PCC 及其在注塑机中的应用
PCC在铝塑复合管生产线中对4台挤出机的控制概述
PCC在铝塑复合管生产线中对4台挤出机的控制概述0 引言塑料挤出机是异型材挤出生产线（如塑钢门窗的生产）和铝塑复合管生产线上的关键设备。
挤出机自加料端至机头分为加料区、熔融区和均化区3 个区。
在加料区，固体塑料通过与料筒的磨擦作用而被向前输送并逐渐压实;在熔融区，固体塑料被加热熔融，在液固界面上生成一层熔体膜，当熔体膜厚度超过螺翅与料筒的间隙时，熔体被螺翅刮落，在螺翅前侧形成熔池，后侧形成固体熔床;在均化区，物料在螺杆前进的过程中受到正流、侧流、倒流、漏流4 种运动的搅拌、剪切和压紧作用，得到充分混合、塑化，并在一定压力下连续地通过口模而形成连续体。
在挤出机中温度和速度控制是非常重要的。
贝加莱公司的工业自动化产品PCC是综合了PLC和工业计算机优点的新一代可编程计算机控制器，具备各种标准的控制功能，硬件采用了能灵活配置的模块化结构，可带电插拨，可靠性高。
PCC 支持多任务分时操作系统，提供了8 个分别具有不同循环时间不同优先权的任务等级（task class）。
其中优先权高的任务等级，即高速任务有着较短的执行周期（周期可由用户设定，范围从1ms 到20ms），而标准任务的循环时间可从10 ms到5000 ms设定。
而且每个任务等级可包含多个具体任务，这些任务中间可以再细分优先权的高低。
PCC的多处理器和智能I/ O 技术使其智能性强，智能模块内部有自己的CPU ，其运动模块配以高精度高质量的运动控制算法，温度模块配以具有自学习能力的温度调节算法（PID 和模糊调节技术）。
智能温度PIDxh 软件可以自动计算出不同温控所需要的PID 参数，过程控制的PID 调节可以达到50μs 一个回路。
PCC产品使用开放式总线结构，与各种系统通信方便，提供支持CAN BUS 的硬件模块并自带CAN 接口。
因此，很容易实现CAN BUS 物理连接，并通过相应的通信程序实现PCC 系列产品之间的通信。
帧驱动器（frame driver）是贝加莱公司为实现与第三方设备之间进行通信而设计的软件工具箱。
PCC在挤出机温度控制系统中的应用
可见 ，Ｉ ＰＤ控 制 器输 出 的控 制 量 只是 误 差信 号
的 比 例 、 分 、 分 ３ 分 分 别 乘 以 各 自的 增 益 参 数 以 积 微 部 后 的简 单相 加 ， 各增 益 参 数 都是 通 过适 当整 定 方法 而 得 出 的 常 数 ， 此 便 体 现 出 了 ＰＤ 控 制 律 控 制 的 局 限 由 Ｉ
较 强 而 且 随工 况 不 同 而 变 化 。 外 ， 统 还 具 有 较 大 的 此 系 热惯 性 和热滞 后 。 于这 种 工况 复 杂 的 多变 量耦 合 大 对 滞 后 系 统 ，要 进 行 良好 的 温 度 控 制 ， 疑 是 很 困 难 的 。 无
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重 要 的生产工 艺来 加工 ， 挤 出过程 中 ， 工艺 要求 在 按
控 制 挤 出 机 料 筒 温 度 并 减 少 其 波 动 ， 提 高 制 品产 量 、 对
质 量 都 是 极 其 重 要 的 。 了保 证 工 艺 上 的需 要 ， 节 机 为 各 筒 均需 维 持温 度 恒 定及 相 互 间具 有 预定 的温 度梯 度 。 为此 ， 节 机 筒 均 带 有 加 热 和 冷 却 控 制 系 统 。 每 随着 螺 杆 转 速 、 料量 、 炼 物种 类 等不 同 ， 节机筒 的吸热 、 加 混 每 摩 擦 热 、 应生 热均 有很大 的不 同 ， 筒间 的热耦合 不但 反 机
普 遍 采 用 分 离 仪 表 控 制 方 案 ， 部 分 温 控 仪 表 都 采 用 大
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式 中 ， 比例 增 益 ， ｘ 积 分 增 益 ， 是 微 分 增 益 。 ｋ是 ｋ是 ｎ
贝加莱 PCC PLC automotion 应用案例
