CN100588534C - 全自动注吹塑料中空成型机控制装置及其自动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种PLC-高速单片机-PIC单片机全自动注吹塑料中空成型机控制装置，包括由PLC、高速单片机、电平转换电路和电流方向控制电路组成的PLC-高速单片机系统，由N路温度传感器信号放大电路和N路加热装置驱动电路组成的温度控制模块，由PIC单片机和液压控制装置驱动系统组成的液压控制系统以及气动控制模块和控制面板；利用本发明装置对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，包括：系统信息的获取、机械运动的控制、注吹过程温度控制、电液比例阀液压流量电流恒流的控制，所述的系统信息的获取有PLC控制程序和触摸屏中断处理两种途径，本控制装置自动化程度和可靠性高，人机界面友好，系统性价比高，方法简便实用。

Description

全自动注吹塑料中空成型机控制装置及其自动控制方法

技术领域：

本发明涉及一种工业机械的控制装置和控制方法，尤其涉及一种由可编程控制器(以下简称PLC)-高速单片机-PIC单片机组成的全自动注吹塑料中空成型机的控制装置及其控制方法。

背景技术：

现有的全自动注吹塑料中空成型机控制装置主要有3种类型：一是应用单片机或嵌入式芯片设计成专用控制装置，采用此种控制装置存在着：现场工程师修改程序困难，要由设计专用控制装置厂家的工程师修改程序的缺点，不如利用手持编程器或手提计算机修改PLC程序便利；二是以PLC作为控制核心器件，温度控制仪表作为温度控制装置，应用LED器件作为人机界面，现场工程师根据不同制瓶材料和制品瓶子形状的工艺不同，利用手持编程器或手提计算机修改PLC程序，此种方式中，温度控制的效果不能够由控制装置根据全自动注吹塑料中空成型机的工艺过程和温度控制值的高低而自动调整，且人机界面简陋；三是以PLC作为控制核心器件，配置PLC厂家的A/D、D/A作为温度控制装置，配置PLC厂家的点阵液晶显示模块作为人机界面，现场工程师根据不同制瓶材料和不同制品瓶子形状的工艺，利用手持编程器或手提计算机修改PLC程序，此种方式可灵活修改控制的程序，但控制装置成本高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具有可由现场工程师根据不同制瓶材料和制品瓶子形状的不同工艺而修改控制程序、可根据全自动注吹塑料中空成型机的工艺过程和温度控制值的高低选择控制温度参数的功能，但结构较具有同种功能的控制装置简单、系统性价比高、由PLC-高速单片机-PIC单片机组成的全自动注吹塑料中空成型机控制装置，以克服上述已有技术的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种全自动注吹塑料中空成型机控制装置，包括PLC-高速单片机系统、温度控制模块、液压控制系统、气动控制模块和控制面板；

PLC-高速单片机系统由PLC、高速单片机、电平转换电路和电流方向控制电路组成，高速单片机通过接线端子与PLC的8位数据总线和4位地址总线连接，高速单片机还分别与相互连接的电平转换电路和电流方向控制电路连接，上述电平转换电路和电流方向控制电路通过接线端子与PLC连接；

PLC-高速单片机系统中的PLC与设备运动部件检测装置连接，以获得全自动注吹塑料中空成型机各部件的运动状态；PLC通过与系统及温度控制面板中的矩阵键盘连接，以实现对全自动注吹塑料中空成型机控制方式、控制参数、液压控制系统的电液比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值的设置；PLC还通过8位数据总线和4位地址总线与高速单片机和液压控制系统的PIC单片机连接，以向高速单片机和PIC单片机传输全自动注吹塑料中空成型机的控制方式、控制参数及液压控制系统的电液比例阀液压流量设置值、以及运行状态和实时参数；PLC还连接液压控制系统和气动控制模块的驱动电路，通过PLC的控制程序，使得全自动注吹塑料中空成型机按照工艺要求循环工作。

PLC-高速单片机系统中的高速单片机与系统及温度控制面板中的液晶显示模块控制器连接，液晶显示模块控制器连接点阵液晶显示模块，以实现对全自动注吹塑料中空成型机工作运行状态的实时监控，每个工作步骤的运行实时时间值、温度控制值和温度实时值、调模控制状态下液压控制系统中电液比例阀液压流量值参数设置、工作步骤的时间参数设置的实时监控；

PLC-高速单片机系统中的高速单片机还与温度控制模块组成温度控制系统，该系统是一种闭环模糊PID温度控制系统，高速单片机与PLC之间通过由PLC的I/O端口组成的8位数据总线和4位地址总线相联接，从而获得全自动注吹塑料中空成型机的各种工作状态信息，作为温度模糊PID控制算法的控制参数选择的依据之一；高速单片机与按键直接连接，还通过接线端子连接触摸屏接口电路，触摸屏接口电路连接触摸屏，据此高速单片机获得温度的控制设置值和控制命令，作为温度模糊PID控制算法的控制参数选择的依据之

液压控制系统由PIC单片机和液压控制装置检测驱动电路组成，PIC单片机通过接线端子与PLC的8位数据总线和4位地址总线连接；液压控制装置检测驱动电路由电液比例阀电流检测电路、电液比例阀液压流量恒流驱动电路、液压阀驱动电路、电液比例阀和单双向控制液压阀组成，电液比例阀电流检测电路的一端与PIC单片机内部的A/D转换器连接，另一端与电液比例阀液压流量恒流驱动电路连接，上述电液比例阀液压流量恒流驱动电路的一端与PIC单片机连接，另一端通过接线端子与电液比例阀连接，液压阀驱动电路的一端与单双向控制液压阀连接，另一端通过接线端子与PLC连接；电液比例阀液压流量恒流驱动电路由顺序连接的锁存器、8位D/A转换器、电流放大驱动电路组成，所述电流放大驱动电路的一端与电液比例阀电流检测电路连接，另一端与电液比例阀连接。

