电量、可靠性、维护性有到显著的改善，其最优越的特点就是程序更改方便，对待外部实现的功能更加人性化。1.采用继电器控制方案(1)逻辑工作量大，接线多。(2)受机械触电影响，寿命限制。(3)环境差，会降低可靠性和寿命。(4)更换继电器维护费用高。2.采用微机控制方案(1)不适于用于开关量的逻辑控制。(2)不能按扫描方式工作。(3)采样速度不均，运算速度较低。(4)微机控制所需存储量较大。(5)微机控制不够方便、灵活。3.采用PLC控制方案(1)编程方法简单易学。(2)功能强，性能价格高。(3)硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。(4)可靠性高，抗干扰能力强。(5)系统的设计、安装、调试工作量少。(6)维修工作量小，维修方便。(7)体积小、能耗低。由此可见，PLC控制比继电器控制更能较好的解决了工业控制领域中的普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。PLC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫四川理工学院毕业设计(论文)7描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则压铸机不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在压铸机的技术改造和控制系统的更新换代，是压铸机控制系统中理想的控制新技术。1.4课题研究的内容本课题所研究的内容主要是可编程控制器(PLC)在金属压铸机自动控制系统的应用。由于大部分老式的金属压铸机使用继电器作为电控系统可靠性差、功能弱、故障多和工作寿命短的缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的PLC老式控制金属压铸机。论文的主要内容如下：首先对金属压铸机系统和PLC作比较全面的介绍，接着阐述金属压铸机控制系统的分类及特点。确定系统的总体结构，由PLC来实现金属压铸机信号控制，完成可编程控制器的选择。然后是系统的硬件开发，完成PLC的选型、I/O点数分配与PLC的连接。在分析了金属压铸机系统的软件设计方法基础上，设计出软件流程图，使用组态软件对系统进行仿真。最后对改造后的技术压铸机系统进行模拟调节。8第二章压铸机的综述2.1金属压铸机的简介金属压铸机(如图2-1)就是在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后得到固体金属铸件的一系列工业铸造机械，最初用于压铸铅字。随着科学技术和工业生产的进步，尤其是随着汽车、摩托车以及家用电器等工业的发展，又从节能、节省原材料诸方面出发，压铸技术已获得极其迅速的发展。图2-1HTC138冷室金属压铸机2.2金属压铸机的发展压铸机是压铸生产中重要的基础技术装备，与压铸工艺的互存、互动关系非常突出，压铸工艺的改进或采用新的技术，都要有与之相应的或新型的压铸机作为技术支撑。压铸技术起源于印刷工业的铅字铸造技术。19世纪初，世界印刷工业蓬勃发展，活字(单字母的铅字)的需求量日益增多，于是铸字机应运而生，1849年，Sturgiss制造了第一台用压铸法把铅铸成活字的压铸机，图中可见带有将喷口封住、打开和切断等动作的机构，以及用压射活塞压送熔融金属进入活字模型，可以说这就是压铸机的原始结构，而且机器还具有速度快、效率高，既经济，又可重复生产等特点。这台压铸机标志着压铸的“黄金时代”的开始1877年，Dusenbury发明了一种既有原始的热室压铸机压射机构，又有模具可以水平移动的压铸机，开辟了模具水平开合的新途径。于是，典型的热室压铸机便从此诞生。四川理工学院毕业设计(论文)9压铸广泛用于工业生产还只是上世纪初，应用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产中。1904年英国的法兰克林(H.H.Franklin)公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。1905年多勒(H.H.Doehler)研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳(Wagner)设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。1927年捷克工程师约瑟夫?波拉克(JesefPfolak)设计了冷压室压铸机，由于贮存熔融合金的坩锅与压射室分离，可显著地提高压射力，使之更适合工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸技术向前推进了一大步。近40年，随着科学技术和工业生产的进步，尤其是随着汽车、摩托车以及家用电器等工业的发展，又从节能、节省原材料诸方面出发，压铸技术已获得极其迅速的发展。压铸生产不仅在有色合金铸造中占主导地位，而且已成为现代工业的一个重要组成部分。近年来，一些国家由于依靠技术进步促使铸件薄壁化、轻量化，因而导致以往用铸件产量评价一个国家铸造技术发展水平的观念改变为用技术进步的水平作为衡量一个国家铸造水平的重要依据。2.3金属压铸机的分类压铸机的分类方法很多，按使用范围分为通用压铸机和专用压铸机；按锁模力大小分为小型机(≤4000kN)、中型机(4000kN～10000kN)和大型机(≥10000kN);通常，主要按机器结构和压射室(以下简称压室)的位置及其工作条件加以分类。如图常规冷式压铸机常规冷式压铸机卧室冷式压铸机立室冷室压铸机压铸机卧室热式压铸机热式压铸机全立式热式压铸机冷室压铸机图2-2压铸机的分类从图2-2可以看出压铸机主要分为冷室压铸机和热室压铸机。冷室压铸机的压室与保温炉是分开的。