除此之外，满足苛刻的环境要求、远程 维护、高稳定性、风力发电厂的监控等 要求，这些都可以在B&R的全集成平台 中实现。
在2010亚洲风能大会上，自动化技术的 的厂商，展示了一个全集成的风电控制 领导者贝加莱为风力发电行业自主研发 开发平台。
11/2010
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贝加莱技术助力卫星通信
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封面故事
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前 言
资讯扫描 4 贝加莱成功收购蒙迪艾尔 4 BiSS编码器接口卡 5 EPSG发布第一个通用安全标准 5 便于用户识别的RFID技术 6 SmartMold获得传媒年度塑料工业“技术创新奖” 7 贝加莱纺织机械控制前沿技术聚焦 7 贝加莱：提供风电控制全集成平台
Alp相ina关Tec技是一术家：来自奥地利萨尔茨堡(Salzburg)的特殊设备制
造商，为航空航天工业中的高频天线及望远镜反射镜的自动调 整与定位系统提供创新而专业的解决方案。公司在控制与驱动 技术上非常信赖贝加莱自动化技术-包括工业PC、总线技术和 电机。
在我们所处的时代，世界正在不断地发生着变化，全球的信息被高速地进行处理与传 播。商业与私人通信在瞬间实现，技术人员相隔数千里也能够在同一个产品开发项目 中完成合作，通过远程维护解决问题。通过卫星导航系统，我们在客厅中就能轻松地 获知发生在地球另一面的重大事件，享用无比精确的天气预报。自从爱因斯坦时代开 始，我们所掌握的关于宇宙万物是如何运行的知识就与日俱增。
由于方便集成，防护等级最高可达IP69K 紧凑的设计和预制的USB电缆使射频识 别单元的防护等级最高达到IP69K，并 且不需要增加额外的保护罩壳，这些特
便于用户识别的RFID技术
点都使后续的射频识别单元的安装变得 更加简单。
注塑机的各种控制方式分析
注塑机的各种控制方式分析传统的注塑机一般采用简单的开环控制，即按照预先设定值进行控制。
在设备制造过程中，预先设定好参数值，例如锁模力、循环时间、温度等，由机器在生产过程中加以保持。
例如模具温度可以通过控制加热流体的温度加以保持，塑化温度可以通过控制外加热装置的功率保持。
这种控制方式结构简单，然而抗干扰能力差，控制温度也比较低。
目前，更多的注塑机采用的是闭环控制，即按照在线测量值与设定值的偏差进行控制。
闭环控制系统采用了负反馈回路，抗干扰能力强，当注射速度、注射压力、模腔温度、模腔压力、熔体温度和油压等在生产过程中因干扰出现偏差，机器则通过自适应控制系统对干扰进行自动修正。
这一控制方法抗干扰能力强，控制精度高。
更先进的控制方法是应用计算机进行控制，即构筑闭环实时计算机控制系统。
它包括直接数字控制系统（DDC）、监督计算机控制系统（SCC）、分散控制系统（DCS）和多级控制等几种类型。
目前,常用的注塑机控制系统有三种,即传统继电器型、可编程控制器型和微机控制型。
近年来,可编程序控制器(简称PLC) 以其高可靠性、高性能的特点,在注塑机控制系统中得到了广泛应用。
为了提高注塑机控制系统的水平和品质,一种较PLC 更高层次的、专为中小型控制系统设计的可编程计算机控制器(PCC)应运而生。
PCC集成了标准的PLC 和工业控制计算机的特点,具有多任务分时操作系统,数据运算和处理能力比PLC 更强大。
用PCC 组成注塑机的控制系统,以实现包括位置控制、速度控制、温度控制、故障控制和实时显示等注塑全过程的多种控制,可大大提高塑料制品的品质,有利于提高经济益。
注塑机控制的内容目前，注塑机的过程控制系统主要包含两大部分：一是温度控制系统，以对料筒、熔体和模具的温度进行控制；二是运动控制系统，以对注塑过程的压力、速度、位移进行多级切换。
在温度控制中，其控制精度已经达到了±1℃。
精确的温度控制在精密注塑上有利于提高产品质量以及原材料的利用率，是一项十分重要的指标。