本发明还提供了运用本发明全自动注吹塑料中空成型机控制装置对全自动注吹塑料中空成型机的注吹过程进行自动控制的方法，该方法是利用本发明由PLC-高速单片机系统、温度控制模块、液压控制系统、气动控制模块和控制面板组成的全自动注吹塑料中空成型机控制装置对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制，包括：系统信息的获取、注吹过程温度控制、电液比例阀液压流量恒流的控制、机械运动的控制(包括气动控制及单双向液压阀控制)以及显示监控；其步骤如下：

步骤1：系统初始化：高速单片机的I/O端口、点阵液晶显示模块、触摸屏控制器、A/D转换器、定时器以及中断系统的初始化、PIC单片机的初始化；

步骤2：系统信息获取；

步骤3-1：温度控制：根据设置的温度控制参数、当前工作状态以及处理后的温度信息，进行模糊PID控制计算，并将计算后的温度控制参数输出控制加热装置驱动电路；

步骤3-2：电液比例阀液压流量恒流的控制：根据当前工作状态、电液比例阀液压流量的设置值以及经过处理的电液比例阀液压流量的电流实时值，进行PID计算，并将计算得到的控制驱动输出值转换后驱动电液比例阀工作；

步骤3-3：气动控制及单双向液压阀控制：根据当前工作状态，通过气动阀驱动电路驱动气动阀工作，通过液压阀驱动电路驱动单双向控制液压阀工作；

步骤4：显示监控：显示工作状态、时间参数、液压流量设置值和实时值、温度设置值和实时温度值并返回到步骤2。

上述系统信息的获取主要有以下两种途径：

A、由作为全自动注吹塑料中空成型机液压和气动控制机械运动的控制核心部件PLC连接PLC的2×8键盘矩阵，对控制方式进行设置、液压比例阀在全自动注吹塑料中空成型机不同工作步骤的液压和流量的参数设置、全自动注吹塑料中空成型机不同工作步骤的时间参数的设置；PLC的8位输出端口作为数据线、4位输出端口作为地址线，向高速单片机、PIC单片机传输整机工作运动状态信息；

B、高速单片机通过接线端子连接系统及温度控制面板中的触摸屏接口电路，触摸屏接口电路连接触摸屏，据此，高速单片机获得①全自动注吹塑料中空成型机的控制方式的设置；②对控制参数的设置，尤其是液压控制系统中的电液比例阀根据工艺要求设置比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值；③温度的控制设置值和控制命令；高速单片机通过与相互连接的电平转换电路和电流方向控制电路连接，并通过电平转换电路和电流方向控制电路及接线端子连接PLC，将获得的以上信息①、②传输给PLC，信息存储在PLC中，经过PLC控制程序处理后，再向高速单片机输出全自动注吹塑料中空成型机的控制方式、运行工作状态和运行参数、设置的电液比例阀液压压力和流量的值以及时间控制参数值。

由于采用上述结构，本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置及其对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程的自动控制方法具有以下有益效果：

一、控制效果好：

在本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置中，PLC与设备运动部件检测装置连接，以获得全自动注吹塑料中空成型机各部件的运动状态；PLC的4根输出地址线和8根输出数据线与高速单片机连接，以输出全自动注吹塑料中空成型机的运行工作状态和运行参数，再通过PLC与手提计算机和手持编程器连接，使得全自动注吹塑料中空成型机生产厂家的电气工程师能够根据注吹瓶成型工艺要求修改程序，尤其能够在设备调试现场应用手提计算机或手持编程器修改程序；在温度控制模块中，通过按键或触摸屏与高速单片机的连接，设置温度控制值，高速单片机与PLC之间通过由PLC的I/O端口组成的8位数据总线和4位地址总线相联接，获得全自动注吹塑料中空成型机的工作状态信息，模糊PID温度算法可以根据全自动注吹塑料中空成型机的工作步骤和温度控制设置值的高低自动修改模糊PID控制参数，使得全自动注吹塑料中空成型机在尚未注吹瓶时，加热过程超调不会超过温度设置值的2.5％，全自动注吹塑料中空成型机在正常注吹瓶时，同样能够达到温度超调不会超过温度设置值的2.5％；在液压流量恒流控制系统中，液压和流量恒流控制参数的设置按照全自动注吹塑料中空成型机不同工作状态下设置，且PID恒流算法可以根据PLC的8位数据总线和4位地址总线传输给PIC单片机的全自动注吹塑料中空成型机的运行状态自动选择PID控制参数，电流超调不会超过电流设置值的5％；因此，使用该系统可达到高精度控制的效果。

二、结构简单，系统性价比高：

本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置采用了PLC-高速单片机系统、温度控制模块、液压控制系统、气动控制模块和控制面板的系统结构，各系统完成各自的功能并与其它装置合成一个整体的系统，如：温度控制、电液比例阀液压流量电流恒流控制等，系统结构较简单，并且不需要额外增加系统控制装置的硬件开销即可实现高速传输信息的效果，系统的性价比高。

三、操作和维护方便：

在使用本控制装置时，操作者只需在系统控制面板上的按键或触摸屏输入全自动注吹塑料中空成型机各工作阶段的各参数设置值，再由各控制面板上的按键根据点阵液晶显示模块显示的参数设置值输入控制参数，PIC单片机可根据全自动注吹塑料中空成型机的工作状态自动选取PID控制参数和其他控制参数，经过PID控制算法，PIC单片机经锁存器，D/A转换器向电流放大驱动电路输出电流驱动信号，电流放大驱动电路输出驱动电液比例阀工作；温控系统中则只需操作按键或触摸屏，即可对8路温度控制设置值或8路温度控制设置状态参数进行设置，经过模糊PID算法，输出脉冲波形以驱动加热装置工作；上述的控制过程均是全自动的。因此，操作和维护起来十分简便。

四、人机界面友好：

操作者在进行控制参数设置时，通过操作系统及温度控制面板上的按键或触摸屏即可输入参数值，并通过系统及温度控制面板上的点阵液晶显示模块实时了解设置情况，在该控制装置运行控制过程时，操作者还可通过点阵液晶显示模块了解成型机的工作状态和控制状态，人机界面友好。