压铸时，从保温炉中取出液体金属浇入压室后进行压铸。卧式压铸机压铸过程：1-压射冲头2-压室3-液态金属4定型5-动型6-型腔7-浇道型腔8-余料，冷压室压铸机目前大多用于压铸铝合金等。图2-1为HTC138冷室压铸机。热压室压铸机，压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中，压射部件不直接与机座连接，而是装在坩埚上面。这种压铸机的优点是生产工序简单，效率高；金属消耗少，工艺稳定。但压室，压射冲头长期浸在液体金属中，影响使用寿命。并易增加合金的含铁量。热压室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金铸件，但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。图2-3为ZL-12热室压铸机：图2-3ZL热室压铸机2.4金属压铸机的特点(1)操作工序简单，生产效率高，容易实现自动化。(2)压铸机可以顶替部分装配，且原材料消耗少，还能节省装配工时。(3)卧式冷室压铸机一般有偏心和中心浇筑位置，可供压铸型设计选用。(4)金属液在浇道中流动转折较少，有利于发挥增压作用，提高铸件质量。(5)压铸件力学性能好。(6)互换性好，便于维修。(7)压铸产品轮廓清晰，可以压铸薄壁、复杂零件以及花纹、图案、文字等，能获得很高的清晰度。(8)压铸机设备投资较高，一般适合于大中等批量生产。四川理工学院毕业设计(论文)2.5金属压铸机的组成及工作原理2.5.1金属压铸机的组成压铸机的组成主要由：(1)合模机构：驱动压铸模进行合拢和开启的动作。(2)压射机构：驱动压铸模进行合拢和开启的动作。(3)液压机构：为压铸机的运行提供足够的动力和能量。(4)电气控制系统：控制压铸机各机构的执行动作按预定程序运行。(5)零部件及机座：所有零部件经过组合和装配，构成压铸机整体，并固定在机(6)辅助装置：故障报警，压铸过程监控，计算机辅助生产的信息存储等。2.5.2金属压铸机的工作原理如图2-4:喷嘴上移电磁阀YV6喷嘴下限SQ6台模方向液压推动开模电磁阀YV1关模确认SQ3洗模液喷嘴冷却水电磁阀金属熔炉射出活塞液压推动射出电磁阀YV5射出确认SQ4图2-4金属压铸机压铸机工作原理金属压铸机工艺流程：(1)原位：模板在开模确认位置，开模确认限位开关SQ2闭合；洗模嘴上升归位，喷嘴归位限位开关SQ5闭合。(2)关模：启动按钮按下后，关模电磁阀YVO通电，模板右移。(3)射出：当模板右移到位，关模确认限位开关SQ3闭合，射出电磁阀YV5通电，射出活塞向左移，将金属射进模内。(4)冷却：射出活塞自动归位，射出确认限位开关SQ4闭合，冷却水电磁阀YV4通电，利用冷却水成型。(5)开模：延时5s待工件冷却后，开模电磁阀YV1通电，模板左移，工件自动顶出。(6)洗模：模板左移到位，开模确认限位开关SQ2闭合，喷嘴下移电磁阀YV2、洗模液电磁阀YV3均通电，喷嘴下移并洗模。(7)复位：喷嘴下移到位，喷嘴下限限位开关SQ6闭合，喷嘴上移电磁阀通电，喷嘴上升回到原位。完成一个压铸循环。四川理工学院毕业设计(论文)第三章总体方案的设计3.1总体方案的设计总体方案设计阶段是设计的初步设计阶段，在此阶段，通过对设备的工作要求分析、工作环境和条件分析、操作和安全要求分析、电气控制装置技术可行性分析和经济性分析，确定电气控制系统装置的技术性能、基本构建形式以及主要技术参数。3.2总体方案金属压铸机的PLC控制系统主要由信号控制系统和电机拖动控制系统两部分组成。图3-1为金属压铸机PLC控制系统的基本构造图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、电磁阀元件、限位开关、和控制面板，还有主拖动系统等系统控制的核心为PLC主机，操作面板，限位开关，计算机信号通过PLC输入接口送入PLC,其在进行数据处理后向压铸机的电磁阀元件发出控制信号。限位开关限位开关电磁阀元件组态软件控制面板PC机、图3-1金属压铸机PLC控制系统基本构造图3.3金属压铸机PLC控制系统的功能要求压铸机控制系统实现的功能如下：金属压铸机的控制要求，是通过满足金属压铸机的工作要求形成的，控制系统的功能必须满足所有的工作要求。金属压铸机工作要求包含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作要求。为保证金属压铸机能够处于正常工作，要求金属压铸机具备三种工作方式：(1)运动部件能够点动向前调整，以及不在原位时能够快速复位。(2)运动部件能够分别实现自动循环过程；(也称半自动循环)。(3)整机全自动工作循环加工工作。系统启动系统启动开闭模运行模式启动注入金属液手动洗模上下降恢复原始状态洗模上升喷液洗模洗模下降注入金属液冷却模具刀候人土今洗模坩图3-2金属压铸机工作过程四川理工学院毕业设计(论文)3.3.2金属压铸机工作过程要求金属压铸机在正常加工时为整机全自动循环的工作过程，自动工作过程需要满足如(1)按机构要求按下启动按钮、液压按钮、自动运行开关，完成闭模操作，由行程开关发出到位信号。(2)闭模完成后开始压铸过程，完成金属液后，行程开关发出信号，进入模具冷却(3)模具冷却延时5秒，开模机构快退开模，开模到位后，行程开关发出到位信(4)开模后，洗模机构下降，开始喷液洗模，下降到位后，行程开关发出到位信号，喷液停止，洗模机构上升，快速退回原位。3.3.3金属压铸机安全稳定要求(1)具有运动部件间安全工作的联锁功能。(2)具有位置保护功能(如极限位、越位、相对位置保护)。(3)电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能。(4)具有应急操作功能。(5)具有照明、指示灯辅助功能。3.4确定设备条件和控制要求(1)电气控制系统的控制对象为一进行自动循环加工的机械设备，采用电气-液压-机械组合的传动方式进行驱动和控制。