應用PLC技術改造注塑機的控制系統探討

童登浩

摘要：我國塑料行業發展歷史悠久，行業規模成熟，但是技術含量有待提高。近年來，注塑機的改造升級成為塑料行業革命的重點內容，而PLC技術可以很好地改造注塑機的控制系統，幫助優化注塑機的運轉。本文介紹了PLC技術特點及優勢，指出PLC應用的現實意義，并且提出PLC改造注塑機控制系統的具體方法，希望為實際操作提供參考價值。

關鍵詞：PLC技術;注塑機;控制系統;改造方法

引言：

注塑機是塑料行業大規模使用的生產設備，由于塑料具有極高的可塑性和良好的延展性，塑料制品的要求也十分多樣。因此，行業內越來越高的要求對注塑機的設備精度、工作效率提出更嚴格的標準。注塑機在塑料顆粒溶解、注塑成型的過程中起到關鍵性作用，其控制系統又是注塑機的核心部分。科技含量高的PLC技術可以有效改造注塑機的控制系統，在改變生產要求時，只需更改PLC控制程序，重新設定即可，極大地提高了注塑機的生產效率。

1.PLC技術的特點以及優勢

PLC技術全稱為可編程控制器技術，可以應用于注塑機的電路的控制系統的改造。PLC具有編程控制功能，可以代替注塑機中原有的控制器，并且簡化電子線路。PLC技術是一種先進的技術，擁有很好的適應性，可以很好地匹配于塑料生產企業的生產線。其優勢體現在以下兩個方面：

第一，PLC技術可以有效排除系統運行過程中的風險，預先設定的程序可以有效控制注塑機的注塑、轉塑、暫停以及再次啟動，注塑機的資源投入也將減少，可以有效防止塑料顆粒的浪費，達到資源集約化。在注塑機的PLC控制系統下，外來干擾因素較少，工序對接和工藝制造將更加流暢，提高設備工作的安全性。PLC技術通過技術編程在設備內部形成中央控制系統，對電路和內部控制進行歸類并控制，通過主動分類而成的不同控制子系統，實現功能細化，達到高效分工的目的，從而提高注塑機的控制系統的整體運轉效率。且在出現故障需要維修時，控制系統的模塊化、分工化有利于快速檢修，企業維修成本也較低，多數情況下，只需置換其中一個組件即可。

第二，PLC技術擁有簡單高效、合理的編程方案，在當今機械制造業中具有重要地位。傳統注塑機控制系統的編程繁瑣，自動化程度不高，需要更多人工參與，不利于解放人力，在機器故障時維修成本高昂，且維修過程漫長，造成企業的時間成本大量流失。自PLC技術問世以來，在制造業和機械行業中有優異表現，它可以和多種設備結合，安裝使用較為方便，在市場上廣受歡迎。因此，應用PLC技術改造注塑機的控制系統是重要的，也是必要的。在如今塑料行業和機械制造行業普遍缺乏掌握熟練技巧的技工情況下，降低注塑機的操作難度是應有之意。傳統注塑機控制系統落后，結構復雜，操作起來比較麻煩，操作人員如果程序編制錯誤，無法立即糾正，延誤生產線工作是常有之事。在PLC技術的改造下，新型注塑機擁有良好的操作性，編程方案具有演算性和可控制性，對于操作人員的技術水平沒有過多要求。

2.應用PLC技術改造注塑機控制系統的現實意義

傳統注塑機使用繼電器來控制機器的啟動和程序執行，設備價格低廉，因此在上世紀我國塑料行業剛起步時，塑料制造企業普遍運用傳統注塑機，機械制造行業科技水平含量較低，也只能制造傳統注塑機。但是在當今我國現代化建設事業如火如荼的階段，利用科學技術提高生產力成為了最迫切的要求，隨著塑料制造行業訂單數量的增多和塑料制作工藝的復雜化，傳統注塑機已經不能滿足塑料制造企業的生產要求。機械制造企業也因為沒有掌握足夠的技術而陷于市場份額減少的境遇，可見使用繼電器的傳統注塑機正在逐步被市場淘汰。PLC技術很好地滿足了以上要求，經過PLC技術改造的新型注塑機在市場上擁有很強的競爭力，雖然價格比傳統注塑機昂貴，但是后續使用成本低廉，而且滿足了注塑企業的不同生產線，在產品轉產時具有快速適應性。生產投入后，也可以通過調節程序后續作出調整，有效提高了生產效率，促進生產工序的優化，初級員工也可以很快上手，節約了培訓成本。總而言之，PLC技術應用于注塑機的控制系統對于促進我國機械制造業和塑料行業的發展有里程碑式的意義。