下面，结合附图和实施例对本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置及其对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制方法之技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的系统结构原理图；

图2：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的电路结构框图；

图3：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的PLC-高速单片机系统电路图(温控部分)；

图4：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的PLC-高速单片机-PIC系统电路图(电液比例阀液压流量恒流控制部分)；

图5：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置之温度控制模块的温度传感器信号放大电路图；

图6：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置之温度控制模块的加热装置驱动电路图；

图7：本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的控制面板示意图；

图8：使用本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的全自动注吹塑料中空成型机的简化示意图；

图9：本发明之全自动注吹塑料中空成型机注吹过程自动控制方法的步骤框图；

图10：本发明之全自动注吹塑料中空成型机注吹过程自动控制方法的PLC控制程序流程框图；

图11：本发明之全自动注吹塑料中空成型机注吹过程自动控制方法的高速单片机控制流程框图；

图12：本发明控制方法的温度控制主流程图；

图13：本发明控制方法之温度控制的模糊PID控制器原理框图；

图14：本发明控制方法之温度控制的定时中断服务温度驱动框图；

图15：本发明控制方法之电液比例阀液压流量恒流控制流程框图；

图16：本发明控制方法之电液比例阀液压流量恒流控制的PIC单片机键扫描中断处理的流程框图。

图中：

I-PLC-高速单片机系统，II-温度控制模块，III-液压控制系统，IV-气动控制模块，V-控制面板，VA-系统及温度控制面板，VB-液压流量恒流控制参数控制面板；

A-全自动注吹塑料中空成型机，B-电动机，C-注射溶胶系统，D-料斗，E-料筒，F-运动部件检测装置-即：输入传感器34，G-温度检测装置，H-气动系统(包括：33-气动阀驱动电路，36-气动阀)，I-液压控制系统，J-加热装置，K-成型模具，L-芯棒与模头，M-凹模，N-控制装置电气电路板；

1-PLC，2-高速单片机，3-PIC(peripheral interface controller)单片机，4-矩阵键盘，5-点阵液晶显示模块，6-触摸屏，7-液晶显示模块控制器，8-触摸屏接口电路，9-电平转换电路，10-电流方向控制电路，11-按键，12-发光二极管，13、14、16、17、30、31、40-接线端子，15-温度传感器信号放大电路，18，21-固态继电器，19，22-加热圈，20，23-温度传感器，24-电液比例阀电流检测电路，25-电液比例阀液压流量恒流驱动电路，26-电液比例阀，27-按键，28-发光二极管，29-串行液晶显示装置，32-液压阀驱动电路，33-气动阀驱动电路，35-单双向控制液压阀，36-气动阀，37-通讯端子，38-计算机或手提计算机，39-手持编程器；41-8位数据总线，42-4位地址总线，43-二极管，44-第一电阻，45-滤波电阻，46、47、48、49、50-桥式检测电路电阻I、II、III、IV、V，51-第二电阻，52-反馈电阻，53、54-滤波电容I、II，55-第一电容，56-第二电容，57-运算放大器，58-单相自动空气开关，59-系统及温度控制电源开关，60-电动机启动按钮，61-电动机停止按钮，62-比例阀电流恒流控制装置电源开关，63-液压流量恒流控制参数控制面板电路板，64-矩阵键盘与键盘电路板，65-PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板，66-锁存器，67-8位D/A转换器，68-电流放大驱动电路。

具体实施方式：

实施例一：

一种全自动注吹塑料中空成型机控制装置，由PLC-高速单片机I、温度控制模块II、液压控制系统III、气动控制模块IV和控制面板V组成；

PLC-高速单片机系统I由PLC1、高速单片机2、电平转换电路9和电流方向控制电路10组成，高速单片机2通过接线端子14和接线端子40与PLC1的8位数据总线41和4位地址总线42连接，高速单片机2还分别与相互连接的电平转换电路9和电流方向控制电路10连接，上述电平转换电路9和电流方向控制电路10通过接线端子14和接线端子40与PLC1连接；PLC-高速单片机系统I中的高速单片机2还与温度控制模块II组成温度控制系统，该系统是一种闭环模糊PID温度控制装置，温度控制模块II由8路温度传感器信号放大电路15和8路加热装置驱动电路组成；其中每一路的温度传感器信号放大电路15与高速单片机2连接，每一路的加热装置驱动电路通过接线端子16与高速单片机2的I/O端口相连；

液压控制系统III由PIC单片机3和液压控制装置检测驱动电路组成，PIC单片机3通过接线端子31和接线端子40与PLC1的8位数据总线41和4位地址总线42连接，液压控制装置检测驱动电路分别与PLC1和PIC单片机3连接；

气动控制模块IV由气动阀驱动电路33和气动阀36组成，气动阀驱动电路33的一端与气动阀36连接，另一端通过接线端子40与PLC1相连；

控制面板V由系统及温度控制面板VA和液压流量恒流控制参数控制面板VB组成，系统及温度控制面板VA电路通过接线端子14与高速单片机2连接，液压流量恒流控制参数控制面板VB电路与PIC单片机3相连(参见图1)。

PLC-高速单片机系统I中，PLC1作为全自动注吹塑料中空成型机液压和气动控制机械运动的控制核心系统，其主要控制作用是：

PLC1与设备运动部件检测装置F(即图1中的34)连接，以获得全自动注吹塑料中空成型机各部件的运动状态；

PLC1连接液压控制系统III和气动控制模块IV的驱动电路，通过PLC1的控制程序，使得全自动注吹塑料中空成型机按照工艺要求循环工作；

PLC1通过与矩阵键盘4连接，实现①全自动注吹塑料中空成型机的控制方式的设置，可进行以下四种控制方式：手动控制、半自动控制、全自动控制、调模控制；②对控制参数的设置，如：液压控制系统中的电液比例阀根据工艺要求设置电液比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值；

