注塑机储料/清料功能
1. 概述
1.1 功能简介
核心功能：储料功能是注塑机的重要功能之一，负责将塑料颗粒通过料筒加热熔融并输送到注射区域，为后续的射出过程做准备。储料过程的控制精度直接影响产品的重量一致性和成型质量。
1.2 工艺特点
工艺特性：
- 多段储料控制：支持8段储料工艺参数，实现精确的物料计量
- 背压控制：支持储料背压控制，确保物料均匀熔融
- 位置控制：支持电子尺和行程开关两种位置控制方式
- 斜率控制：支持压力和速度的启动/停止斜率控制
- 安全机制：包含超时保护、状态互锁等多重安全保障
- 平台兼容性：支持Luban平台（基于Beremiz二次开发）运行，采用标准IEC 61131-3 ST语法实现
1.3 技术架构
本功能采用分层架构设计，参考研发部提供的液压系统建模方案，结合倍福TF8560塑料技术功能标准，实现模块化、标准化设计。
2. 核心控制机制
2.1 储料状态机 (E_MeterState)
状态机控制：储料功能采用统一状态机管理，包含空闲、初始化、储料中和储料完成等状态。
状态说明
| 状态值 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | eState_Idle | 空闲状态 |
| 1 | eState_Init | 初始化状态 |
| 2 | eState_Metering | 储料中(8段) |
| 3 | eState_Metered | 储料完成 |
| 4 | eState_Error | 错误状态 |
2.2 控制命令机制
| 命令 | 说明 | 响应 |
|---|---|---|
| bStart | 启动命令 | 启动储料动作 |
| bStop | 停止命令 | 有减速停止 |
| bEStop | 急停命令 | 立即停止，无减速 |
| bReset | 复位命令 | 重置错误状态 |
2.3 储料方式选择 (uiMeterMode)
| 方式值 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | 电子尺模式 | 通过电子尺位置反馈控制 |
| 1 | 行程模式 | 通过行程开关控制 |
3. 功能阶段定义
3.1 储料阶段（8段）
储料阶段说明：
- 多段控制：支持8段储料工艺参数，实现精确的物料计量
- 背压控制：各段可设置独立的背压参数
- 速度控制：各段可设置独立的压力、速度和位置参数
- 斜率控制：支持压力和速度的启动/停止斜率
| 阶段编号 | 阶段名称 | 主要功能 | 控制参数 | 转换条件 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 储料1段 | 一级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 2 | 储料2段 | 二级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 3 | 储料3段 | 三级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 4 | 储料4段 | 四级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 5 | 储料5段 | 五级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 6 | 储料6段 | 六级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 7 | 储料7段 | 七级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
| 8 | 储料8段 | 八级储料 | 压力、背压、速度、位置、斜率 | 位置到达或时间到 |
3.2 阀门输出控制
| 阶段 | 射退阀 (gvl_dqSuckBackControl) | 储料阀 (gvl_dqScrewBackControl) | 说明 |
|---|---|---|---|
| 前射退 | TRUE | FALSE | 射出完成后，螺杆向后移动 |
| 储料阶段 | TRUE | TRUE | 同时输出，确保储料稳定 |
| 后射退 | TRUE | FALSE | 防止熔料在喷嘴处固化 |
| 其他阶段 | FALSE | FALSE | 关闭所有阀门 |
4. 控制流程
4.1 储料过程流程
4.1.1 储料流程示意图
4.1.2 储料流程序列图
⚠️ 重要说明：
- 储料等级段数可通过
uiMeterSegCnt参数设定（1-8段）- 储料过程支持背压控制，可通过
uiBackPres参数设置
5. 数据结构与功能块
5.1 核心数据结构
5.1.1 E_MeterState 枚举类型
用途：定义储料动作的状态机状态
| 值 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | eState_Idle | 空闲状态 |
| 1 | eState_Init | 初始化状态 |
| 2 | eState_Metering | 储料中(8段) |
| 3 | eState_Metered | 储料完成 |