PC盖板注塑工艺及应用
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１产 品概 述
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陶 永 亮 （ 庆川仪工程塑料有限公司 重 ４０ ０ ７１ ２）
摘 要 ：Ｃ Ｐ 盖板 产 品 是用 聚碳 酸 脂Ｐ 料 制作 的 。通 过 对 该 产 品 的描 述 ，用 图表 和 计 算 方 式 解 释 选 择 材 料 、设 备 等 依 据 ， 特 别 是 产 品 注 塑位 置详 ｃ 细 计 算 ，就 注 塑成 型 工 艺 等 参 数 方 面 提 出 一 具体 要 点 进 行 介 绍 。经 生 产 实 践 验 证 ，工 艺 参 数 设 置 合 理 ， 能 保 证 产 品 质 量 ，应 用 可 行 ，产 品 能得 些
ｔ ｔ ｐｅ ｍａｅｉｌ，ｑ ｉｍｅｔ ｅｅｔ ｎｂｓｓＥ ｐ ｃａｙｐｏ ｕｔｎｅｔ ｎｐ ｓｔ ｎｄ ｔｉ ｄｃｌｕａｉｎ Ｊ ｓｉｊｃｉｎｍｏｄｎ ｒｃｓ ａａ ｔｒ ｓｃ ｓ ｏｉ ｅ ｒｔ ｔｒ ｓ ｅｕｐ ｎ ｌ ｉ ａｉ， ｓｅｉｌ ｒｄ ｃ ｉ ｃｉ ｏ ｉｏ ｅａｌ ａ ｌｔ ，ｕ ｔｎｅｔ ｌｉｇｐｏ ｅｓｐｒｍｅ ｓ ｕｈａ ｎｒ ａ ｓ ｃｏ ｌ ｊ ｏ ｉ ｅ ｃ ｏ ｏ ｅ
PCC在注塑机控制系统中的应用
PCC 在注塑机控制系统中的应用陶亦亦(苏州职业大学机电工程系, 江苏苏州215011摘要:提出了在注塑机控制系统中采用先进的电液比例技术和可编程序计算机控制器(简称PCC 的机电一体化控制方案,对注塑机PCC控制系统的硬件构成和软件设计进行了重点介绍。
关键词:可编程计算机控制器(PCC;注塑机;控制系统中图分类号: TH137.5 文献标识码: B 文章编号:1005 —7277(200402 —0045 —041. 引言现代塑料注射成型机, 简称注塑机, 是一个集机、电、液于一体的典型系统,因具有一次能够成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等特点,自问世以来, 发展极为迅速, 目前已成为塑料成型加工的主要设备。
随着计算机技术的发展,计算机控制技术在注塑机上的应用,使智能控制注塑工艺过程中各个参数达到最佳值已成为可能。
西方工业国家已成功推出新一代自动控制塑料机械, 不仅自动化程度高、易操作, 而且生产效率和产品质量也大大提高。
我国中小型塑料机械基本上均采用单体式的温度、压力控制仪表和手动开关控制, 不仅自动化程度无法与国外同类产品相比,而且严重影响产品的加工质量和生产效率。
鉴于此,提出了采用先进的电液比例技术和可编程序计算机控制器(简称PCC 构成的机电一体化控制方案, 该方案具体有以下方面的改进。
在控制方式上,用闭环控制系统代替原来的开环控制系统, 对主要工艺参数(如温度、注射压力、注射速度等进行闭环控制,提高了控制精度,能够大幅度地改善塑料制品的质量; 在编制软件时, 利用软件技术使机器具有报警、自检、自动复位等功能,提高了系统的可靠性;在控制算法上,采用了工业生产中比较成熟的PID 算法。
闭环系统控制原理如图1 所示。
图1 闭环系统控制原理图在液压系统中,采用比例流量阀和比例压力阀代替原来的开关阀,它们与伺服阀相比具有价格便宜, 对工业环境要求不高等优点, 经改进后的油路不仅更广泛地适应注塑制品加工的工艺条件,促进注塑制品质量的提高,而且能利用系统调整工序中所需的压力和流量,节省了功率消耗。
基于PCC的全电动注塑机控制系统设计概要
*来稿日期:2006-11-26*基金项目:全闭环电磁动态高精密注塑机,粤财企[2001]367号A1040305""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#"""""""""""""""$%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%$"""""""""""""""$【摘要】介绍了全电动注塑机的优点及其控制系统的设计,并结合PCC 控制系统的特点给出了一个注塑机控制系统的设计方案。