PLC1通过通讯端口37与计算机或手提计算机38连接，并通过通讯端子37和接线端子14与手持编程器39连接，使得全自动注吹塑料中空成型机生产厂家的电气工程师能够根据注吹瓶成型工艺要求修改程序，尤其能够在设备调试现场应用手持编程器39或手提计算机38修改程序(参见图1、图2)。

PLC-高速单片机系统I中，高速单片机的控制作用是：

高速单片机2通过接线端子14和接线端子13连接系统及温度控制面板VA中的触摸屏接口电路8，触摸屏接口电路8连接触摸屏6，据此，高速单片机2获得①全自动注吹塑料中空成型机的控制方式的设置，可进行：手动控制、半自动控制、全自动控制、调模控制；②对控制参数的设置，尤其是液压控制系统中的电液比例阀根据工艺要求设置的电液比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值；③温度的控制设置值和控制命令；高速单片机2通过与相互连接的电平转换电路9和电流方向控制电路10连接，并通过电平转换电路和电流方向控制电路及接线端子连接PLC，将获得的以上信息①、②传输给PLC1传输给PLC1，信息存储在PLC1中，经过PLC1控制程序处理后，再向高速单片机2输出全自动注吹塑料中空成型机的控制方式、运行工作状态和运行参数、设置的比例阀液压压力和流量的值以及时间控制参数值；

高速单片机2与系统及温度控制面板VA中的液晶显示模块控制器7连接，液晶显示模块控制器7连接点阵液晶显示模块5，以实现对全自动注吹塑料中空成型机工作运行状态的实时监控，每个工作步骤的运行实时时间值、温度控制值和温度实时值、调模控制状态下液压控制系统中电液比例阀26液压流量值参数设置、工作步骤的时间参数设置的实时监控；

PLC-高速单片机系统I中的高速单片机2还与温度控制模块II组成温度控制系统，该系统是一种闭环模糊PID温度控制装置，高速单片机2与PLC1之间通过由PLC1的I/O端口组成的8位数据总线和4位地址总线相联接，从而获得全自动注吹塑料中空成型机的各种工作状态信息，作为温度模糊PID控制算法的控制参数选择的依据之一；

高速单片机2与按键11直接连接，还通过接线端子14和接线端子13连接触摸屏接口电路8，触摸屏接口电路8连接触摸屏6，据此高速单片机2获得温度的控制设置值和控制命令，作为温度模糊PID控制算法的控制参数选择的依据之二(参见图1、图3)；

温度控制模块II由8路温度传感器信号放大电路15和8路加热装置驱动电路组成，每一路的温度传感器信号放大电路15与高速单片机2连接，温度传感器信号放大电路15由桥式检测电路、低通滤波器和运算放大器57组成：温度传感器20或23、桥式检测电路电阻I46、II47、III48、IV49、V50和二极管43组成桥式检测电路，温度传感器20或23的一端接地，桥式检测电路电阻I46和温度传感器20或23的连接线作为桥式检测电路的一个输出端，并连接由滤波电容I53、II54和滤波电阻45组成的滤波器，滤波电阻45和滤波电容II54的公共接点连接第一电阻44，第一电阻44与运算放大器57的一个输入端连接；二极管43一端接在桥式检测电路电阻V50和桥式检测电路电阻IV49的连接点上、另一端接地，桥式检测电路电阻II47一端与桥式检测电路电阻I46、IV49的连接端相连并接5v电源正极，另一端接地，桥式检测电路电阻V50和桥式检测电路电阻III48的连接线作为桥式检测电路的另一个输出端并连接第二电阻51，第二电阻51与运算放大器57的另一个输入端连接；第一电容55并联连接在运算放大器57的两输入端，反馈电阻52位于运算放大器57的一个输入端与运算放大器57的输出端之间，第二电容56并联连接在运算放大器57输出端和地之间，运算放大器57输出端与高速单片机2内部的A/D转换器输入端连接(参见图3、图5)；

每一路加热装置驱动电路由带光电隔离的固态继电器18或21、加热圈19或22和单相自动空气开关58组成，所述固态继电器18或21的控制端一端接地，另一控制端通过接线端子16与高速单片机2的I/O端口连接，所述固态继电器18或21输出驱动端口的一端与加热圈19或22、单相自动空气开关58以及220V交流电源顺序连接，输出驱动端口的另一端与220V交流电源的另一端相连接并与上述单相自动空气开关58、加热圈19或22形成回路(参见图6)。

作为本发明实施例的一种变换：所述温度传感器信号放大电路15的路数N也可以只有4路，与之相对应，所述加热装置驱动电路也可以只有4路，上述N的取值为：N＝4或8。

液压控制系统III的液压控制装置检测驱动电路由电液比例阀电流检测电路24、比例阀液压流量恒流驱动电路25、液压阀驱动电路32、电液比例阀26和单双向控制液压阀35组成，电液比例阀电流检测电路24的一端与PIC单片机3内部的A/D转换器连接，另一端与比例阀液压流量恒流驱动电路25连接，上述比例阀液压流量恒流驱动电路25的一端与PIC单片机3连接，另一端通过接线端子30与电液比例阀26连接，液压阀驱动电路32的一端与单双向控制液压阀35连接，另一端通过接线端子40与PLC1连接(参见图1)。

上述比例阀液压流量恒流驱动电路25由顺序连接的锁存器66、8位D/A转换器67、电流放大驱动电路68组成，电流放大驱动电路68的一端与电液比例阀电流检测电路24连接，另一端与电液比例阀26连接。气动控制模块IV由气动阀驱动电路33和气动阀36组成，气动阀驱动电路33的一端与气动阀36连接，另一端通过接线端子40与PLC1相连(参见图1、图4)；