设备位于温带室内车间，工作坏境良好，对控制系统无特殊要求。(2)设备安装在机械加工车间，有车间低压电网供电，设备驱动电压380V,供电频率50HZ。(3)设备电气控制为普通开关量控制，要求自动完成金属压铸过程，单个运动能独立调整操作，同时设备具有电气保护和联锁保护功能。(4)设备驱动电动机选定，设备置由3台交流异步电动机，1台电动机功率为3千瓦，其余两台电动机功率为2.2千瓦。其中额定功率为3千瓦的电动机采用Y100L-2,总体方案设计转速为2880r/min,额定电流为6.4A,效率为82.0%,功率因数为0.87额定转矩为2.2倍，堵转电流为7.0倍，最大转矩为2.3倍；2.2千瓦的电动机采用Y90L-2,转速为2840r/min,额定电流为64.8A,效率为80.5%,功率因数为0.86,堵转转矩为2.2倍，堵转电流为7.0倍，最大转矩为2.3倍。电源要求交流电电源电压为380V,电动机无制动要求，电动机功率不大，可采用直接启动方式启动；液压系统使用电磁换向阀，阀电磁铁工作电压为直流24V。3.5总体控制方案确定由控制要求和设备条件分析结果可确定控制方案如下：(1)金属压铸机控制系统采用开关量控制。(2)基于设备自动工作的要求，选择PLC为主要控制器件构成控制系统，由于控制对象为单机设备，控制系统属于小型系统，因此选用三菱公司型号为FX2N的PLC产品。(3)由工作要求确定，控制系统可运行在3种模式下，即全自动工作循环，单部件半自动循环和手动调整工作。(4)3台电动机均为直接启动控制，单方向转动，电动机无制动控制。(5)电动机驱动电路三相电源供电，线电压380V。(6)PLC主机工作电源为交流电源，电压220V,交流接触器线圈使用交流电源，电压220V;电磁阀的电磁铁使用24V直流电源，主令控制电器及行程开关等使用24V直流电源。(7)控制系统具有短路和过载保护功能，机床各运动部件之间具有联锁保护功能。(8)使用信号灯显示机床工作状态。四川理工学院毕业设计(论文)第四章PLC硬件的选型、设计与计算4.1.1PLC的定义可编程序逻辑控制器即PLC(ProgrammableLogicController)。其定字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。案，1985年提交了第2版，1987年的第3版对PLC为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输人和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设4.1.2PLC的特点可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC的可靠性高，表现在下列几方面：(1)PLC不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少。与此同时，系统的维修简单、维修时间缩短，因此可靠性得到提高。(2)PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计、掉电保护、故障诊断和信息保护及恢复等，使可靠性得到提高。(3)PLC有较强的易操作性，它具有编程简单、操作方便、维修容易等特点，因对操作和维修人员的技能要求降低，容易学习和掌握，不容易发生操作的失误，可靠性(4)PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控PLC硬件的选型、设计与计算制系统更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了经简化的编程语言，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。因此，PLC的可靠性较通用计算机控制系统的可靠性有较大提高。2.易操作性(1)操作方便：PLC的操作包括程序的输入操作和程序的更改操作。大部分的PLC都采用编程器进行输入和更改操作。编程器将输入的信息显示在CRT屏幕上，所以可以直观的对程序进行操作。(2)编程方便：PLC的程序设计语言有很多的选择。因为梯形图比较简洁直观，技术人员很轻松就能理解和掌握，学习和编写都很容易。这是因为这些优点，广大的技术人员所接受和应用，并且发挥出更有效的功能特点。(3)维修方便：因为PLC带有自我诊断功能，所以他对维修人员的所要求的技能被降低了。当系统发生故障时，PLC就通过自我诊断，技术人员就可以通过有关的信号指示灯和代码，很迅速的就找到故障点，为故障的解除节约时间。PLC的面板和结构设计也提供维修的方便性，如将需要维修的部件设置到易于维修的位置，故障信号指示灯安装在明显位置，接线端子使用易于相接和更换的位置，目前大多数PLC采用标准化元件和标注化的生产流水线作业，使PLC变得更加简化，维修也跟简单。3.灵活性(1)编辑灵活性：PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图和语句描述编程语言，只要掌握其中一种语言就可以进行编程。编程方法的多样性使编程方便，应用面拓展。由于采用软连接的方法，在生产工艺流程更改或者生产设备更换时，可以不必改变PLC的硬设备，通过程序的编制与更改就能适应生产的需要。这种编程的灵活性是继电器顺序控制系统所不能比拟的。正是由于编程的柔性特点，使PLC能大量地替代继电器顺序控制系统，成为当今工业控制领域的重要控制设备。(2)扩展的灵活性：PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。它不仅可以通过多台PLC的通信来扩大容量和功能，也可以通过增加输人输出单元增加点数，通过扩展单元来扩大容量和功能，可以与外部设备进行数据交换。