注塑机中子功能技术文档
1. 概述
1.1 功能简介
中子功能是注塑机的重要辅助功能，用于模具的侧向抽芯，在注塑过程中起关键作用。该功能通过精确控制中子的前进和后退动作，确保模具的侧向抽芯和复位过程平稳、安全且高效。
1.2 工艺特点
- 双向动作：支持中子前进和后退两个方向的动作控制
- 位置检测：支持DI传感器位置检测
- 安全机制：包含超时保护、位置检测、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
- 参数控制：支持压力、速度、时间、计数等多种控制参数
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 状态管理机制
中子功能采用状态机管理，通过 E_CoreState 枚举类型定义了7种状态：
2.2 控制命令机制
中子功能支持四种控制命令：
| 命令 | 说明 | 响应 |
|---|---|---|
bStart | 启动命令 | 启动中子动作 |
bStop | 停止命令 | 有减速停 |
bEStop | 急停命令 | 立即停止，无减速停 |
bReset | 复位命令 | 重置错误状态 |
2.3 模式选择机制
中子功能支持三种模式：
| 模式 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| 无模式 | 0 | 不执行任何动作 |
| 中子进模式 | 1 | 执行中子进动作 |
| 中子退模式 | 2 | 执行中子退动作 |
3. 功能阶段定义
3.1 中子进功能阶段
| 阶段编号 | 阶段名称 | 主要功能 | 控制参数 | 阶段转换条件 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 初始化 | 初始化参数，准备动作 | 无 | 启动信号触发 |
| 2 | 中子进中 | 执行中子进动作 | 压力、速度、位置 | 到位检测或超时 |
| 3 | 中子进完成 | 保持完成状态 | 无 | 到位检测或超时 |
3.2 中子退功能阶段
| 阶段编号 | 阶段名称 | 主要功能 | 控制参数 | 阶段转换条件 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 初始化 | 初始化参数，准备动作 | 无 | 启动信号触发 |
| 2 | 中子退中 | 执行中子退动作 | 压力、速度、位置 | 到位检测或超时 |
| 3 | 中子退完成 | 保持完成状态 | 无 | 到位检测或超时 |
4. 控制流程
4.1 中子进过程流程
4.1.1 中子进流程示意图
4.1.2 中子进流程序列图
4.2 中子退过程流程
4.2.1 中子退流程示意图
4.2.2 中子退流程序列图
⚠️ 重要说明：
- 中子动作必须与开模、合模等动作协调，避免干涉
- 中子进动作通常在合模前执行，中子退动作通常在开模后执行
5. 数据结构与功能块
5.1 核心数据结构
5.1.1 E_CoreState 枚举类型
用途：定义中子功能的状态机状态
| 值 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | eState_Idle | 空闲状态 |
| 1 | eState_Init | 初始化 |
| 2 | eState_CoreIning | 中子进中 |
| 3 | eState_CoreIned | 中子进完成 |
| 4 | eState_CoreOuting | 中子退中 |
| 5 | eState_CoreOuted | 中子退完成 |
| 6 | eState_Error | 错误状态 |
5.1.2 ST_CoreSeg 结构体
用途：定义中子单段工艺参数
| 字段名 | 类型 | 有效范围 | 初始值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
uiPres | UINT | 0-1000 | 0 | 设定压力 |
uiSpd | UINT | 0-1000 | 0 | 设定速度 |
uiTime | UINT | 0-65535 | 0 | 设定停止时间 |
uiCount | UINT | 0-65535 | 0 | 设定停止计数 |
5.1.3 ST_CorePara 结构体
用途：定义中子完整工艺参数
| 字段名 | 类型 | 有效范围 | 初始值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
uiCoreInStartMode | UINT | 0-1 | 0 | 中子进开始方式 (0:行程 1:位置) |
uiCoreInStroke | UINT | 0-65535 | 0 | 中子进开始行程 |
udiCoreInPos | UDINT | 0-4294967295 | 0 | 中子进开始位置 |
uiCoreInStopMode | UINT | 0-2 | 0 | 中子进停止方式 (0:时间 1:行程 2:计数) |
uiCoreInLimitTime | UINT | 0-65535 | 0 | 中子进限制时间 |
stCoreInSeg | ST_CoreSeg | - | - | 中子进设定参数 |
uiCoreInPresStartGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 压力启动斜率 |
uiCoreInPresStopGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 压力停止斜率 |
uiCoreInSpdStartGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 速度启动斜率 |
uiCoreInSpdStopGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 速度停止斜率 |
uiCoreOutStartMode | UINT | 0-1 | 0 | 中子退开始方式 (0:行程 1:位置) |
uiCoreOutStroke | UINT | 0-65535 | 0 | 中子退开始行程 |
udiCoreOutPos | UDINT | 0-4294967295 | 0 | 中子退开始位置 |
uiCoreOutStopMode | UINT | 0-2 | 0 | 中子退停止方式 (0:时间 1:行程 2:计数) |
uiCoreOutLimitTime | UINT | 0-65535 | 0 | 中子退限制时间 |
stCoreOutSeg | ST_CoreSeg | - | - | 中子退设定参数 |
uiCoreOutPresStartGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 压力启动斜率 |
uiCoreOutPresStopGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 压力停止斜率 |
uiCoreOutSpdStartGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 速度启动斜率 |
uiCoreOutSpdStopGrad | UINT | 0-1000 | 0 | 速度停止斜率 |
stCoreInDbgSeg | ST_CoreSeg | - | - | 中子进调试段参数 |
stCoreOutDbgSeg | ST_CoreSeg | - | - | 中子退调试段参数 |
5.2 功能块定义
5.2.1 FB_Core 功能块
用途：完整的中子控制功能块，集成中子进和中子退控制
指令格式：
| 指令 | 名称 | FB/FC | LD/FBD表示 | ST表现 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
FB_Core | 中子 | FB |  |  |
输入输出参数：
| 参数名 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
stCoreAxis | ST_AxisRefHyd | 轴数据结构 |
输入参数：
| 参数名 | 类型 | 有效范围 | 初始值 | 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，无减速停) |
bReset | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 复位 |
uiCoreMode | UINT | 0-4 | 0 | 中子模式 (0:无模式 1:中子进模式 2:中子退模式 3:中子进(调试模式) 4:中子退(调试模式)) |
stCorePara | ST_CorePara | - | - | 上位机设定参数 |
bCoreInStop | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 中子进停止 |
bCoreOutStop | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 中子退停止 |
输出参数：
| 参数名 | 类型 | 有效范围 | 初始值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
bBusy | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 忙状态 |
bDone | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 完成状态 |
bAlarm | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 报警状态 |
dwAlarmID | DWORD | 0-4294967295 | 0 | 报警代码（按位标识：Bit0中子进超时 Bit1中子退超时 Bit2位置超限 Bit3传感器异常） |
uiActHint | UINT | 0-65535 | 0 | 当前动作状态（0:无动作 1:报警状态 2:中子进完成 3:中子退完成 10:预留 11:中子进1段 21:中子退1段） |
uiActTime | UINT | 0-65535 | 0 | 当前动作运行时间 |
bCoreIned | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 中子进完成 |