关键词:注塑机;PCC ;控制系统【Abstract 】Briefly introduces to the merits of the All-Electric injection molding machine and thedesign of its control system,draws out a scheme for the Injection molding machine's control system with the aid of PCC.Key words:Injection molding machine ;Programmable computer controller ;Control system中图分类号:TH12文献标识码:A基于PCC 的全电动注塑机控制系统设计*文生平郑文杰宋建(华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广州510641A control system design for the all-electric injection molding machine based on PCCWEN Sheng-ping ,ZHENG Wen-jie ,SONG Jian(National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing ,South China University of Technology ,Guangzhou 510641,China1引言近年来注塑机向着高精度、高重复性、节能、高操作性、省空间及环保等要求方向发展;而全电动注塑机符合了射出成型机的发展动向。
纳米塑料性能——用PCC作为PVC添加剂的优点
纳米塑料性能——用PCC作为PVC添加剂的优点
王大枋
【期刊名称】《浙江化工》
【年(卷),期】2001(032)004
【摘要】@@ 涂复的超细沉淀碳酸钙(PCC)长期来认为它具有显著改善硬质聚氯乙烯(PVC)加工性能和冲击性能之能力.这个特点为性能提供解释,并提出了取得这些有益结果的一些配方.rn添加剂的重要性rnPVC是一种通用聚合物,它可广泛地用作异型材,管子,管道,套管和连接件.但是上述所用的无增塑聚合物的机械性能还存在一些问题.PVC在高温时会呈现出易变形性和在较低温度时出现脆性.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】王大枋
【作者单位】浙江省化工研究院,杭州,310023
【正文语种】中文
【中图分类】TQ32
【相关文献】
1.一种新型含氟-羧基聚合物添加剂对聚氯乙烯(PVC)膜性能的影响 [J], 王瑞华;沈舒苏;周晓吉;白仁碧
2.添加剂F127对CPVC超滤膜性能的影响研究 [J], 顾倩倩;杨雪霞;张伟;刘倩文;王军
3.添加剂PEG对CPVC/PVB共混膜性能的影响 [J], 刘倩文;张小娟;顾倩倩;王军
4.PVC润滑剂(2):PVC高性能添加剂蒙旦蜡 [J], Michael Schiller;严晴;严一丰
5.氯乙烯悬浮聚合添加剂对CPVC树脂热稳定性能的影响 [J], 白天祥;于二雷;王贺云;陈思羽;魏忠
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聚碳酸酯用途是什么
聚碳酸酯用途是什么聚碳酸酯作为一种重要的高分子材料，具有广泛的用途。
它有许多优秀的性能，例如优异的机械性能、热稳定性、电气绝缘性、耐候性和化学稳定性等，因此被广泛应用于各个领域。
首先，聚碳酸酯在塑料制品的生产中扮演着重要的角色。
由于其良好的加工性能和优异的机械性能，聚碳酸酯被广泛用于制造各种塑料制品，如电器壳体、家用电器配件、汽车零部件、电子产品外壳等。
聚碳酸酯制品具有较高的强度和刚度，同时又具备一定的耐冲击性，能够满足各种应用的需求。
其次，聚碳酸酯在光学领域有着重要的应用。