| 4 | eState_Error | 错误状态 |
5.1.2 ST_MeterSeg 结构体
用途：定义储料单段工艺参数
| 字段名 | 类型 | 有效范围 | 说明 |
|---|---|---|---|
| uiSPres | UINT | 0-1000 | 设定压力 |
| uiBackPres | UINT | 0-1000 | 设定背压 |
| uiSpd | UINT | 0-1000 | 设定速度 |
| udiPos | UDINT | 0-4294967295 | 设定位置 |
| uiPresGrad | UINT | 0-1000 | 设定压力斜率 |
| uiSpdGrad | UINT | 0-1000 | 设定速度斜率 |
5.1.3 ST_MeterPara 结构体
用途：定义完整储料工艺参数
| 字段名 | 类型 | 有效范围 | 说明 |
|---|---|---|---|
| uiMeterSegCnt | UINT | 1-8 | 储料段数选择 |
| uiMeterMode | UINT | 0-1 | 储料方式 (0:电子尺 1:行程) |
| uiMeterLimitTime | UINT | 0-65535 | 储料限制时间 |
| aMeterSeg[1..8] | ARRAY OF ST_MeterSeg | - | 储料多段设定参数 |
| uiMeterPresStartGrad | UINT | 0-1000 | 压力启动斜率 |
| uiMeterPresStopGrad | UINT | 0-1000 | 压力停止斜率 |
| uiMeterSpdStartGrad | UINT | 0-1000 | 速度启动斜率 |
| uiMeterSpdStopGrad | UINT | 0-1000 | 速度停止斜率 |
5.2 功能块定义
5.2.1 FB_Meter 功能块
用途：储料控制功能块
输入输出参数：
| 参数名 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| stMeterAxis | ST_AxisRefHyd | 轴数据结构 |
输入参数：
| 参数名 | 类型 | 有效范围 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| bStart | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 启动 |
| bStop | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 停止(有减速停) |
| bEStop | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 急停(立即停止) |
| bReset | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 复位 |
| stMeterPara | ST_MeterPara | - | - | 工艺参数 |
| bMeterStop | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 储料停止 |
| udiInjElecRulerVal | UDINT | 0-4294967295 | 0 | 射胶电子尺值 |
输出参数：
| 参数名 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| bBusy | BOOL | 忙状态 |
| bDone | BOOL | 完成状态 |
| bAlarm | BOOL | 报警状态 |
| dwAlarmID | DWORD | 报警代码（按位标识：Bit0储料超时 Bit1位置超限） |
| uiActHint | UINT | 当前动作状态 |
| uiActTime | UINT | 当前动作运行时间 |
| bMetered | BOOL | 储料完成 |
| uiPresCmd | UINT | 压力命令输出 |
| uiBackPresCmd | UINT | 背压命令输出 |
| uiSpdCmd | UINT | 速度命令输出 |
| udiPosCmd | UDINT | 位置命令输出 |
6. 核心参数说明
6.1 储料关键参数
| 参数类别 | 参数名称 | 程序变量名 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 段数参数 | 储料段数 | uiMeterSegCnt | 设定储料段数 (1-8段) |
| 控制参数 | 储料方式 | uiMeterMode | 0:电子尺 1:行程 |
| 时间参数 | 储料限制时间 | uiMeterLimitTime | 储料过程总时间限制 |
| 工艺参数 | 储料压力 | aMeterSeg[1..8].uiSPres | 储料各段压力设定 |
| 工艺参数 | 储料背压 | aMeterSeg[1..8].uiBackPres | 储料各段背压设定 |
| 工艺参数 | 储料速度 | aMeterSeg[1..8].uiSpd | 储料各段速度设定 |
