基于PLC控制的高光注射模温机控制系统

注射生产中模具温度对塑件质量有着至关重要的作用。高光注射RHCM（Rapid Heat Cycle Molding）采用快速热和快速冷却的动态模温控制技术，实现变模温注射工艺，使制品达到无熔痕、高光洁度的质量标准。由于能够取消传统喷涂工艺，减少环境污染，是一种前景广阔的绿色注射工艺。该工艺与常规注射成型工艺的区别主要体现在模具型腔表面温度的动态控制上，故该工艺不能采用普通的的模温机，为缩短成型时间，满足成型要求，研制高光注射温控系统非常必要。

一、高光注射温控系统的工作模式

传统的注射加工，在整个注射成型周期中，冷却液不停循环，保持较低的但相对稳定的模面温度温度，较低维持较短的成型周期。然而，在注射成型中较低模具表面温度会导致塑件产生熔接痕等外观和内在质量上的诸多缺陷。

高光注射技术则采用一种动态模温控制方式，根据各工艺阶段的特点，随时调整模具温度。在注射之前，将模具型腔表面加热至工艺要求的温度值，一般来讲应当高于聚合物的玻璃化转变温度，然后注射。在熔体充模流动过程中，模具温度始终保持在一个相对较高的水平上，随后在保压阶段的后期或注塑机开始溶胶时，快速冷却已定型的聚台物熔体，闭模时又加热模具，快速升温。

如图所示：

由于高光注射时需要较高的模具温度，冷却阶段又要降到较低温度，如果采用常规的模温机，使模温控制技术保持相对稳定的模具表面温度，势必会延长成型周期，所以高光注射需要采用快速加热和快速冷却的变模温技术即RHCM注射工艺。 目前RHCM注射工艺中加热系统主要采用蒸汽加热、水加热、电加热、感应加热和红外线加热等方式。而使高温热水加热的RHCM温控系统采用热容比高的水作为加热媒介，模具升温快速，且使用循环系统节能环保生产成本相对较低。

二、模具温度控制系统工作方式

在注射成型过程中，根据变模温注射工艺对模具温度控制的要求，通过温控设备控制系统控制相关管路阀门的启闭，使模具内部管道中的加热/冷却介质交替变换，从而实现模具温度的动态控制。采用这种温度控制系统的RHCM注射工艺可分为以下4个工作阶段：

（1）在注塑机控制合模过程中，模温控制器控制相关设备向模具内加热冷却水路管道中通入高温热水，快速加热模具。

（2）模具温度到达所要求的温度后，停止向模具内加热，同时注塑机开始注射，注射工艺进入充模阶段。在熔体充模过程中，利用高温热水保持模具温度的恒定。

（3）当注射保压完成后，模温控制器控制相关设备向模具内加热冷却水路管道中通入冷却水，使模具快速降温。

（4）当模具温度降低到要求的温度时，利用压缩空气将管道中残留的冷却水吹出，为下一个注射循环做好准备。完成上述过程后，注塑机控制开模，在顶出机构的作用下取出塑件，从而完成一个塑件的生产循环。

三、高光注射模温控制系统的原理

高光注射模温控制系统主要有控制对象主要为水泵电机与电磁阀，根据工艺流程进行不同的动作。工作方式分为全自动模式和手动模式。全自动模式分为准备程序（热水内循环）、加热模具程序、冷却模具程序、模具水路中冷水吹除程序。按设计要求，各步序按照在工艺分别设定的时间依次循环进行。手动模式则可按需要单独进行其中的步序，方便系统调试。

PLC有着运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高、使用方便、编程灵活、抗干扰能力强等特点，触摸屏是一种新型可编程控制终端，反应速度快、节省空间，易于交流等特点适用于现场控制，因此在工艺参数较多又需要人机交互时，使用基于触摸屏的PLC控制技术可提高整个生产的自动化控制水平、减轻劳动强度、提高劳动生产率和降低生产成本。

为此提出应用PLC和触摸屏技术的高光注射模温控制系统（RHCM），实现高光注射对温度控制系统的要求，PLC还可对系统的水位、温度、压力进行闭环控制，出现故障时及时报警，实现对注射模温度的动态、高效、稳定控制。

在PLC触摸屏屏上可分别设定加热模具、冷却模具和吹除冷水的时间以及热水最高温度，当按下预备后，高光注射模温控制系统（RHCM）进行温度、压力检测并运行相应程序，然后通过自动和手动按钮可分别进行两种不同模式工作。

本文介绍了以高温热水为媒介的高光注射模温控制系统（RHCM）的设计原理，通过于PLC和触摸屏的联合应用，简化了现场操作，提高了高光注射生产的自动化控制水平，减轻了劳动强度，提高劳动生产率和降低生产成本。

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