聚碳酸酯具有良好的透明性和光学性能，特别是在紫外线透射性和耐辐射性方面表现出众。
因此，聚碳酸酯被广泛应用于光学器件，如眼镜镜片、防护面板、透明盾构屏障等。
聚碳酸酯制成的光学产品具有优秀的光学性能和强度，能够满足各种复杂环境下的使用需求。
另外，聚碳酸酯还被广泛应用于纺织领域。
由于聚碳酸酯纤维具有良好的综合性能，如强度高、耐磨损、耐腐蚀等，被用于制作各种纺织品，如服装、家居纺织品等。
同时，聚碳酸酯纤维还具有优异的耐高温性能，能够满足一些特殊领域的需求。
此外，聚碳酸酯还有许多其他的应用。
例如，在建筑领域，由于聚碳酸酯具有良好的耐候性和耐久性，被广泛用于制作建筑材料，如光伏板、隔热材料等。
在包装领域，聚碳酸酯被用于制作各种食品包装材料，如瓶盖、瓶身等。
此外，在医疗领域，聚碳酸酯也被广泛应用于医疗器械、医疗用品等。
总之，聚碳酸酯作为一种多功能的高分子材料，具有广泛的应用前景。
其优异的性能使其能够满足各种领域的需求，为我们的生活带来了诸多便利。
随着技术的不断发展和创新，相信聚碳酸酯在更多领域会有更广阔的应用空间。
聚碳酸酯注塑成型及其应用
聚碳酸酯注塑成型及其应用摘要：本文简单介绍了聚碳酸酯以及它的优缺点和工艺特性，并详细阐述了聚碳酸酯的注塑成型工艺和注塑制品的常见缺陷，同时还详尽介绍了聚碳酸酯材料在各个领域的应用。
关键词：聚碳酸酯注塑成型工艺1 聚碳酸酯的简介聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物的总称，它是一种无毒透明的热塑性工程塑料。
根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。
其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。
目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。
由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
1.1 聚碳酸酯的优缺点聚碳酸酯是一种无色透明热塑性聚合体, 它不仅具有很高的抗冲击强度、优良的热稳定性、耐蠕变性和耐寒性以及良好的电绝缘性、阻燃性,而且可抗紫外线、耐老化。
目前使用的工程塑料中, PC的透明性能是最好的, 可见光透过率高达90%以上。
此外, PC密度低,容易加工成型, 是一种性能优良,应用广泛的工程塑料。
但它的缺点是容易产生应力开裂，耐溶剂性差、不耐碱、高温容易水解、对缺口敏感性大、与其他树脂相溶性差，摩擦因数大，无自润滑性。
1.2 聚碳酸酯的加工工艺特性PC是分子主链结构中含有苯环、异丙基、酯键的线性聚合物，这种结构使其既有刚性又有一定的柔韧性，以及良好的耐高温能力，但同时存在着树脂的熔体粘度高、对水分敏感等不足，给注射成型加工带来一定的难度。
其加工工艺特性是无明显熔点，在正常加工温度即230—320℃范围内熔体粘度高，粘度对剪切速率的敏感性小而对温度的敏感性大，近似于牛顿流体行为;对水分敏感，高温下树脂易水解;制品易产生内应力等。
由此可见，PC是一种较难加工的塑料。
2 注塑成型的基本原理和工艺流程2.1 注塑成型的基本原理注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔内,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。
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PCC 及其在注塑机中的应用
张德荣陶亦亦
(1. 苏州铁路机械学校教产中心机电部,江苏苏州215011
2. 苏州职业大学, 江苏苏州215011)
摘要:本文介绍了新型可编程计算机控制器(PCC) 多任务处理的工作原理以及在注塑机控制系统中的应用, 并给出了注塑机PCC控制系统的构成和任务设定,有效的提高了注塑机的综合性能。
关健词:可编程计算机控制器(PCC) ；注塑机；多任务处理