控制面板V由系统及温度控制面板VA和液压流量恒流控制参数控制面板VB组成，系统及温度控制面板VA由矩阵键盘4、点阵液晶显示模块5、触摸屏6、液晶显示模块控制器7、触摸屏接口电路8、按键11、发光二极管12、系统及温度控制电源开关59、电动机启动按钮60、电动机停止按钮61、矩阵键盘与键盘电路板64和PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板65组成，矩阵键盘4通过接线端子13，14与PLC1连接，点阵液晶显示模块5与液晶显示模块控制器7连接，所述触摸屏6与触摸屏接口电路8连接，液晶显示模块控制器7和触摸屏接口电路8通过接线端子13、14连接高速单片机2，键盘11和发光二极管12直接与高速单片机2连接，触摸屏6覆盖在点阵液晶显示模块5的显示屏上面，矩阵键盘4、按键11和发光二极管12安装在矩阵键盘与键盘电路板64上，PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板65安装在矩阵键盘与键盘电路板64下面，系统及温度控制电源开关59安装在系统及温度控制面板VA上的左边；

液压流量恒流控制参数控制面板VB由按键27、发光二极管28、串行液晶显示装置29、电液比例阀电流恒流控制装置电源开关62和液压流量恒流控制参数控制面板电路板63组成，所述按键27、发光二极管28、串行液晶显示装置29分别与PIC单片机3连接，电液比例阀电流恒流控制装置电源开关62位于所述按键2下方；按键27、发光二极管28和串行液晶显示装置29安装在液压流量恒流控制参数控制面板电路板63上(参见图7)。

通过系统及温度控制面板VA中的点阵液晶显示模块5还可显示以下参数：调模控制时显示时间控制参数设置值，其它工作状态时，显示工作步骤运行实时时间。该时间控制参数主要有如下2个功能：①对于没有行程开关控制的工作步骤，依靠定时控制，比如：吹瓶，插芯，抽芯等工作步骤；②工作步骤超时时间限制，设备运转时，某工作步骤超过工作步骤超时时间限制，设备停止运行并报警。

本实施例中，温度控制面板VA和液压流量恒流控制参数控制面板VB是位于同一块面板上，液压流量恒流控制参数控制面板VB位于系统及温度控制面板VA的右边(参见图7)。

作为本发明实施例的一种变换，系统及温度控制面板VA和液压流量恒流控制参数控制面板VB也可以分别位于不同的位置。

图8是使用本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的全自动注吹塑料中空成型机的简化示意图，本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的控制面板及控制电路板的安装也可以采用其他方式，而不限于图中所列方式。

实施例二：

一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，该方法是利用本发明由PLC-高速单片机系统I、温度控制模块II、液压控制系统III、气动控制模块IV和控制面板V组成的全自动注吹塑料中空成型机控制装置对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制，包括：系统信息的获取、注吹过程温度控制、电液比例阀液压流量恒流的控制、机械运动的控制(包括气动控制及单双向液压阀控制)以及显示监控；其步骤(参见图9)如下：

步骤1：系统初始化：高速单片机2的I/O端口、点阵液晶显示模块5、触摸屏控制器、A/D转换器、定时器以及中断系统的初始化、PIC单片机的初始化；

步骤2：系统信息获取；

步骤3-1：温度控制：根据设置的温度控制参数、当前工作状态以及处理后的实时温度信息，进行模糊PID控制计算，并将计算后的温度控制参数输出控制加热装置驱动电路；

步骤3-2：电液比例阀液压流量恒流的控制：根据当前工作状态、电液比例阀液压流量的设置值以及经过处理的电液比例阀液压流量的电流实时值，进行PID计算，并将计算得到的控制驱动输出值转换后驱动电液比例阀26工作；

步骤3-3：气动控制及单双向液压阀控制：根据当前工作状态，通过气动阀驱动电路33驱动气动阀36工作，通过液压阀驱动电路32驱动单双向控制液压阀35工作；

步骤4：显示监控：显示工作状态、时间参数、液压流量设置值和实时值、温度设置值和实时温度值并返回到步骤2。

所述的系统信息的获取有以下两种途径：

A、由作为全自动注吹塑料中空成型机液压和气动控制机械运动的控制核心部件PLC1连接PLC1的2×8键盘矩阵对控制方式进行设置、电液比例阀在全自动注吹塑料中空成型机不同工作步骤的液压和流量的参数设置、全自动注吹塑料中空成型机不同工作步骤的时间参数的设置；PLC1的8位输出端口作为数据线，4位输出端口作为地址线，向高速单片机2、PIC单片机3传输整机工作运动状态信息，其步骤(参见图10)如下：

aS1：PLC1的时序发生器Y0、Y1分时输出方波脉冲；

aS2：进行矩阵键盘扫描；

aS3：设备机械运动控制；

aS4：进行参数的设置；

aS5：通过地址脉冲发生器将成型机的工作状态、设置的时间参数和电液比例阀液压流量参数经8位数据总线41和4位地址总线42输出并返回步骤aS1。

B、高速单片机2通过触摸屏中断处理获得：

高速单片机2通过接线端子14、13连接系统及温度控制面板中的触摸屏接口电路8，触摸屏接口电路8连接触摸屏6，据此，高速单片机2获得①全自动注吹塑料中空成型机的控制方式的设置；②对控制参数的设置，尤其是液压控制系统中的电液比例阀根据工艺要求设置比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值；③温度的控制设置值和控制命令；高速单片机2通过与相互连接的电平转换电路9和电流方向控制电路10连接，以及通过接线端子14和接线端子40连接PLC1，将获得的以上信息①、②传输给PLC1，信息存储在PLC1中，经过PLC1控制程序处理后，再向高速单片机2输出全自动注吹塑料中空成型机的控制方式、运行工作状态和运行参数、设置的电液比例阀液压压力和流量的值以及时间控制参数值；其步骤(参见图11)如下：

bS1：高速单片机的I/O端口、点阵液晶显示模块、触摸屏控制器、A/D转换器、定时器以及中断系统的初始化；

bS2：判断触摸屏中断输入的信息是否有效，如果否，则跳转到步骤bS6；

bS3：清触摸屏中断有效信息标志；

bS4：进行信息的处理；

bS5：输出信息；

bS6：通过PLC(1)的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)读入成型机的当前工作状态、时间参数以及液压和流量设置值；

