計算機在注塑機上的應(yīng)用

近年來由于微處理機迅速發(fā)展，在注塑機上的應(yīng)用日益普遍，把注塑機控制水平提高到一個嶄新階段。注塑機采用的微機控制器本質(zhì)上與PLC（可編程序控制器）是一致的，都屬于微機控制范圍，只不過前者是專為注塑機設(shè)計使用的微機系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計相對合理、成本較低，一般配有顯示器和鍵盤，使得注塑過程參數(shù)更加方便直觀，同時對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，利用微機控制器會更加容易實現(xiàn)，只是相對PLC而言，微機控制器程序更改較難，靈活性較差（用戶一般很難更改內(nèi)部軟件，遇到規(guī)格與動作較特殊的注塑機，只能由專業(yè)人員重新進行軟件編制），而PLC為工業(yè)自動化控制通用的微機系統(tǒng)，程序更改易于實現(xiàn)。注塑機和微處理機聯(lián)用不僅像微型計算機那樣，具有解決程序數(shù)據(jù)處理方法和打印輸出、顯示數(shù)據(jù)等方面功能、而且還能對注塑機實現(xiàn)實時性控制，即用計算機實時控制注塑機的注塑過程。提高了注塑機的控制精度和靈敏度，降低了噪音，并簡化了電氣系統(tǒng)及維修工作量。下面簡述注塑機專用微機系統(tǒng)組成與控制功能。

微機控制器硬件

與一般微機系統(tǒng)一樣，注塑機的微機控制器也是由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出接口等部分構(gòu)成：

◆ 中央處理單元（CPU）。目前多用八位微機芯片。為省電及在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，多選用COMS工藝制造的芯片。包括四則運算和邏輯運算單元（運算器）及控制單元等功能。這些單元大都裝在2～3片的大規(guī)模集成電路（LSI）芯片上，因此注塑機的微電腦控制系統(tǒng)也具有LSI所具有的體積小、成本低、集成度高的特點。

◆ 存儲器。ROM為只讀存儲器存放程序，一旦程序編好后它就有只讀能力對注塑機實行指定的程序控制，現(xiàn)多用EPROM(光可擦的可編程只讀存儲器）；RAM（隨機存儲器）是存放運算的中間結(jié)果和工作參數(shù)，借助于各種行程限位開關(guān)、撥碼、電位器，通過接口電路輸入數(shù)字信號和模擬信號，實現(xiàn)注塑機的各種循環(huán)程序和預(yù)選動作。但RAM屬于非永久性的存儲器，為了斷電后不丟失數(shù)據(jù)，應(yīng)備有維持電源。為了保存輸入的工作參數(shù)，并能斷電后不丟失數(shù)據(jù)，可以用EEPROM（電可改寫只讀存儲器）或者用FLASH存儲器來完成。

◆ 輸入輸出接口。這部分比較復(fù)雜，功能各異。一般依注塑機的需要確定，就采用比例閥的注塑機而言，數(shù)字量輸入點數(shù)為24點，輸出點數(shù)為16點，模擬量輸出口2點即可滿足。而且為了抗外部干擾，輸入輸出口都應(yīng)有隔離措施，一般采用光電隔離。數(shù)字量輸入口連接個限位開關(guān)或近接開關(guān)，鍵盤輸入口連接鍵盤，使主機能輸入各工作參數(shù)和命令；脈沖量輸入口，在使用脈沖光電編碼器的注塑機上應(yīng)用，接受脈沖量加以整形后供主機計數(shù)；模擬量輸入口，當注塑機使用電位式位移傳感器或壓力傳感器時，把傳感器來的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供主機使用；數(shù)字量輸入口，連接各電磁閥，并驅(qū)動他們工作；模擬量輸出口，當使用比例閥的液壓系統(tǒng)時，由它們產(chǎn)生的模擬量控制比例放大器。

微機控制器軟件

微機控制器軟件主要包括以下三個方面內(nèi)容。

◆ 監(jiān)控程序。主要完成參數(shù)的輸入、內(nèi)容的顯示、運行過程的監(jiān)測和故障的處理等。
◆ 工作程序。控制完成注塑機成型過程的各種動作。
◆ 診斷程序。完成對微機控制器的各組成部分的自診斷，以便于維修。

注塑機微機控制系統(tǒng)的主要功能

注塑機在工作前，將所要求的各種基準數(shù)據(jù)，例如注射速度、注射壓力、保壓壓力、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、各段控制時間或切換位置等數(shù)據(jù)輸入給微機，當注塑機進入注塑狀態(tài)時，各工藝參數(shù)（控制變量）要通過各種類型的檢測元件（傳感器）進行檢測和監(jiān)控。傳感器（壓力傳感器、速度傳感器、電子尺、溫度傳感器等）將所檢測的模擬信號接入多路輸入通道和模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）裝置，進入微機基本系統(tǒng)并與預(yù)先存儲的基本數(shù)據(jù)進行比較或運算，得出偏差信號的數(shù)字量，再通過數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）裝置和多路輸出通道輸出給電流、電壓控制元件，對注塑機的各執(zhí)行機構(gòu)進行壓力、速度、位置、時間、溫度等方面的控制。