bCoreOuted | BOOL | FALSE,TRUE | FALSE | 中子退完成 |
uiPresCmd | UINT | 0-1000 | 0 | 压力命令输出 |
uiSpdCmd | UINT | 0-1000 | 0 | 速度命令输出 |
udiPosCmd | UDINT | 0-4294967295 | 0 | 位置命令输出 |
6. 核心参数说明
6.1 中子进关键参数
| 参数类别 | 参数名称 | 程序变量名 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 启动参数 | 中子进开始方式 | uiCoreInStartMode | 设定中子进开始的触发方式 (0:行程 1:位置) |
| 启动参数 | 中子进开始行程 | uiCoreInStroke | 中子进开始的行程值 |
| 启动参数 | 中子进开始位置 | udiCoreInPos | 中子进开始的位置值 |
| 停止参数 | 中子进停止方式 | uiCoreInStopMode | 设定中子进停止的触发方式 (0:时间 1:行程 2:计数) |
| 停止参数 | 中子进限制时间 | uiCoreInLimitTime | 中子进动作的时间限制 |
| 工艺参数 | 中子进压力 | stCoreInSeg.uiPres | 中子进动作的压力设定 |
| 工艺参数 | 中子进速度 | stCoreInSeg.uiSpd | 中子进动作的速度设定 |
| 工艺参数 | 中子进停止时间 | stCoreInSeg.uiTime | 中子进到位后的停止时间 |
| 工艺参数 | 中子进停止计数 | stCoreInSeg.uiCount | 中子进到位后的停止计数 |
| 斜率参数 | 压力启动斜率 | uiCoreInPresStartGrad | 中子进压力的启动斜率 |
| 斜率参数 | 压力停止斜率 | uiCoreInPresStopGrad | 中子进压力的停止斜率 |
| 斜率参数 | 速度启动斜率 | uiCoreInSpdStartGrad | 中子进速度的启动斜率 |
| 斜率参数 | 速度停止斜率 | uiCoreInSpdStopGrad | 中子进速度的停止斜率 |
6.2 中子退关键参数
| 参数类别 | 参数名称 | 程序变量名 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 启动参数 | 中子退开始方式 | uiCoreOutStartMode | 设定中子退开始的触发方式 (0:行程 1:位置) |
| 启动参数 | 中子退开始行程 | uiCoreOutStroke | 中子退开始的行程值 |
| 启动参数 | 中子退开始位置 | udiCoreOutPos | 中子退开始的位置值 |
| 停止参数 | 中子退停止方式 | uiCoreOutStopMode | 设定中子退停止的触发方式 (0:时间 1:行程 2:计数) |
| 停止参数 | 中子退限制时间 | uiCoreOutLimitTime | 中子退动作的时间限制 |
| 工艺参数 | 中子退压力 | stCoreOutSeg.uiPres | 中子退动作的压力设定 |
| 工艺参数 | 中子退速度 | stCoreOutSeg.uiSpd | 中子退动作的速度设定 |
| 工艺参数 | 中子退停止时间 | stCoreOutSeg.uiTime | 中子退到位后的停止时间 |
| 工艺参数 | 中子退停止计数 | stCoreOutSeg.uiCount | 中子退到位后的停止计数 |
| 斜率参数 | 压力启动斜率 | uiCoreOutPresStartGrad | 中子退压力的启动斜率 |
| 斜率参数 | 压力停止斜率 | uiCoreOutPresStopGrad | 中子退压力的停止斜率 |
| 斜率参数 | 速度启动斜率 | uiCoreOutSpdStartGrad | 中子退速度的启动斜率 |
| 斜率参数 | 速度停止斜率 | uiCoreOutSpdStopGrad | 中子退速度的停止斜率 |
⚠️ 重要说明：
- 所有参数均使用无符号整数类型存储，符合PLC编程规范
- 实际使用时，需要根据硬件特性和工艺要求进行适当的参数调整
7. 功能块实现
7.1 FB_Core 实现详解
7.1.1 核心逻辑
- 状态管理：使用
E_CoreState枚举类型管理中子的各种状态 - 模式控制：根据
uiCoreMode参数选择中子进或中子退模式 - 阶段控制：
- 中子进：初始化 → 中子进中 → 中子进完成
- 中子退：初始化 → 中子退中 → 中子退完成
- 到位判断：通过DI传感器信号进行到位检测
- 安全保护：包含超时保护、状态互锁等安全机制
- 命令输出：根据当前状态输出压力、速度和位置命令
7.1.2 状态转换逻辑
- 中子进流程：空闲状态 → 初始化 → 中子进中 → 中子进完成
- 中子退流程：空闲状态 → 初始化 → 中子退中 → 中子退完成
- 错误处理：任何状态 → 错误状态（发生错误时）
- 复位流程：错误状态 → 空闲状态（收到复位命令时）
8. 安全保护机制
8.1 超时保护
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 触发条件 | 中子动作时间超过设定的时间限制 |