这种扩展的灵活性大大的方便了用户。(3)操作的灵活性：操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。它在程序设计上的工作量大大减少，编程的工作量和安装的工作量也减少了。四川理工学院毕业设计(论文)4.1.3PLC的主要功能和应用目前，可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断提高，应用范围还在不断扩大，主要有以下几个方面：(1)逻辑控制触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制，定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域最为普及，包括微电子、家电行业也有广泛的应用。(2)运动控制可编程序控制器使用专用的运动控制模块，或灵活运用指令，使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。随着变频器、电动机起动器的普遍使用，可编程序控制器可以与变频器结合，运动控制功能更为强大，并广泛地用于各种机械，如金属切削机床、装配机械、机器人、电梯等场合。(3)过程控制可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量，通过模拟量I/0模块，实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换，并对被控模拟量实行闭环PID(比例-积分-微分)控制。现代的大中型可编程序控制器一般都有PID闭环控制功能，此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。可编程序控制器具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以是运算的中间参考值，也可以通过通信功能传送到别的智能装置，或者将它们保存、打印。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大(5)构建网络控制可编程序控制器的通信包括主机与远程I/0之间的通信、多台可编程序控制器之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程当然，并非所有的可编程序控制器都具有上述功能，用户应根据系统的需要选择可PLC硬件的选型、设计与计算编程序控制器，这样既能完成控制任务，又可节省资金。4.2系统硬件设计考虑到本次设计的金属压铸机系统有开关居多，模拟量较少；对于开关量控制为主的系统而言，一般PLC的响应速度足以满足控制的要求，在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，综合考虑后，系统选择了日本三菱公司生产的FX2N系列PLC。FX2N系统PLC具有以下几方面的优点：(1)FX2N配置灵活，除主机单元外，还可扩展I/O模块，A/D模块，D/A模块和其它特殊功能模块。(2)FX2N指令功能丰富，有各种指令107条，且指令执行速度快。(3)FX2N可用内部辅助继电器M,状态继电器S,定时器T,寄存器D,计数器C的功能和数量满足了系统控制要求的需要。(4)FX2N的编程可用编程器，也可以在PC机上使用三菱公司的专用编程软件包MELSOFT系列的GXDeveloper来进行。编程语言可用梯形图或指令表。尤其是可用PC机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大的方便。4.2.2金属压铸机PLC系统控制电路图金属压铸机电气控制系统主要由两个部分组成，即电动机驱动系统(主电路)和由PLC设备组成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路的接通与断开，采用熔断器和热继电器进行短路与过载保护，同时通过控制变压器，提供满足系统工作以及PLC设备需要的电源电压，系统电路图4-1所示，电气元件明细表如表4-1所FR1L1LJW3~3~3~3~WWrWAC220V0/15101/5LY000N表4-1电气元件明细表符号名称及用途符号名称及用途液压泵(油泵)电动机液压泵工作指示灯冷却泵电动机冷却泵工作指示灯洗液泵电动机洗液泵工作指示灯液压泵电动机起动接触器启动按钮冷却泵电动机起动接触器液压泵(油泵)电动机起动按钮洗模泵电动机起动接触器停止/重启开/闭模行程开关点动开/合模注金属液确认行程开关点动冷却按钮洗模下行/上行行程开关点动喷嘴下行/上行按钮自动/手动工作方式选择开关点动洗模按钮手动开/合模选择开关YV1、YVO控制开/闭模电磁阀电磁铁手动注模冷却水控制洗模电磁阀电磁铁洗模注模电磁阀电磁铁喷嘴下行/上行控制冷却电磁阀电磁铁控制变压器PLC电源开关YV2、YV6控制洗模下行/上行电磁阀电磁铁整流器过载保护热继电器电源隔离开关FU4、FU5、FU6短路保护熔断器4.2.3金属压铸机控制面板金属压铸机的控制面板由开关、按钮和信号指示灯组成。主要有启动按钮、液压按钮、选择开关、半自动系列按钮、点动系列按钮、停止按钮、重启按钮、电机信号指示灯。如图4-2:0手动点动半自动开模关模喷嘴上移喷嘴下移冷却水喷液开模关模喷嘴上移喷嘴下移冷却水喷液射模被压泵启动重启停止图4-2金属压铸机控制面板四川理工学院毕业设计(论文)4.3PLC的系统硬件设计4.3.1PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：(1)最大限度地满足控制要求(适用)分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计中最重要的一条原则。