3.應用PLC技術改造注塑機的控制系統的具體方法

3.1總體設計

雖然PLC技術主要是改造注塑機的控制系統，但是在改造過程中，技術人員需要考慮電氣系統、機械系統等部分的狀況，任何一部分必須考慮周到，以此達到新型注塑機結構科學，滿足正常使用。經過改造，PLC作為中央處理系統控制電氣系統操作電磁閥，進而連接液壓系統進行液壓回路，通過機械運動打開物理開關。由此，機械系統反饋信號給電氣系統，在注塑機內部形成閉環，完成自動化操作。

3.2全自動控制

注塑機的生產流程需要順序進行，中間不能跳躍，必須完成當前工序后才能進入下一道。一般來說，注塑機工作流程包括以下：閉模、合閘、穩壓、注射、保壓、預塑、解壓、開閘、起模等多個工序。傳統注塑機的工序連接比較復雜，有些依靠物理開關判斷工序的執行情況，有些需要計算模腔內壓力指數或者生產時間來計算是否完成加工，而且只有完成當前工序后，才能進入下一道程序，如果該道程序出現問題，后續工作都無法展開，十分耽誤生產任務。在全自動控制模式下，系統根據生產要求生成的編程自動得出工藝流程圖，下達控制指令，在閉環控制模式中，可以設置跳過步驟、循環生產等，大大提高了生產效率，節約了人工投入，減少了資源浪費。

3.3半自動控制

半自動控制下的工藝生產流程基本與全自動控制模式下相同，在模具出產后，需要人工跳轉到不同程序，在進行下一步的加工。功能圖和指令下達方式都是與全自動模式下一樣的。半自動控制具有啟動、過壓保護、緊急停止等功能，在注塑機的試用、運行、維修過程中都有廣泛應用。相比于全自動控制，人工參與因素更多。

3.4人工控制

PLC技術允許人工控制，因此新型注塑機的功能更加多樣，在不需要全自動控制或者半自動控制時，可以調整至人工控制模式，以應對一些生產任務輕松簡單的情況，在重大問題檢修過程中，半自動控制無法應對時，需要完全手動進行。

3.5過壓保護

使用PLC技術改造控制系統后，設備的安全性也大大提升。壓力繼電器可以有效測試液體壓力。當模腔中的液體壓力達到設定數值時，繼電器開始工作。當生產線進入到穩壓流程時，壓力達到標準后，激發壓力繼電器，從而促使注塑機執行下一個工序。相反，如果繼電器激活失敗，液體壓力將繼續增大，影響注塑機的正常運轉，損害生產效果。

3.6過載、欠壓、短路等意外狀況保護

當注塑機出現過載、低壓、欠壓甚至電線短路等緊急情況，需要低壓斷路器干預。后者又稱自動空氣開關，既可以手動操作也可以自動操作，并且替代了熔斷器、過流繼電器等多種裝置的功能，兼具多種效果。其獨具特色的液壓傳動系統可以為注塑機根據不同產品展開生產提供動力，對于油泵和電機具有優良的保護作用，保證了注塑機的動力穩定。

4.結語

PLC技術的成熟推動了我國國民經濟的快速發展，企業有必要淘汰傳統注塑機，使用新型注塑機。PLC在控制系統中具有核心地位，經過PLC改造的注塑機可以快速高效地投入生產，其自動控制的特點也為后續檢修帶來便利。全自動、半自動、人工操作等多種模式極大滿足了客戶的要求，過壓保護、欠壓保護、短路保護等手段，提高了企業生產安全性，促進了行業科技水平的提升，對于促進未來注塑機設備的智能化發展具有重要的推動意義。

參考文獻

[1]霍海波.應用PLC技術改造注塑機的控制系統[J].科技視界，2020，4（02）：50-52.

[2]滕筱茜.應用PLC技術改造注塑機的控制系統[J].電子技術與軟件工程，2019，15（03）：92-93.

[3]劉川.PLC技術在注塑機控制系統中的應用[J].機械工程與自動化，2019，7（03）：179-180.

[4]馬文臣，王蕊，王勇華.PLC在注塑機控制中的應用[J].自動化控制，2017，12（06）：149.