| 响应措施 | 触发错误报警，停止当前动作 |
| 参数控制 | 通过 uiCoreInLimitTime 和 uiCoreOutLimitTime 参数设置时间限制 |
8.2 位置检测
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 检测方式 | 通过DI传感器信号进行到位检测 |
| 信号输入 | bCoreInStop（中子进停止）和 bCoreOutStop（中子退停止） |
| 优势 | 直接可靠，不受其他因素影响 |
8.3 状态互锁
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 互锁机制 | 中子进和中子退动作互锁，避免同时输出 |
| 实现方式 | 在功能块逻辑中确保中子进和中子退状态不同时激活 |
| 优势 | 防止执行机构冲突，保护设备安全 |
8.4 错误代码说明
| 错误代码 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | 无错误 | 正常状态 |
| 1001 | 中子进未定时完成 | 中子进动作超过设定时间 |
| 1002 | 中子退未定时完成 | 中子退动作超过设定时间 |
9. 平台兼容性
9.1 Luban平台适配
本小节内容与开合模功能基本一致，详细操作说明请参考开合模功能章节。
10. 参数调整指南
10.1 压力流量参数调整
压力参数：
- 中子进压力：根据模具抽芯力大小调整，确保能够克服抽芯阻力
- 中子退压力：通常略大于中子进压力，确保能够可靠复位
流量参数：
- 流量大小影响动作速度，应根据工艺要求和设备能力调整
- 过大的流量可能导致动作过于剧烈，影响设备寿命
10.2 位置参数调整
开始位置/行程：
- 根据模具运动轨迹设定，确保中子动作与其他动作协调
- 应留有适当余量，避免机械碰撞
停止方式：
- 根据工艺要求选择合适的停止方式（时间、行程或计数）
- 时间停止方式适用于动作时间相对固定的场景
- 行程或计数停止方式适用于需要精确定位的场景
10.3 时间参数调整
时间限制：
- 应根据实际动作时间适当设置，避免频繁触发错误
- 一般设置为实际动作时间的1.5-2倍
停止时间：
- 根据工艺要求设置，确保中子到位后有足够的稳定时间
10.4 斜率参数调整
压力斜率：
- 启动斜率：控制压力上升的快慢，影响动作的平稳性
- 停止斜率：控制压力下降的快慢，影响动作的停止精度
速度斜率：
- 启动斜率：控制速度上升的快慢，影响动作的平稳性
- 停止斜率：控制速度下降的快慢，影响动作的停止精度
11. 调试与故障排除
11.1 常见故障处理
| 故障现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 中子动作超时 | 压力不足、负载过大、位置检测故障 | 检查压力参数、负载情况、位置传感器 |
| 中子不到位 | 位置参数设置不当、传感器故障 | 调整位置参数、检查传感器 |
| 动作不顺畅 | 压力流量参数设置不当 | 调整压力流量参数 |
| 错误信号触发 | 时间限制设置过短 | 适当增加时间限制参数 |
11.2 调试建议
分步调试：
- 先测试中子进动作，再测试中子退动作
- 从低压力、低流量开始，逐渐调整参数
状态监控：
- 观察功能块的状态输出，确保状态转换正确
- 检查到位检测信号，确保传感器工作正常
安全检查：
- 确保中子动作与其他动作协调，避免干涉
- 测试急停功能，确保在紧急情况下能够立即停止
12. 数据流说明
本小节内容与开合模功能基本一致，详细操作说明请参考开合模功能章节。
13. 相关文档与参考
13.1 功能块实现文件
- FB_Core.st：中子控制功能块实现
- ST_CorePara：中子参数结构体定义
- ST_CoreSeg：中子段参数结构体定义
- E_CoreState：中子状态枚举定义
- ST_AxisRefHyd：轴数据结构体定义
- FB_DriverHyd：液压驱动功能块
13.2 技术文档与命名规范
本小节内容与开合模功能基本一致，详细操作说明请参考开合模功能章节。
14. 文档信息
适用范围：立式注塑机中子控制功能开发项目 数据定义基准：中子定义.st v1.0
14.1 版本控制
| 版本 | 日期 | 作者 | 变更说明 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 2025-08-22 | 汪工 | 初始版本，完成基本功能描述 |
| 1.1 | 2026-03-20 | 周工/汪工 | 完善功能描述，添加详细参数说明；调整文档结构，优化内容组织； 更新数据结构定义，确保与代码一致性； 优化文档格式，添加页内导航支持 |
| 1.2 | 2026-03-23 | 周工/汪工 | 根据中子定义.st文件重新整理文档，确保与代码定义完全一致 |
| 1.3 | 2026-03-27 | 周工/汪工 | uiAlarmID改为DWORD按位标识，支持同时报告多个报警； uiActHint改为参数表内联显示，简化文档结构 |
| 1.4 | 2026-04-02 | 周工/汪工 | uiAlarmID改为dwAlarmID；新增中子调试模式支持(stCoreInDbgSeg/stCoreOutDbgSeg) |