bS7：显示工作状态、时间参数、液压流量设置值和实时值、温度设置值和实时温度值并返回步骤bS2。

所述的温度控制方法是利用由PLC-高速单片机系统I、N路温度传感器信号放大电路15、N路加热装置驱动电路和系统控制面板组成的闭环模糊PID温度控制装置实现对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行实时温度监视及调控；由系统及温度控制面板VA上的按键11或触摸屏6输入全自动注吹塑料中空成型机的温度控制设置值和温度控制参数值，高速单片机2从PLC1的I/O端口组成的8位数据总线41和4位地址总线42获得全自动注吹塑料中空成型机的各种工作状态信息，高速单片机2的温度信息从温度传感器信号放大电路15获得，由温度传感器20或温度传感器23将温度信息转化为电信息，通过温度传感器信号放大电路15的桥式检测电路经低通滤波器滤波，将温度信号施加到运算放大器57，放大后经高速单片机2的A/D转换器转换为数字信号，然后与温度设置控制值比较后获得温度偏差，经过计算获得温度偏差变化率，再根据工作状态信息和温度控制值，确定模糊语言的变量值，经过模糊规则推理和清晰化，获得PID控制器的K_P、K_I、K_D参数，再通过PID计算得到控制值，将控制值转换为具有一定占空比的方波，经高速单片机2的I/O口输出控制固态继电器18或固态继电器21驱动加热圈19或加热圈22的加热功率；

上述的温度控制方法包括以下步骤(参见图12)：

cS1：温度控制值设置：扫描按键，判断温度控制值设置按键是否按下，如果有，获取输入确认的温度控制值，存贮到Flash ROM中并将温控参数值显示在显示设备上；

cS2：温控信息处理：采集温度参数和读入温度设置值，判断设备的运行状态和温度控制值，将得到的N路数字信号值与处于相应设备运行状态的温度控制值比较，将获得的差值通过模糊PID控制计算以得到N路温度控制值，上述设备运行状态包括：设备未运行状态、注射状态、溶胶状态、吹气排气状态以及其它运行状态；

cS3：温控信息输出：将步骤cS2中得到的N路温度控制值转换为可调制的方波，通过定时中断服务温度驱动控制，经高速单片机2的I/O端口输出，以控制N路固态继电器18或21驱动加热圈19或22的加热功率；

上述步骤cS1、cS2、cS3中，N的取值为：N＝4或8。

所述的温度控制方法中模糊PID控制计算的步骤(参见图13)为：

aSS1：判断温度控制值的高低，根据温度控制值范围获取对应的模糊控制参数和模糊子集；

aSS2：判断所处的工艺过程，根据工艺工程对温度偏差e和温度偏差变化率ē的值与NB、NS、ZO、PS和PB的对应关系进行修正；

aSS3：计算温度偏差e值和温度偏差变化率ē值，结合aSS1、aSS2的结果模糊化；

aSS4：模糊规则推理并清晰化，根据离线完成并做成的模糊控制表，查表得到K_P、K_I和K_D的值，其中：K_P的取值范围为：K_P＝0～6；K_I的取值范围为：K_I＝1～5；K_D的取值范围为：K_D＝0～3；

aSS5：将步骤aSS4得到的K_P、K_I和K_D的值通过增量PID控制算法得到输出控制量。

所述定时中断服务温度驱动控制的步骤(参见图14)为：

bSS1：设置路数为1；

bSS2：判断输出高电平参数是否等于零，如果否，则将该路端口设置为1及高电平参数减1并跳转到步骤bSS5；

bSS3：判断输出低电平参数是否等于零，如果否，则将该路端口设置为0及低电平参数减1并跳转到步骤bSS5；

bSS4：获取该路调制方波参数，设置该路输出端口为1及高电平参数减1；

bSS5：判断此次N路方波信号输出处理是否结束，如果是，则将路数设置为1并返回调用处，如果否，则将路数加1并返回步骤bSS2；

步骤bSS5中，N的取值为：N＝4或8。

所述电液比例阀液压流量恒流控制的步骤如下(参见图15)：

dS1：采集液压和流量电流实时参数，读入液压和流量电流控制特征值；

dS2：从PLC1的8位数据总线41和4位地址总线42读入当前工作状态和液压和流量电流设置值；

dS3：根据当前工作状态、电液比例阀液压流量的设置值以及经过处理的电液比例阀液压流量的电流实时值，进行PID计算，并将计算得到的控制驱动输出值转换后驱动电液比例阀工作；

dS4：通过锁存器66连接D/A转换器67，将步骤dS3得到的控制驱动输出值转换为模拟驱动信号，通过电流放大驱动电路68输出恒流驱动信号。

dS5：显示液压流量电流实时值或显示控制参数并返回步骤dS1。

所述电液比例阀液压流量恒流控制的步骤还包括PIC单片机键扫描中断处理的过程，其步骤(参见图16)如下：

cSS1：扫描键盘；

cSS2：判断是否有键按下，如果无键按下，则跳转到步骤cSS5；

cSS3：进行键的识别；

cSS4：修改相应液压和流量电流控制特征值；

cSS5：结束中断并返回。

本发明之全自动注吹塑料中空成型机控制装置的控制原理是：

PLC1的8位输出端口作为数据线，4位输出端口作为地址线，向高速单片机2、PIC单片机3传输整机工作运动状态信息、液压、流量参数和时间参数，高速单片机2连接触摸屏6、16路DC24V-5V电平转换电路9，与PLC1的2×8键盘矩阵连接，获得PLC1的2×8键盘同样的功能；高速单片机2通过液晶显示模块控制器7与点阵液晶显示模块5连接，与触摸屏6共同组成全自动注吹塑料中空成型机的监控系统，实现人机界面；应用嵌入在高速单片机2中的8路A/D转换器连接温度传感器放大电路和温度传感器，以及PLC1传输给高速单片机2的信息组成温度控制模块，控制算法采用模糊PID，控制参数根据全自动注吹塑料中空成型机工作步骤自动进行调节；PIC单片机3通过PLC1的8位数据线，4位状态线接收电液比例阀液压、流量值参数，并应用嵌入在PIC单片机3中的2路A/D转换器连接液压和流量电流检测电路，PIC单片机3连接D/A转换器67和驱动电路实现电液比例阀在全自动注吹塑料中空成型机同一个工作步骤中的电流恒流PID控制。