设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合，弄清控制要求，共同拟定电气控制方案，协商解决重点问(2)保证系统的安全可靠(耐用)保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下(如突然掉电再上电、按钮按错等),也能正常工作。(3)力求简单、经济、使用与维修方便(好用)在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。不宜盲目追求自动化和高指标。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自(4)考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有量。要求在选择PLC、输入/输出模块、/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。4.3.2PLC具内存的估算为了完成设定的控制任务，主要根据金属压铸机控制方式与输入/输出点数和占用内存的多少来确定PLC的机型。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理器、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略的估算。根据经验，每个I/O点及有关功能器件占用是内存大致如下：PLC硬件的选型、设计与计算开关量输入所需存储器字数=输入点数×10开关量输出所需存储器字数=输出点数×8定时器/计数器所需存储器字数=定时器/计数器数量×2模拟量所需存储器字数=模拟量通道数×100通信接口所需存储器字数=接口个数×300存储器的总字数再加上一个备用量即为存储器容量。例如，作为一般应用下是经验所需存储器容量(KB)=(1～1.25)×(DI×10+DO×8+AI/O×100+CP×300)/1024(1)开关量输入模块选择PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)电平信号，并将其转换为PLC内部的低电平信号。选择输入模块主要考虑以下两点：1)根据现场输入信号(如按钮、行程开关)与PLC输入模块距离的远近来选择电压的高低。一般，24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。2)根据现场输入信号(如按钮、行程开关)与PLC输入模块距离的远近来选择电压的高低。一般，24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。(3)开关输入模块的选择输出模块的任务是将PLC内部低电平的控制信号转换为外部所需电平的输出信号，驱动外部负载。输出模块有三种输出方式：继电器输出、双向可控硅输出和晶体管输出。1)输出方式的选择继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通降压小，曾受瞬间电压和过电流的能力较强，且有隔离作用。但继电器有触电，寿命较短。且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交/直流负载。当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过1HZ.2)输出电流的选择模块的输出电流必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动，则应增加中间放大环节。对于点荣性负载、热敏电阻负载，考虑到接通是有冲击电流，故要留有足够的裕量。四川理工学院毕业设计(论文)3)允许接通的点数在选用输出模块时，不但要看一个输出点的驱动能力，还要看整个输出模块的满负荷能力，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大电流。4.3.4分配输入/输出点一般输出点与输入信号、输出点与输出控制是一一对应的。分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。(1)明确I/O通道范围不同信号的PLC,其输入输出通道的范围是不一样的，应根据所选PLC型号。查阅相应的技术手册，弄清相应的I/O点地址的分配。(2)内部辅助继电器内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其它继电器、定时器，计数器作为数据存储器或数据处理用。从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。(3)分配定时器/计数器对用到定时器和计数器的控制系统，注意定时器和计数器的编号不能相同。若扫描式时间较长，则要使用高速定时器以保证计时准确。(4)数据存储器在数据存储、数据转换以及数据运算等场合，经常需要处理以通道为单位的数据，此时应用数据存储器是很方便的。数据存储器中的内容，即使在PLC断电、运行开始或停止时也能保持不变。数据存储器也应根据程序设计的需要来合理安排，以避免重复表4-2为金属压铸机I/O分配表：输入输出元件通道地址说明元件通道地址说明启动按钮液压泵工作指示灯油泵启动按钮冷却泵工作指示灯点动开模洗液泵工作指示灯点动关模手|自动状态指示灯PLC硬件的选型、设计与计算点动冷却水液压泵启动接触器点动下行冷却泵启动接触器点动上行洗模泵启动接触器点动喷液控制闭模电磁阀电磁铁手动选择控制开模电磁阀电磁铁自动选择喷嘴下移电磁阀电磁铁手动开模洗模液电磁阀电磁铁手动合模冷却水电磁阀电磁铁手动注模喷嘴上移射出金属液电磁阀电磁铁喷嘴上移电磁阀电磁铁喷嘴下移冷却时间继电器手动冷却手动洗模停止从启SQ₂开模行程开关闭模行程开关射出确认行程开关SQ₅上移确认行程开关SQ₆下移确认行程开关4.3.5PLCI/O端子外部接线图如图4-3为PLC的外部接线图。