中图分类号:TH137.5 文献标识码:A 文章编号:1008 - 5475(2003) 03 - 0044 - 03
前言
现代塑料注射成型机, 简称注塑机, 是一个集机、电、液于一体的典型系统, 因具有一次能够成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等特点,自问世以来,发展极为迅速,目前已成为塑料成型加工的主要设备。
但由于注塑过程是一个非稳定、非恒温的过程,在合模、注射、升(降) 温等各生产过程中的工艺参数将直接影响塑料制品的质量, 因而对注塑机的控制系统提出了很高的要求。
必须有完善的自动化控制与调节系统, 保证对注塑机的被控制量具有一定重复精度和灵敏度的可靠控制与调节。
目前已有很多厂家将可编程序控制器(简称PLC) 用于注塑机控制, 但传统的PLC 是单任务型的,对系统来说应用程序仅有一个,巳很难胜任实时系统的控制要求。
近年来, 具有多任务处理功能的新型可编程计算机控制器(简称PCC) 是发展起来的新一代PLC ,它不仅适用于小规模的控制,更能胜任复杂的、对实时性要求高的控制场合,而且其趋势是系统具有可扩展性, 对现场总线和网络的支持也在不断增强。
因此我们研究PCC 的多任务工作原理,并将其用于对注塑机的控制, 对塑料制品质量和经济效益的提高,具有实用价值。
一、PCC 的多任务处理原理
单任务控制方式的PLC 在处理一些复杂的任务时显得不够灵活,甚至不能胜任,具有多任务分时操作系统的PCC 是一种较为适合的控制器。
具有多任务处理能力的PCC 的结构模型如图1所示, 操作系统内核是具有多任务能力的标准操作系统, 它能完成多任务间的处理与应用程序管理等最基本的功能。
中间层是PCC 的专用软件包, 主要由系统管理、系统任务、标准任务管理、高速任务管理、通讯软件等组成,它能控制多任务处理能力的执行, 实现对不同的任务级别按各任务执行顺序进行调用,
监视各任务层的循环时间, 设置、控制和强制处理每个任务层I/ O 以及通讯处理等功能。
外层是应用程序,各个应用程序(又称为任务) 可在PCC 中同时运行, 处理器的能力通过“任务开关”分配到多个应用程序中。
图1 PCC结构模型
为了使多个PCC 任务具有不同的优先级,用户可以将任务设置在不同的任务级别中,
用户也可以给每个任务等级设置不同的循环时间,在设置的循环时间内,相应的任务被执行
一次。
如设某任务的周期时间为50ms , 则系统每50ms 执行一次该级别的任务模块。
在PCC 软件系统中,允许用户使用两种不同的任务层,标准任务层(Task Class) 和高速任务层(HS – Task Class) 。
标准任务层根据可设置的循环时间又可分为四个任务层, 即TC # 1～TC # 4。
高速任务层也分为HS # 1～HS # 4 四个高速任务层。
执行的优先级按HS # 1～HS # 4 - TC # 1～TC # 4依次递减。
应用程序各任务模块级别的设定原则是: 在满足实时性要求的条件下, 应尽量降低其级别, 以避免CPU 过载。
应用程序的各任务模块对CPU的负载度按下式计算:
λ= Ti/ Tt ×100 %
式中:λ- 该任务对CPU的负载度；
Ti - 该任务的实际运行时间(ms) , 可由Profiler 软件测定；
Tt - 该任务所处级别的周期(ms) 。
为保证CPU 可靠运行, 各任务的λ不应超过80 %。
现以TC # 1 和TC # 2 两任务级别的执行情况为例(如图2 所示) , 处理过程实际上是
先执行级别高的任务, 若TC # 1 实际运行时间是4ms , TC # 1 执行完后, 再执行TC # 2 , 由于TC # 2 的运行时间是9ms , 在开始执行TC # 1 到下一次执行( 即周期10ms) 时, TC # 2 还未运行完,因TC # 1 的优先级别高, 所以TC # 2 的执行被打断, 而转去执行TC # 1 ,等执行完TC # 1 后,再转去执行TC # 2。
图2 中①表示操作系统时钟, ②表示系统管理所需时间, ③是TC # 1 的执行时序, ④是TC # 2 的执行时序。