Claims (15)

1、一种全自动注吹塑料中空成型机控制装置，其特征在于：该控制装置包括PLC-高速单片机系统(I)、温度控制模块(II)、液压控制系统(III)、气动控制模块(IV)和由系统及温度控制面板(VA)和液压流量恒流控制参数控制面板(VB)组成的控制面板(V)；

所述PLC-高速单片机系统(I)由PLC(1)、高速单片机(2)、电平转换电路(9)和电流方向控制电路(10)组成；高速单片机(2)通过接线端子(14，40)与PLC(1)的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)连接，高速单片机(2)还分别与相互连接的电平转换电路(9)和电流方向控制电路(10)连接，上述电平转换电路(9)和电流方向控制电路(10)通过接线端子(14，40)与PLC(1)连接；

PLC(1)与设备运动部件检测装置(34)连接，以获得全自动注吹塑料中空成型机各部件的运动状态；PLC(1)通过与系统及温度控制面板(VA)中的矩阵键盘(4)连接，以实现对全自动注吹塑料中空成型机控制方式、控制参数、液压控制系统的电液比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值的设置；PLC(1)还通过8位数据总线(41)和4位地址总线(42)与高速单片机(2)和液压控制系统(III)的PIC单片机(3)连接，以向高速单片机(2)和PIC单片机(3)传输全自动注吹塑料中空成型机的控制方式、控制参数及液压控制系统的电液比例阀液压流量设置值、以及运行状态和实时参数；PLC(1)还连接液压控制系统(III)和气动控制模块(IV)的驱动电路，通过PLC(1)的控制程序，使得全自动注吹塑料中空成型机按照工艺要求循环工作；

高速单片机(2)与系统及温度控制面板(VA)中的液晶显示模块控制器(7)连接，液晶显示模块控制器(7)连接点阵液晶显示模块(5)，以实现对全自动注吹塑料中空成型机工作运行状态的实时监控，和对每个工作步骤的运行实时时间值、温度控制值和温度实时值、调模控制状态下液压控制系统中电液比例阀液压流量值参数设置、工作步骤的时间参数设置的实时监控。

2、根据权利要求1所述的全自动注吹塑料中空成型机控制装置，其特征在于：所述的PLC-高速单片机系统(I)中的高速单片机(2)还与温度控制模块(II)组成温度控制系统，该系统是一种闭环模糊PID温度控制系统，所述温度控制模块(II)由N路温度传感器信号放大电路(15)和N路加热装置驱动电路组成，其中每一路的温度传感器信号放大电路(15)与高速单片机(2)连接，每一路的加热装置驱动电路通过接线端子(16)与高速单片机(2)的I/O端口相连，上述N的取值为：N＝4或8；

高速单片机(2)与PLC(1)之间通过由PLC(1)的I/O端口组成的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)相联接，从而获得全自动注吹塑料中空成型机的各种工作状态信息，作为温度模糊PID控制算法的控制参数选择的依据之一；

高速单片机(2)与按键(11)直接连接，还通过接线端子(14、13)连接触摸屏接口电路(8)，触摸屏接口电路(8)连接触摸屏(6)，据此高速单片机(2)获得温度的控制设置值和控制命令，作为温度模糊PID控制算法的控制参数选择的依据之二。

3、根据权利要求2所述的全自动注吹塑料中空成型机控制装置，其特征在于：所述温度控制系统中的每一路温度传感器信号放大电路(15)由桥式检测电路、低通滤波器和运算放大器(57)组成：温度传感器(20、23)、桥式检测电路电阻I(46)、II(47)、III(48)、IV(49)、V(50)和二极管(43)组成桥式检测电路，温度传感器(20、23)的一端接地，桥式检测电路电阻I(46)和温度传感器(20、23)的连接线作为桥式检测电路的一个输出端，连接由滤波电容I(53)、II(54)和滤波电阻(45)组成的滤波器，滤波电阻(45)和滤波电容II(54)的公共接点连接第一电阻(44)，第一电阻(44)与运算放大器(57)的一个输入端连接；桥式检测电路电阻II(47)一端与桥式检测电路电阻I(46)、IV(49)的连接端相连并接5v电源正极，另一端接地，二极管(43)一端接在桥式检测电路电阻V(50)和桥式检测电路电阻IV(49)的连接点上、另一端接地，桥式检测电路电阻V(50)和桥式检测电路电阻III(48)的连接线作为桥式检测电路的另一个输出端并连接第二电阻(51)，第二电阻(51)与运算放大器(57)的另一个输入端连接；第一电容(55)并联连接在运算放大器(57)的两输入端，反馈电阻(52)位于运算放大器(57)的一个输入端与运算放大器(57)的输出端之间，第二电容(56)并联连接在运算放大器(57)输出端和地之间，运算放大器(57)输出端与高速单片机(2)内部的A/D转换器输入端连接；

每一路加热装置驱动电路由带光电隔离的固态继电器(18、21)、加热圈(19、22)和单相自动空气开关(58)组成，所述固态继电器(18、21)的控制端一端接地，另一控制端通过接线端子(16)与高速单片机(2)的I/O端口连接，所述固态继电器(18、21)输出驱动端口的一端与加热圈(19、22)、单相自动空气开关(58)以及220V交流电源顺序连接，输出驱动端口的另一端与220V交流电源的另一端相连接并与上述单相自动空气开关(58)、加热圈(19、22)形成回路。