一共有24个输入点，13个输出点，基本上为开关控制，则所需内存为K=23x10本PLC采用三菱F2N系列FX2N-80MR-001,它具有40点输入，40点继电器输出，能够满足本设计所需要求。四川理工学院毕业设计(论文)启动 液压泵开模点动合模点动冷却水点动喷嘴下移点动洗模点动喷嘴上移点动重启停止手动选手自动选择开模合模射模冷却水喷嘴下移洗模喷嘴上移合模确认射模确认开模确认喷嘴下移确认喷嘴上移确认YV1YVOYV5YV4YV6液压指示灯冷却水指示灯洗模液指示灯液压泵冷却水泵洗模液泵关模射模冷却水喷嘴下移洗模液喷嘴上移图4-31/0端子外部接线图第五章PLC系统软件设计5.1PLC软件设计内容从应用角度来看，运用PLC技术进行PLC应用系统的软件设计与开发，不外乎需要两个方面的知识和技能，第一是学会PLC硬件系统的配置，第二是掌握编写程序技术。在熟悉PLC的指令系统后，就可以进行简单的PLC编程，但这还很不够，对于一个较为复杂的控制系统，设计者还需具备一定的软件设计知识，这样才能开发出有实际应用价值的PLC应用系统。为此在熟悉PLC指令的基础上，对PLC应用软件的设计内容、方法、步骤以及编程工具软件进行比较全面的介绍。PLC应用软件的设计是一项十分复杂的工作，它要求设计人员既要有PLC、计算机程序设计基础，又要有制动控制的技术，还要有一定的现场实习经验。首先，设计人员必须深入现场，了解并熟悉被控对象(机电设备或生产过程)的控制要求，明确PLC必须具备的的功能，为应用软件的编制提出明确的要求和技术指标，并形成软件需求说明书。在此基础上进行总体设计，将整个软件根据功能的要求分成若干个相对独立的部分，分析它们在逻辑上、时间上的相互关系，使设计出的软件在总体上结构清晰、简洁、流程合理，保证后继的各个开发阶段及其软件设计规格说明书的完整性和一致性。然后在软件规格说明书的基础上，选择适当的编辑语言进行程序设计。所以，一个适用的PLC软件工程的设计通常要涉及以下几个方面的内容：(2)I/O信号及数据结构分析与设计；(3)程序结构的分析与设计；(4)程序设计规格说明书编制；(5)用编程语言、PLC指令进行程序设计；(6)软件测试；(7)程序使用书编制。5.2PLC系统的软件设计步骤根据可编程控制器系统硬件结构和生产工艺要求，在软件规格说明书的基础上，用四川理工学院毕业设计(论文)相应编程语言指令，编制实际应用程序并形成程序说明书的过程就是应用系统软件设计。其主要步骤为：(1)制定设备运行方案制定方案就是根据生产工艺的要求分析各输入输出与各种操作的逻辑关系，确定需要检测的量和控制方法，并设计出系统中各设备的操作内容和操作顺序。据此可得流(2)画出控制流程图对于复杂的应用系统，需要绘制控制流程图，用以清晰的表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，可省去这一步。(3)制定系统抗干扰措施根据现场工作环境、干扰源的性质等因素，综合制定系统的硬件和软件抗干扰措施，如硬件上的电源隔离、信号滤波、软件上的平均值滤波等。5.3金属压铸机的工作控制流程软件设计由于控制系统选择三菱系列PLC,该产品具有用于顺序控制的特殊用法，即步进控制。步进控制采用状态转换的方式简化控制条件，使得控制程序设计简洁方便，金属压铸机工作过程为典型顺序控制，因此采用步进控制，其控制流程设计采用与控制流程图功能一致的状态转移图(功能图)描述。金属压铸机自动工作过程进行步进控制时，工作控制部分结构为合-分-合的形式，各工作状态由状态控制器控制，使用状态器S0、S20～S26,设计完成的设备自动工作控制状态转移图，如图5-1所示。给定一个初始化脉冲M8002,系统进入初始化状态S0;按下启动按钮进入S20状态，按下油泵启动按钮，油泵开始工作。分为自动和手动两种运作模式。A.自动模式按下自动选择开关后，进入S21状态，控制闭模电磁阀电磁铁通电，开关模机构开始闭模运动，运动至闭模行程开关SQ3处，进入S22状态。控制注模(进)电磁阀电磁铁通电启动，注模机构运动，触及注模行程开关SQ4,系统进入S23状态，冷却泵启动接触器接通，控制冷却电磁阀电磁铁通电，进行冷却控制，同时冷却时间继电器接通，5s冷却完毕后，进入S24状态，控制开模电磁阀电磁铁通电，开关模机构进行开模运动，运动至开模行程开关SQ2处，进入S25状态，控制洗模下行电磁阀电磁铁通电，洗模泵启动接触器接通，开始洗模，当运动之行程开关SQ6时，洗模结束，进入S26状态，控制洗模上行电磁阀电磁铁得电，洗模机构后退，运动触及洗模上行开关SQ5,运动回到自动选择初始S21阶段。当将开关调到手动挡后，点动按钮SB1或手动开模SA4开关按下，控制开模电磁阀电磁铁得电；点动按钮SB2或手动合模SA5开关按下，控制关模电磁阀得电，开始关模；按下手动射模开关SA6后，金属液射入模内；按下点动按钮SB3或手动开关SA9,控制冷却电磁阀电磁铁得电；按下点动按钮SB4或手动喷嘴下行SA7开关按下，喷嘴下行电磁阀得电，喷嘴开始下移；点动按钮SB4和手动喷嘴上行开关SA8按下，喷嘴上行电磁阀得电，喷嘴开始上行；按下点动按钮SB5或SA10手动洗模开关,系模电磁阀得电，洗模液开始喷洒。M8002X000NO33NO34X035x001TRSY0Y26ETF000Y01(Y01(N31Y001Y001Y001□Y011X026YO20YO24N027X030图5-1状态转移图四川理工学院毕业设计(论文)5.4编写软件程序根据设计要求，使用三菱公司的专用编程软件包MELSOFT系列的GXDeveloper进行编程，书写语句表。金属压铸机PLC控制系统步进梯形图(见附录A)。金属压铸机PLC控制系统程序语句表(见附录B)。