[摘 要]性能优良的塑料制品的生产，不但要正确使用原料，加工设备及工艺参数的选用也非常关键。注塑机喷嘴及料筒各段温度的精确控制对提高注塑机产量的稳定性及保证产品性能有积极的意义。针对传统注塑机多采用继电器控制，其电气线路复杂，继电器动作慢、寿命短，系统控制精度差，故障率高，维修难度大。温度控制系统温控波动范围大、超调量大等缺点，提出了采用PLC控制系统进行控制，及基于PID的注塑机温控系统，该温控系统硬件简单、控温精度高、性能稳定，具有较高的实用价值。
[关键词]注塑机 可编程序控制器 PLC控制技术 温度控制 比例积分微分算法（PID）
中图分类号：TM636 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0016-02
引言
塑料制品的广泛应用为塑机行业发展提供了不竭动力。在整个塑料机械行业中， 注塑机占据了一半左右的产量。进入21世纪以来， 随着塑料工业的发展，现代注塑机正向节能、环保、安全、稳定可靠和高度自动化方向发展。随着人们对塑料制品的要求越来越高，如何给客户提供精密、高效并能够满足各种功能的注塑机将越来越重要， 而其中决定这些性能的关键之一是注塑机的控制系统及温度控制。本文介绍了注塑机的机械结构和控制原理，分析了注塑机的基本控制要求和工艺流程，PLC控制系统的介绍及注塑机温度PID控制方法。
一、注塑机的定义
注塑机又名注射成型机或注射机。是一套以控制器为控制核心，包括各种电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成，与液压系统配合，正确实现注塑机的压力、温度、速度、时间等各工艺过程以及调模、手动、半自动、全自动等各程序动作的系统设备；集机（械）、电（气），液（压）于一体的加工系统。对各种塑料的加工具有良好的适应性，并对外形复杂、尺寸精确或有金属嵌件的塑料成品能够一次成型，生产能力高，且易实现自动化，已成为塑料成型加工的主要设备，是塑料加工机械中增长最快，数量最多的机种之一。因此，被广泛应用于汽车、船舶、航空、家电、包装、医疗仪器等各个领域。
1.1 注塑机的类型
注塑机有卧式、立式，全电动式等，但无论哪种注塑机，都具有如下两个基本功能：（1）对塑料进行加热，使其达到熔融状态；（2）对熔融塑料施加以高压，使其射出而充满模具型腔。
根据注塑机的塑化方式又可分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机；按机器的传动方式可分为液压式、机械式及液压—机械（连杆）式；按操作方式又可分为手动、半自动、全自动注塑机。
1.2 注塑机的机械结构
注塑机示意图如下：
注塑机根据注射成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种，主要由注射系统、合模系统、液压系统、电气控制系统、加热/冷却系统、润滑系统、安全保护和监测系统等组成。如图1.2.2所示。
1.3 注塑机的工作原理及模式：
注塑机的工作原理与医用的注射器的原理相似，借助螺杆的推动，将已经塑化好（熔融状态）的塑料注入到已经闭合的模腔里，经过固化定型后制的工艺品的过程：先将粒状或粉状塑料加入料筒内，随螺杆转动，原料向前移动，并通过螺杆的旋转形成剪切热和料筒外壁加热圈加热使塑料由颗粒状变为熔融状态。当螺杆头部的熔融态物料产生的压力达到能克服注射电机回退的阻力时，螺杆向后移动，自动计算熔融态物料体积是否满足注射需求，此时，螺杆头部与喷嘴之间体积越来越大，物料越来越多，当熔融态物料体积满足注射需求时，计量装置撞击限位开关，螺杆停止转动并后退，然后合模电机驱动合模机构运动，模板沿导杆方向使模具闭合，紧接着注射座前移，使喷嘴贴紧模具的浇口道，接着电机启动，使螺杆向前推进，注塑电机按照系统设定的注射压力和速度将熔融态物料射入模具型腔内。当物料充满整个模腔后，螺杆仍对熔料保持一定的压力，以此来防止模具型腔中的熔融态物料反向流动，并向模具型腔内补充产品因冷却收缩所需要的物料，以保证产品具有一定的密度和尺寸公差。模具型腔中的熔融态物料经过冷却，使其固化成形，当完全冷却后，在顶出机构的作用下开模，产品被顶出，整个工艺流程图如图1.3.1所示：
二、注塑机控制系统
注塑机控制系统是整机的一个重要部分，其性能的优劣对整机有着至关重要的影响，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（可编程控制器）不仅用逻辑编程取代了硬接线逻辑，是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它的控制系统可靠性高，抗干扰能力强、功耗低、通用性和灵活性高，可编程控制器以体积小功能强大所着称，不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程 的自动控制，真正成为一种计算机工业控制装置。
在以往的注塑机控制系统中，主要存在三种控制类型：
（1）继电器控制
（2）单片机控制
（3）PLC控制
在现代控制系统中，前两种方法因其自身的局限性，多不采用。而多是采用PLC控制系统，这是一种工业控制机，具有抗干扰能力强，工作可行性高，平均无故障时间长，可在恶劣环境下正常工作，并可与计算机联网运行。此外，PLC系统还可大大缩短系统的设计，加快工作进度。
2.1 可编程控制器概述
可编程控制器：Programmable Logic Controller，简称PLC。是一种介于计算机和简单顺序控制器之间的自动控制装置，在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的一种新型技术，专为在工业环境应用而设计的。采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，取代各种类型的机械或生产过程的继电器控制系统。PLC在注塑机上得到了广泛而成功的应用，不仅继承了传统继电器控制系统的逻辑控制功能，而且借助各种智能模块已能够对预塑计量、料筒温度、注射压力等过程实现精确、实时(本文来自：WWw.bDFQy.com 千 叶 帆文摘:注塑机PLC控制系统及PID温控介绍)控制。