西门子模块6ES7314-6CH04-0AB0
| 1 混砂机的工作原理 随着铸件业务的需要以及对铸件质量要求的提高 ,树脂砂以其铸件尺寸精度高、表面质量好、旧砂回用率高等优点而得到广泛的应用。早期使用的铸造混砂设备是使用人工和简单机械完成,工作效率低,环境差，不能满足现代化大规模生产的要求。而移动式双臂连续混砂机是在满足现代化大规模生产要求的前提下设计并制造的。 1.1混砂机的组成 混砂机由平车、机座、大臂、搅笼、进砂闸门、液料加入系统、除尘系统、空压机、干燥机、储砂箱等组成，如图1所示。
1.2 混砂机的工作原理 树脂自硬砂中的树脂粘结剂、催化剂均为液态，较易润湿砂粒表面，只要充分混匀即可，并不需要有强有力的碾压和搓研作用。树脂自硬砂在混制过程中，因树脂一旦与催化剂相接触，硬化反应便立即开始，树脂砂粘性便不断增加。如果其在混砂机内停留时间过长，不但不利于混合均匀，而且还浪费了可使用时间，又会粘附在混砂机体及混砂机构上。因此，对树脂自硬砂混砂机的主要要求是混匀速度要“快”，并尽量具备“自清洗”作用。采用的是叶片式混砂机，工作原理：由储砂箱暂存混砂用的砂子经进砂闸门和定砂闸板进入大臂，经大臂向小臂（搅笼）传送，以增大混砂覆盖面积，在小臂（搅笼）内加入树脂及固化剂进行充分搅拌后由出砂口放出。 2混砂机电气控制系统的设计 2.1控制系统的设计要点 选择西门子S7-226小型PLC，并扩展外接I/O模板来达到控制系统的要求。PLC使用24VI/O点型，外接小型中间继电器进行电压放大，确保PLC的I/O点和220V、380V电压物理上的隔离，输入控制电压使用24V安全电压，对操作人员来说能做到本质安全。采用隔离变压器380V/220V，再使用西门子专用24V开关电源对PLC供电。大臂、小臂使用变频器进行控制，确保平稳转动和运行。大车采用变频器，使行走和启动平稳运转。由于搅笼电机功率为37kW，不能直接启动，故使用了星-三角启动，启动程序由PLC控制完成。树脂和固化剂的设计由于要根据现场使用环境及下砂量的大小调节，特别是要求加入液料量的稳定，所以选择使用了变频器来完成，以满足铸造混砂工艺的要求。由于有个别地方不可能用电控方式直接完成，所以整个系统还使用了多个电磁气控阀来辅助完成控制。混砂机是直接面向现场操作人员的，在安全控制保护上有比较高的要求，除必要的机械保护外，在电气系统和程序上还设有大小臂极限、平车极限、搅笼防打开等安全保护，确保设备和人身的安全。电控柜上还设有动态显示屏，显示混砂机的运行状态，内设主要控制元件和执行元件、保护元件的状态信号灯，操作人员可通过模拟屏了解到混砂机的实时工作状态和简单的故障显示。 2.2 PLC的I/O点分布 根据自动化控制的要求，PLC的I/O信号分配如表1所示。 表1 I/O分配表 3混砂机控制程序的设计 3.1主程序的设计 主程序流程如图2所示。
在自动运行过程中，可以操作操作箱上的大臂和小臂回转手柄，使大臂小臂能够按操作人员的意图左右回转，当转至极限位置，因有极限保护限位开关，不会向极限位角度以外回转，同时平车也可由操作人员控制自由前进或后退，以加大混砂机的混砂覆盖面积。 将组合旋钮转至自动控制上，按混砂机操作箱上的“混砂运行”按钮，混砂机自动运行流程如图3所示。
采用西门子S7-226 PLC控制的自动化40T移动式双臂连续混砂机，可靠性高，硬件结构简单、成本低廉、响应速度快、维修方便、性价比很高。经现场使用，其性能稳定、运行可靠、故障率低、混砂均匀、生产效率高。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。程序稍作修改，就可以满足用户不同的控制要求。 |
| 注塑机是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料以高压快速注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。全电式注塑成型机适用于塑料生产部分，主要市场为电子通讯、音像、家电、汽车等，对加工条件及注塑机的精密度要求很高。近年来，众多厂商响应政府的节能减排号召，将这些设备融入智能化特征，整合节能功能。同时增加的功能还有：电子测量数据，电算机，网络通信，实时自动控制，自动装置调整和自动系统自我诊断功能等。由此大幅提升了生产的精密度与稳定性。
该解决方案的目的是将设计落后的注塑成型机和先进的可编程自动化控制器（PAC）结合起来，通过集成化为用户带来以下好处︰ ●具备更快的响应时间，大幅改进生产的精密度与稳定性 ●大幅度提升能效比 ●具备高准确性的闭循环回路控制 ●通过低温变化改进注射过程的稳定性，避免温度造成的生产瑕疵 ●结合精度高达0.01mm以下比例的驱动电机完成注射任务 ●便于操作的触摸屏设计 ●具备弹性化、高速动态高电量的电源输出 ●在合理的成本范围内集成更多功能 研华解决方案：
本系统中使用的ADAM-5550KW可编程自动化控制器，高速模拟量输入模块采集速度提高，从而缩短了注塑成型机的响应时间；与模拟量输出模块(控制加热装置)一起构成系统的闭环控制过程；CANOpen模块通过CANOpen协议控制变频器；数字量的输入和输出控制对整体设备的指示灯和按钮开关进行处理。整个系统通过高效能计算机运算模块控制目标的准确位置和剂量，由此完成一体化的控制集成**效果。 研华可编程自动化控制器（PAC）具备丰富的通讯接口，能够连接、控制各式各样的系统设备，如按钮控制，指示灯号，温度表，循序加热，控制温度，生产数据存储，变频驱动电机等。研华同时提供KW软逻辑开发软件，提供1毫秒高效能的程序处理与运算集成功能，设备集成商无需进行控制软件培训，即可轻松实现集成开发。基于微软嵌入式系统与开发系统的集成化优势，能够轻松完成人机接口与数据库的转换与存储，再经由以太网串口方便地上传生产数据至后台数据库。对于用户的节能需求，注塑机由过去的流量比例和压力比例控制，发展成目前的变量控制或定量控制，变频调速控制，伺服控制技术。并且通过与研华12.1”电阻式触摸屏的工业平板显示器FPM-3120G结合，让用户充分体验到更高效、更简便的操作。 结论:在原有系统应用了研华ADAM-5550KW控制器之后，不仅大幅改进了用户的生产精度、速度、可靠性、能量效率和电源功耗，同时，极大地降低了维修与生产成本。 |