5.5软件调试与仿真将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。然后进入程序仿真。仿真运行PLC程序目的是检验控制程序功能是否满足要求。完成仿真设备导线连接，在计算机上输入金属压铸机的控制程序，并将该程序下载到PLC主机后，即可运行仿真设备检验程序。检验过程中，按照输入输出信号与工作状态关系表工作顺序，逐个工作状态操作开关元件，检查表示输出的信号灯状态是否与控制要求符合，在不符合输出要求情况下，对程序进行修改，最终获得正确的程序。(1)程序启动：按下启动按钮、液压按钮，液压泵电磁阀通电，液压指示灯亮起。图5-2程序启动图5-3运行方式选择(3)手动开模与关模：按下开模按钮或开模点动按钮关模电磁阀YVO通电，当运行到开模确认YVO断电。同理按下关模按钮或关模点动按钮关模电磁阀YV0通电，当运行到开模确认YV1断电。Y010液压泵启动变件便放元件②监说4Y020开模电磁X125行程开关x024N023X⁰22X021-(Y021XD10关模电磁X021X020X022年动开模X002开模点动X023行程开关图表表示X031图5-3半自动开模图5-4点动开模(4)手动射模；按下手动射模按钮，射模电磁阀YV5通电，射模确认过后射模按四川理工学院毕业设计(论文)正在进行监正在进行监控0X024X032X025X025—{Y023XD24手动射出射出确认图5-5手动射模(5)手动冷却水开启：按下冷却液按钮或或冷却液点动按钮，冷却液电磁阀和冷却泵电磁阀开启。图5-6冷却水开启(6)手动喷嘴下移与上移：按下下移按钮或上移点动按钮下移电磁阀YV2通电，当运行到喷嘴下限确认YV2断电。同理按下上移按钮或上移点动按钮上移电磁阀YV6通电，当运行到开模确认YV6断电。-10X026X027手动下模N026喷嘴下移喷嘴下移电磁阙YV2喷嘴下移确认行程图5-7喷嘴下移7)手动喷液：当按下冷却液按钮或点动冷却液按钮时，喷液泵开启，喷液电磁阀通电，喷液指示灯亮起，系统开始喷液。图5-8喷液开启(8)自动选择：当选择开关调到自动挡时，系统进入自动运行状态。关模电磁阀监我态0222关模电盛两南—T522005行程开关时图表表对x1手的选择县动选择dnoID21YM2Q5210——图5-9自动运行(9)自动循环：按下自动选择开关后，进入S21状态，控制闭模电磁阀电磁铁通电，开关模机构开始闭模运动，运动至闭模行程开关SQ3处，进入S22状态。控制注模(进)电磁阀电磁铁通电启动，注模机构运动，触及注模行程开关SQ4,系统进入S23状态，冷却泵启动接触器接通，控制冷却电磁阀电磁铁通电，进行冷却控制，同时四川理工学院毕业设计(论文)冷却时间继电器接通，5s冷却完毕后，进入S24状态，控制开模电磁阀电磁铁通电，开关模机构进行开模运动，运动至开模行程开关SQ2处，进入S25状态，控制洗模下行电磁阀电磁铁通电，洗模泵启动接触器接通，开始洗模，当运动之行程开关SQ6时，洗模结束，进入S26状态，控制洗模上行电磁阀电磁铁得电，洗模机构后退，运动触及洗模上行开关SQ5,运动回到自动选择初始S21阶段。FET监银法菱—TW54#X8g电蓝萍V5X03开关996教元件备录受-(S21X⁵0图5-10自动循环(11)运动暂停：当下停止按钮后，所有状态保持器断电，所有线圈断电，回到初图5-11运动暂停(12)程序重启：按下停止按钮后，所有开关选调到初始状态，按下重启按钮，程序重新开始运行。图5-12程序重启四川理工学院毕业设计(论文)第六章组态仿真6.1组态的概述组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件”。“组态(Configure)”的含义是“配置”、"设定"、"设置"等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算6.1.2组态软件的功能特点(1)强大的界面显示功能工控组态软件大都运行于Windows环境下，充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特点，可视化的m风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控件和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑。(2)良好的开放性开放性是指组态软件能与多种通信协议互联，支持多种硬件设施。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。(3)丰富的功能模块利用各种功能模块，完成实时监控产生功能报表显示历史曲线、实时曲线、提示报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作，系统既叫适用于单机集中式控制、DCS分布式控制，也可以是带远程通信能力的远程测控系统。(4)强大的数据库配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散型、字符型等，实现与外部设(5)可编程的命令语言有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编写程序，增强图形界面。组态仿真(6)周密的防范周密的系统安全防范，对不同的操作者，··同的操作权限，保证整个系统的安全(7)仿真功能提供强大的仿真功能使系统并行设计，从而缩短开发周期。6.2力控ForceControl7.0监控软件概述力控Forcecontrol7.0工业监控组态软件是北京三维力控科技有限公司根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端自动化软件产品，是力控科技全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端HMI/SCADA自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。