系统管理时间用于对系统任务的管理,此时间不能改变,以10ms 的操作系统时钟为周期执行。
图2 两任务的执行情况
二、PCC 在注塑机中的应用
2. 1 注塑机PCC 控制系统的组成
注塑机控制系统是根据其工作原理,按照注塑工艺流程, 通过PCC对注塑机现场各传感元件的控制和对有关执行部件的控制,实现对不同塑料在注射成型过程中各工艺的自动控制以及自动监测和保护。
控制系统选用贝加莱工业自动化(上海) 公司的2000 系列产品中的B&R2005 型, 它是一种紧凑型产品, 其结构采用模块式, 所有模块尺寸都相同, 可灵活自由地通过设定组合插
拔来扩展系统。
具体选用的模块有: CPU为CPU152 , 应用存储器为ME963 ,电源模块为PS792 , 数字量输入模块为DI477 , 数字量输出模块为DO480 , 模拟量输入模块为AI775 , 温度输入模块为AT350 , 模拟量输出模块为AO775 , LCD 显示模块为DI164 以及基板等。
PCC 整个控制系统的组成框图如图3 所示。
图3 PCC控制系统的组成
控制系统中设有调模、手动注塑、半自动注塑和全自动注塑几种工作方式。
工作方式选择由旋转开关通过PCC 的I/ O 接口电路传送至系统。
系统中有20 多个行程开关, 行程开关采用霍尔元件, 其优点是非接触电磁感应, 调整方便可靠。
这些行程信息也是通过隔离电路经PCC 的I/ O 接口电路传送至系统。
系统中有17个电磁铁,分别控制不同的注塑动作。
输出的控制信号经PCC 的I/ O 接口和隔离电路控制17个电磁铁的通电与断电。
2. 2 PCC 控制的软件系统和任务设定
PCC 控制系统的软件采用模块程序结构, 其程序结构框图见图4。
图4 注塑机PCC控制系统程序结构框图
根据任务模块的级别设立原则和各任务循环时间的确定原则,考虑到各模块的实际执行情况,除人机对话模块和系统初始化模块外, 各任务级别的选择和各任务的循环时间见表1。
具体每一模块的控制程序可根据控制信号流程、控制要求和实现方法采用PLC2000 高级语言或梯形图来编制。
表1 任务信息
任务任务级别循环时间/ ms
故障诊断模块IRQ N.
A.
温度控制模块HS # 1 4
自动控制及处理模块TC# 2 50
数据采集模块TC# 2 50
手动控制及处理模块TC# 1 10
停止处理模块TC# 1 10
系统管理器SYSTEM 10
2. 3 任务设定时应注意的问题
1. 在设计总系统的容量时,留出了10 %的容量供操作系统使用；
2. 安排任务级别时, 本系统把实时性要求高的任务放在高级别中,即执行循环次数多；
3. 在任务设置时, 也为非循环任务留出了足够时间,以保证此类任务的处理时间足够；
4. 在实际运行中, 由于各程序模块的运行需要一定的条件, 所以多任务的运行时刻并
不总是一个常数；
5. 为了提高实时多任务的处理能力, PCC 在硬件上可采用双结构,一个负责与输入/ 输
出模块的通讯,另一个CPU专门用于处理用户程序。
三、结束语
注塑机的加工过程对控制系统的响应速度提出了较高的要求。
采用具有多任务处理能力
的PCC 对系统进行控制, 并合理的设定各任务模块的任务级别, 在注塑机的性能、生产效
率、加工质量等方面有了较大幅度的提高。
在实际应用中, 多任务处理能力越来越显示出其
优越性。
参考文献
[1] 陶亦亦. 注塑机的PCC控制系统[J] . 机械制造与自动化, 2003 ,(1) ,62～64.
[2]齐蓉. 可编程控制器教程[M] . 西安:西北工业大学出版社,2000.
[3]王兴天. 注塑成型技术[M] . 北京:化学工业出版社,1989.
[4] 钟彦. 可编程序控制器在过程控制中的应用[J] . 电讯技术,1998 , (2) ,18～24.
[5] 李其波等. PCC及其在自动校直切断机中的应用[J] . 机床与液压,2000 , (2) , 28～29.
作者简介
张德荣(1969) ,男,工学学士,现从事机械制造专业教学及机电控制产品的研制开发工作。