1    引言

        立式注塑机液压系统的电气控制部分是影响立式注塑机工作安全性和可靠性的关键因素，传统的立式注塑机液压系统的电气控制系统大都是由继电器—接触器来实现的。传统的继电器—接触器控制方式，使用者调整其控制功能十分困难，控制线路复杂，由于使用有触点的开关动作，工作频率低，触点易灼蚀，随着使用年限的延长，故障率上升，安全性和可靠性降低，维修费用增加；另外，继电器动作较缓慢，定时不准确，系统控制精度较差。而PLC控制电路，不仅可靠性高、体积小、通信方便，而且控制简单、编程容易，近年来在自动化工业生产中得到广泛的应用。

        立式注塑机循环工作的模式，十分适合使用PLC来进行自动控制。立式注塑机是常用的类型，有广泛的代表性。本设计通过技术改进，对传统（160指其锁模力为160kN）立式注塑机的液压系统进行适当改进，并采用PLC实现自动控制，以提高系统的自动控制程度、可靠性和稳定性。

2    立式注塑机工作原理

        要对立式注塑机液压系统进行PLC控制，首先必须了解立式注塑机及其液压系统的工作过程、液压系统原理等。

2．1    立式注塑机工艺流程

        立式注塑机是热塑性塑料制品成型加工设备。它将颗粒状塑料原料加热熔化后，高压快速注入模具型腔内，经一定时间保压后，冷却成塑料制品，由合模部件、注射部件、液压系统及电气控制部分等组成。

2．2    立式注塑机液压系统

2．2．1    液压系统的工作要求

        立式注塑机根据塑料成型工艺，液压系统应满足如下要求：

        （1）有足够的合模力及可调节的开、合模速度。在注射过程，注射机常以4～15MPa的压力将熔化的塑料射入模腔，为防止塑料制品产生溢边和脱模困难，要求具有足够的合模力；

        （2）开、合模速度可调，可以缩短空程时间，提高生产率，为避免产生冲击，合模缸应具有快—慢的速度变化；

        （3）注射座可以整体前进或后退，注射座驱动液压缸应具有足够的推力，使喷嘴与模具浇口紧密接触，且移动速度可调，以适应不同的加料形式的要求；        （4）注射完毕后，需保压一定时间，以获得精确的形状，保压压力可根据不同的情况调节；

        （5）制成品顶出速度要平稳，保证制品不被损坏。

2．2．2    液压系统的实现

2．2．2．1    电磁铁动作表

        各执行元件（电磁铁）的动作循环依靠行程开关控制电磁换向阀的通、断电来实现。

2．2．2．2    行程开关

        本方案设有11个行程开关。

2．2．2．3    操作模式

        立式注塑机有四种操作模式，具体如下。

        （1）手动操作模式

        在此模式下，操作者每按一次相应的操作铵钮（如合模），立式注塑机就动作一个工步，在一个工步结束时，立式注塑机停止运行，操作者再按一次其他的操作铵钮（如注射座前进），立式注塑机就相应动作所对应的工步；即人为地进行某个工步的操作。

        （2）点动操作模式

        在此模式下，当操作者按下某按钮时，立式注塑机进行相应的动作，松开按钮时，动作停止，如一直不松开，即到该工步结束时动作停止。

        （3）半自动操作模式

        一个工作周期结束即自动停止，不能循环，需重新按下启动按钮，才能重复一个周期的运行，中间过程与全自动控制模式一致。

        （4）全自动操作模式

        自按下启动按钮后，立式注塑机能进行周期性循环生产，由于塑料产品与浇口料易粘连，本方案采用光电位置传感器检测是否有塑料制品落下，当检测到有塑料制品落下时，则进行下一周期的生产，否则说明存在故障，需要人工去清理，PLC处于等待状态。

3    PLC选型

        根据立式注塑机液压系统的控制要求，确定系统所需的输入设备（如按钮、位置开关、转换开关）和输出设备（如电磁阀和信号灯），经过上述分析，确定I／O设备。据此确定PLC的I／O点数：输入26点，输出14点，合计40个。考虑一定的备用余量，因此选择欧姆龙小型的CPM2A－60CDR－A，其输入输出总点数为60点，36点输入，24点输出。PLC的I／O分配表。

4    PLC程序设计

        立式注塑机有四种工作模式：点动、手动、半自动和全自动。点动模式与手动模式的差别是每个工步程序是否自保，程序的其它结构基本相同，可以设计为一个子程序；半自动模式与全自动模式的差别是，全自动模式采用位置传感器输出指令，使生产过程循环进行，故半自动模式与全自动模式可以合编成一个子程序。用跳转指令控制两个子程序的转换。

5    结束语

        通过对传统立式注塑机的液压系统进行改进，采用PLC替代传统的继电器控制，实现液压系统的自动控制,在功能上保证了动作信号的准确检测，在性能上实现动作信号可靠有效地输出。改造后的立式注塑机控制系统，具有控制准确、操作方便、易于扩展、便于维护等优点，已经在实际生产中取得成功应用，增强了系统的稳定性，提高了自动化程度。