力控Forcecontrol7.0产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃，力控Forcecontrol7.0在秉承力控6.1成熟分布式应用技术的基础上，功能更强大，(1)互联网时代的骄傲提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA、GSM网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务；力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML、OPC、ODBC、OLEDB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内。(2)强大的移动网络支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯，力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患，有效的流量控制机制保证了远程应用中节省通讯(3)完整的网络冗余及软件容错解决方案作为民族产业的大型SCADA、DCS软件，力控软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器(双机)冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。力控软件支持控制设备冗余如SIEMENS公司的S7400H,GE的GE9070系列PLC的冗四川理工学院毕业设计(论文)余模式，支持普通的232、485、以太网等控制网络的冗余，支持控制硬件的软冗余切换和硬冗余切换。(4)稳定的通讯处理基于力控ForceContro17.0的流量远程热网监控系统方案支持通过RS232、RS422、RS485、电台、电话轮循拨号、以太网、移动GPRS、CDMA、GSM网络等方式和设备进行通讯。支持主流的DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯。支持离线诊断，在开发环境下可以诊断是否正常通讯。(5)图形系统主要特点方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式(BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等)的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ActiveX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制。(6)分布式结构力控监控组态软件在软件功能模块的分布式体系结构体现在各个组件程序间的关系上，图形界面系统VIEW和实时数据库DB之间是分布式的，力控科技在图形VIEW级率先提出了"数据源"的概念，使一个图形界面可同时连接多个不同的机器上的实时数据和数据源，而各个分布式的数据库分别对连接自己的I/OServer进行采集数据和处理，如输入数据的量程变换、流量累积、报警检查，以及PID运算等，这种体系结构的优越性在于，各组件任务分配更合理，使您的系统实时性更好，稳定性更高。6.3组态软件设计基于力控组态软件的设计与实现主要包括以下几个步骤：画面创建、动画连接、I/O口设备设置、创建实时数据库、数据连接。(1)画面的创建根据本系统的特点，设计了金属压铸机控制系统的主界面。主界面如下图6-1所示，主要包括了系统的开关，金属压铸机模型，压铸机的控制面板等。KOYO(光洋由二A、ANA系列以太网A系列串口SAIA-BURGESSELECTRONICS(思博)SCHNEIDER(施耐德)图6-1金属压铸机控制系统主界面(2)I/O设备设置I/O设备设置是指对包括应用程序的“软件设备”和现场数据采集交换的硬件设备在内的广义上I/O设备驱动程序进行配置，使其与组态软件能够建立通信，构成一个完整的系统。在被监控系统中，对开关“qidong”。以及各个按钮的代码进行定义，地址分配，通讯方式选定。在监控系统中建立的仿真PLC实现，实现方法如下图6-2:FX2N_80MFX2N_80M…杏PLCMITSUBISHI设备配置-第一步故障后恢复查询日<上一步B)一步N取消分钟毫秒高级图6-21/0设备组态配置I/O设备的过程在图形开发环境Draw的导航器中进行，按照设备安装对话框的提示就可以完成对I/O设备的配置工作。I/O设备配置完成后，在导航器中会列出I/O设备的设备名称，同时生成的设备名称即可用于数据连接过程，在系统运行过程中，力控通过内部管理程序自动启动相应的I/O驱动程序，I/O驱动程序负责与I/O设备进行四川理工学院毕业设计(论文)实时数据交换。(3)创建实时数据库实时数据库(DB)是整个监控系统的核心。它负责整个系统的实时数据处理和历史数据的存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理，完成与过程数据采集的双向数据通信。在本系统中，经过创建点参数、定义I/O设备、数据连接等几个步骤便可以完成数据库的创建。系统中采用的I/O设备的数据采集与回送是实时数据库的一个最基本的功能。因为实时数据库系统应用所面向的监控对象最终还是要落实到具体的硬力控数据支持的I/O设备包括DCS、可编程控制器(PLC)智能模块、板卡、智能仪表、控制器、变频器等。数据库与I/O设备之间的数据交换方式也有相应的有很多种。本系统