注塑機微機控制系統(tǒng)具有完善的控制功能(以臺灣諦洲電腦為例)：

1. 硬體自我檢測功能。當系統(tǒng)投入電源時，既自動進入硬體自我檢測，并于LCD上顯示PC板正常或損壞之訊息，檢測功能有：

◆ 驅(qū)動界面，顯示系統(tǒng)，周邊控制系統(tǒng)及傳輸界面記憶體檢測。
◆ 儲存記憶體檢測。
◆ 溫度轉(zhuǎn)換IC檢測。
◆ 定位轉(zhuǎn)換IC檢測。
◆ 操作面板傳輸界面檢測。
◆ 壓力速度斜率控制檢測。
◆ 外部輸入輸出硬體板檢測。
◆ 機器動作程序檢測。
◆ 字型及各種文字書面檢測。
◆ 程序之撰寫日期,時間,及版本顯示。

2. 軟體功能與標準動作流程控制

◆ 鎖模分為快速、慢速、低壓、高壓四個流程，開模分為前段慢速，快速，中速，后段慢速四個流程，并可監(jiān)督開鎖模之總時間。
◆ 射出四速控制,可選用時間或位置控制速度之變化。
◆ 四段保壓控制,時間控制之基本單位為0.01秒。
◆ 可設(shè)定射出總時間監(jiān)督射出速度轉(zhuǎn)保壓點是否異常并產(chǎn)生報警。
◆ 可設(shè)定射出終點范圍,檢測射出量不足或溢料并產(chǎn)生報警。
◆ 依據(jù)射出之設(shè)定值可畫出射出設(shè)定之參考曲線圖。
◆ 三段儲料控制及儲料時間監(jiān)視。
◆ 依據(jù)儲料設(shè)定值可畫出儲料設(shè)定之參考曲線圖。
◆ 射座前進,后退之快速與慢速控制。
◆ 托模前進慢速與快速控制,托模后退控制。
◆ 自動調(diào)模功能，警報選擇功能，機械手連鎖功能，加料轉(zhuǎn)速顯示，包裝計速及成品良品與不良品控制。
◆ 每段壓力速度可設(shè)定上升及下降時間來控制斜率之功能。
◆ 模組記憶之名稱,日期及時間記錄。
◆ 列表機功能,可列印畫面,模組記憶資料及SPC100組追蹤記錄等。

3. 軟體調(diào)整類比信號輸入之定位控制

◆ 4支定位尺輸入：開鎖模,射出,頂針及射座。
◆ 軟體調(diào)整定位尺之線性與比例，安裝容易。
◆ mm與inch之單位與設(shè)定值自動轉(zhuǎn)換。
◆ 高精密之開模止位置控制。
◆ 射出終點之射出量不足或溢料檢測。

4. 高精密脈沖波寬度調(diào)制(PWM)之壓力速度控制

◆ 軟體式斜率控制,每組壓力皆有斜率時間設(shè)定。
◆ 2組電流輸出型控制。
◆ 5組電壓輸出型控制。

5. 比例微分積分(PID)之溫度控制

◆ 多達12段溫度控制(含油溫、模溫控制)。
◆ 設(shè)定值與動態(tài)值之條狀圖形顯示。
◆ 每段皆可設(shè)定上限、下限及警報控制。
◆ 可設(shè)定每段溫度之使用與不使用。
◆ 感溫線，電熱片斷線之檢測及警報。
◆ 油溫預(yù)熱，冷卻器及過高警報控制。

6.射出系統(tǒng)之閉回路控制（CLOSED LOOP）

◆ 射出速度及背壓之閉回路控制。
◆ 射出速度轉(zhuǎn)保壓可選擇位置、時間、或壓力3種控制方式。
◆ 自動校正射出終點位置。
◆ 射出速度，保壓及背壓之圖形監(jiān)視及警報。

7. 自動調(diào)模控制
8. 模組記憶資料儲存與管理
9. SPC周期追蹤記錄

微處理機還具有圖顯系統(tǒng)，可顯示出需要控制的參數(shù)曲線，高速之周期動作控制，產(chǎn)量之報表分析與百分比統(tǒng)計,快速之資料設(shè)定,提高了射出成品之品質(zhì)及效率。注塑機微機控制系統(tǒng)由于設(shè)計為塑膠機專用專業(yè)控制系統(tǒng),操作畫面簡單并有求助解說畫面,使用更具親和力。