③、当工件冷却需自动顶出和洗模时需对模板进行开模控制，但其不能无休止的开模，即一直向左移，否则压铸机将被设计的无限大，此时需对其进行左限位控制，即：开模确认限位开关 SQ2

④、当开始射料时需对模板进行关模控制，但其不能无休止的关模，即一直向右移，否则将会撞上机器右面固定的部分，使压铸机受损，此时需对其进行右限位控制，即：关模确认限位开关SQ3

⑤、当关模结束，并要求射料时，需有一个开关确认活塞以便确认已射满空腔，即：射出确认限位开关SQ4

通过图4.1.1-1的金属压铸机的工艺流程图以及对输入点的分析可知，根据按钮SB和限位开关SQ的输入情况，确定的输入点为9点。

4.1.2、输出点的确定

在有输入信号的情况下，需要输出相应的各种控制信号对执行元件进行控制，使系统按照要求进行相应的动作。因此，输出信号有：

①、确定压铸机内部PLC是否已经运行，即：压铸机的PLC运行指示驱动信号。故需压铸机的PLC运行指示灯1个

②、确定金属压铸机本身机器的正常工作，即：机器工作指示驱动信号。故需压铸机本身机器运行指示灯1个

③、在射料和自动顶出零件时，需进行开模和关模动作，即：开模/关模驱动信号。故需开模/关模电磁阀2个

④、在完成自动顶出时，需对内空腔进行洗模处理，需进行喷嘴下移动作，即：喷嘴下移驱动信号。故需喷嘴下移电磁阀1个

⑤、在完成自动顶出时，需对内空腔进行洗模处理，即：洗模液驱动信号。故需洗模液电磁阀1个

⑥、在结束洗模过程以后，需进行喷嘴上移动作，即：喷嘴上移驱动信号。故需喷嘴上移电磁阀1个

⑦、当射料完成后，需对内腔进行冷却一段时间，即:冷却水驱动信号。故需冷却水电磁阀1个

⑧、当关模完毕以后，需对内空腔进行射料操作使其动作，即：射出驱动信号。故需射出电磁阀1个

根据以上确定以上所述设备的输出控制信号情况，确定的输出点数为9点。 综合4.1.1和4.1.2所述，确定输入/输出（I/O）点数为9个输入加9个输出，共18个点数。

4.2、PLC的选型

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目前主要PLC生产厂家有三菱、欧姆龙、西门子、等。西门子PLC用于大型

工控、自动化中，数据处理比较好，相比之下，三菱PLC是比较普通，性价比好，多数用于顺序控制或是伺服控制，但系统相对之下不是很稳定；欧姆龙PLC比三菱PLC性能稍好一点，但价格相对较高且功能小一些，适用于小系统的编程，多数用于顺序控制或是伺服控制。三者相较之下，西门子PLC具有长期兼容性和可用性，且经济实用，所以说选择西门子PLC。

西门子PLC的产品又有各种系列，其中以S7-200、S7-300、S7-400三种最为常用。S7-200适用于一系列机械设备或用作独立的解决方案，应用于性能要求较低的自动化任务，且其属于整体式PLC。整体式PLC一般可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展；S7-300设计紧凑，在CPU集成了许多功能，属于故障安全类型；S7-400具有优异的高速处理能力和通讯性能，属于故障安全与容错类型。而S7-300和S7-400均属于模块式PLC。模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。主要用于大、中型PLC。

根据控制方案，输入/输出信号方面：系统需要4个按钮SB1~SB4、5个限位开关SQ2~SQ6共9点数字量输入信号，和2个指示灯、7个电磁阀共9点数字量输出，不需模拟量模块，同时考虑到余量，因S7-200CPU221（I/O=6/4）和S7-200CPU222（I/O=8/6）的I/O口点数不满足本次设计要求，而S7-200CPU226（I/O=24/16）虽满足要求，但是不必大材小用，故选用S7-200CPU224（I/O=14/10）型号PLC来控制系统。

4.2.1、I/O地址分配

将9个输入信号和9个输出信号，按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与PLC I/O端地址编号对照表，如图4.2.1-1所示。

表4.2.1-1 I/O地址分配表

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输入端子号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 输出端子号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 地址号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 信号名称 启动按钮SB1 停止按钮SB2 操作方式选择SB3 开模限位开关SQ2 关模限位开关SQ3 射出限位开关SQ4 说明 按钮 按钮 按钮 限位开关 限位开关 限位开关 喷嘴上限限位开关SQ5 限位开关 喷嘴下限限位开关SQ6 限位开关 复位按钮SB4 PLC运行指示 机器工作指示 关模电磁阀 开模电磁阀 喷嘴下移电磁阀 洗模液电磁阀 喷嘴上移电磁阀 冷却水电磁阀 射出电磁阀 按钮 灯 灯 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀

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图4.2.1-2 PLC控制原理图

4.3、控制系统的设计

原位：模板在开模确认位置，开模确认限位开关闭合；洗模嘴上升归位，喷嘴归位限位开关闭合。

关模：有启动信号按下后，关模电磁阀通电，模板右移。

射出：当模板右移到位，射出确认限位开关闭合，射出电磁阀通电，射出活塞向左移，将金属推进模内。

冷却：射出活塞自动归位，射出确认限位开关闭合，冷却水电磁阀通电，利用冷却水成型。

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