| 工艺参数 | 储料位置 | aMeterSeg[1..8].udiPos | 储料各段位置设定 |
| 斜率参数 | 压力启动斜率 | uiMeterPresStartGrad | 储料压力启动斜率 |
| 斜率参数 | 压力停止斜率 | uiMeterPresStopGrad | 储料压力停止斜率 |
| 斜率参数 | 速度启动斜率 | uiMeterSpdStartGrad | 储料速度启动斜率 |
| 斜率参数 | 速度停止斜率 | uiMeterSpdStopGrad | 储料速度停止斜率 |
7. 功能块实现
7.1 动作提示码 (uiActHint)
| 值 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | 无动作 | 当前无动作执行 |
| 1 | 报警状态 | 系统处于报警状态 |
| 2 | 储料完成 | 储料阶段已完成 |
| 10 | - | 预留 |
| 11-18 | 储料1-8段 | 储料各段状态 |
8. 安全保护机制
8.1 超时保护
- 储料限制时间保护：监控整个储料过程，超过设定总时间则报警
- 各段超时保护：各段工艺参数都应有合理的时间限制
8.2 位置保护
- 电子尺位置监控：实时监控螺杆位置
- 位置极限保护：防止超出机械行程极限
8.3 状态互锁
- 状态机互锁：各状态间应有明确的转换条件，防止异常跳转
- 命令互锁：启动、停止、急停命令应有优先级处理
9. 平台兼容性
支持平台
- Luban平台：基于Beremiz二次开发，支持标准IEC 61131-3 ST语法
- 倍福TF8560：参考倍福TF8560塑料技术功能标准实现
10. 参数调整指南
10.1 储料参数调整
调整建议：储料参数的调整应根据产品材质、模具结构和制品要求进行优化。
背压调整：根据物料特性和塑化要求选择合适的背压
- 背压有助于物料均匀熔融
- 背压过大可能导致温度升高和降解
速度调整：根据填充阶段调整速度
- 初始阶段速度较慢，保证物料平稳进入料筒
- 中段速度加快，提高生产效率
位置调整：电子尺位置用于精确控制各段切换点
- 确保各段位置设置合理，保证计量精度
10.2 背压控制调整
- 背压作用：在熔融过程中建立背压，帮助物料均匀混合和熔融
- 背压设置：根据材料特性调整，过高会导致温度升高
- 零背压选项：某些材料可能需要零背压控制
11. 调试与故障排除
11.1 常见问题与解决方案
| 问题现象 | 可能原因 | 解决建议 |
|---|---|---|
| 储料不足 | 背压参数设置过低 | 检查并调整背压参数 |
| 制品重量不稳 | 储料位置不一致 | 检查电子尺信号和位置参数 |
| 储料超时 | 各段时间设置过长 | 优化各段时间参数 |
| 物料降解 | 背压过高或储料时间过长 | 降低背压和储料时间 |
11.2 报警处理
| 报警代码 | 说明 | 处理方法 |
|---|---|---|
| 1001 | 储料超时 | 检查储料各段时间设置，检查螺杆和料筒状态 |
| 1002 | 位置超限 | 检查储料位置参数是否超出机械行程 |
12. 数据流说明
- 输入层：接收工艺参数设定、控制命令和传感器反馈
- 处理层：进行参数校验、状态机控制、逻辑运算
- 输出层：生成压力、背压、速度和位置命令到液压驱动
13. 清料功能
13.1 功能概述
🧹
清料功能清料功能用于在更换原料或清理料筒时，将残留物料从料筒中推出。清料过程通过射出动作将物料从喷嘴处排出。
13.2 清料控制参数
| 参数名称 | 地址 | 说明 |
|---|---|---|
| 清料射出 | D0360 | 清料射出压力 |
| 清料射退 | D0350 | 清料射退压力 |
| 自动清料 | D0393 | 自动清料功能开关 |
| 清料次数 | D0394 | 自动清料次数 |
13.3 清料流程
13.4 阀门输出
| 阶段 | 射退阀 | 储料阀 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 清料射出 | FALSE | FALSE | 射出阀打开，物料射出 |
| 清料射退 | TRUE | FALSE | 射退阀打开，防止漏料 |
14. 相关文档与参考
- 储料定义.st
- 《功能块使用指南.md》：功能块的详细使用说明
- 《注塑液压系统建模分析2.md》：研发部提供的液压系统建模方案
- 《GM2XX立式驱控一体使用说明书》：系统总体说明
15. 文档信息
适用范围：立式注塑机储料控制功能开发项目 数据定义基准：储料定义.st
15.1 版本控制
版本历史
文档的版本变更记录，跟踪文档的演进过程。
| 版本 | 日期 | 作者 | 变更说明 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 2025-09-20 | 汪工 | 初始版本，完成基本功能描述。完善储料/清料流程图等 |
| 1.1 | 2026-03-27 | 周工/汪工 | 根据储料定义.st更新内容；调整文档结构与开合模保持一致；更新流程图参考多级循环格式；完善参数说明和调试指南； |
| 1.2 | 2026-04-02 | 周工/汪工 | uiAlarmID改为dwAlarmID |