4、根据权利要求1或2或3所述的全自动注吹塑料中空成型机控制装置，其特征在于：所述液压控制系统(III)由PIC单片机(3)和液压控制装置检测驱动电路组成，PIC单片机(3)通过接线端子(31，40)与PLC(1)的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)连接；液压控制装置检测驱动电路由电液比例阀电流检测电路(24)、电液比例阀液压流量恒流驱动电路(25)、液压阀驱动电路(32)、电液比例阀(26)和单双向控制液压阀(35)组成，电液比例阀电流检测电路(24)的一端与PIC单片机(3)内部的A/D转换器连接，另一端与电液比例阀液压流量恒流驱动电路(25)连接，上述电液比例阀液压流量恒流驱动电路(25)的一端与PIC单片机(3)连接，另一端通过接线端子(30)与电液比例阀(26)连接，所述液压阀驱动电路(32)的一端与单双向控制液压阀(35)连接，另一端通过接线端子(40)与PLC(1)连接；电液比例阀液压流量恒流驱动电路(25)由顺序连接的锁存器(66)、8位D/A转换器(67)、电流放大驱动电路(68)组成，所述电流放大驱动电路(68)的一端与电液比例阀电流检测电路(24)连接，另一端与电液比例阀(26)连接。

5、根据权利要求1或2或3所述的全自动注吹塑料中空成型机控制装置，其特征在于：所述控制面板(V)的系统及温度控制面板(VA)由矩阵键盘(4)、点阵液晶显示模块(5)、触摸屏(6)、液晶显示模块控制器(7)、触摸屏接口电路(8)、按键(11)、发光二极管(12)、系统及温度控制电源开关(59)、电动机启动按钮(60)、电动机停止按钮(61)、矩阵键盘与键盘电路板(64)和PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板(65)组成，矩阵键盘(4)通过接线端子(13，14)与PLC(1)连接，点阵液晶显示模块(5)与液晶显示模块控制器(7)连接，触摸屏(6)与触摸屏接口电路(8)连接，液晶显示模块控制器(7)和触摸屏接口电路(8)通过接线端子(13，14)连接高速单片机(2)，键盘(11)和发光二极管(12)直接与高速单片机(2)连接，触摸屏(6)覆盖在点阵液晶显示模块(5)的显示屏上面，矩阵键盘(4)、按键(11)和发光二极管(12)安装在矩阵键盘与键盘电路板(64)上，PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板(65)安装在矩阵键盘与键盘电路板(64)下面，系统及温度控制电源开关(59)、电动机启动按钮(60)、电动机停止按钮(61)安装在系统及温度控制面板(VA)的左边；

所述液压流量恒流控制参数控制面板(VB)由按键(27)、发光二极管(28)、串行液晶显示装置(29)、电液比例阀电流恒流控制装置电源开关(62)和液压流量恒流控制参数控制面板电路板(63)组成，按键(27)、发光二极管(28)、串行液晶显示装置(29)分别与PIC单片机(3)连接，电液比例阀电流恒流控制装置电源开关(62)位于所述按键(27)下方；按键(27)、发光二极管(28)和串行液晶显示装置(29)安装在液压流量恒流控制参数控制面板电路板(63)上。

6、根据权利要求4所述的全自动注吹塑料中空成型机控制装置，其特征在于：所述控制面板(V)的系统及温度控制面板(VA)由矩阵键盘(4)、点阵液晶显示模块(5)、触摸屏(6)、液晶显示模块控制器(7)、触摸屏接口电路(8)、按键(11)、系统及温度控制电源开关(59)、电动机启动按钮(60)、电动机停止按钮(61)、发光二极管(12)、矩阵键盘与键盘电路板(64)和PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板(65)组成，矩阵键盘(4)通过接线端子(13，14)与高速单片机(2)连接，点阵液晶显示模块(5)与液晶显示模块控制器(7)连接，触摸屏(6)与触摸屏接口电路(8)连接，液晶显示模块控制器(7)和触摸屏接口电路(8)通过接线端子(13，14)连接高速单片机(2)，键盘(11)和发光二极管(12)直接与高速单片机(2)连接，触摸屏(6)覆盖在点阵液晶显示模块(5)的显示屏上面，矩阵键盘(4)、按键(11)和发光二极管(12)安装在矩阵键盘与键盘电路板(64)上，PLC-高速单片机系统与系统控制面板电路板(65)安装在矩阵键盘与键盘电路板(64)下面，系统及温度控制电源开关(59)、电动机启动按钮(60)、电动机停止按钮(61)安装在系统及温度控制面板(VA)的左边；

所述液压流量恒流控制参数控制面板(VB)由按键(27)、发光二极管(28)、串行液晶显示装置(29)、电液比例阀电流恒流控制装置电源开关(62)和液压流量恒流控制参数控制面板电路板(63)组成，按键(27)、发光二极管(28)、串行液晶显示装置(29)分别与PIC单片机(3)连接，电液比例阀电流恒流控制装置电源开关(62)位于所述按键(27)下方；按键(27)、发光二极管(28)和串行液晶显示装置(29)安装在液压流量恒流控制参数控制面板电路板(63)上。

7、一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：该方法是利用本发明由PLC-高速单片机系统、温度控制模块、液压控制系统、气动控制模块和控制面板组成的全自动注吹塑料中空成型机控制装置对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制，包括：系统信息的获取、注吹过程温度控制、电液比例阀液压流量恒流的控制、气动控制和单双向液压阀控制、显示监控；其步骤如下：

步骤1：系统初始化：高速单片机(2)的I/O端口、点阵液晶显示模块(5)、触摸屏控制器、A/D转换器、定时器以及中断系统的初始化、PIC单片机的初始化；

步骤2：系统信息获取；

步骤3-1：温度控制：根据设置的温度控制参数、当前工作状态以及处理后的实时温度信息，进行模糊PID控制计算，并将计算后的温度控制参数输出控制加热装置驱动电路；

步骤3-2：电液比例阀液压流量恒流的控制：根据当前工作状态、电液比例阀液压流量的设置值以及经过处理的电液比例阀液压流量的电流实时值，进行PID计算，并将计算得到的控制驱动输出值转换后驱动电液比例阀(26)工作；

步骤3-3：气动控制及单双向液压阀控制：根据当前工作状态，通过气动阀驱动电路(33)驱动气动阀(36)工作，通过液压阀驱动电路(32)驱动单双向控制液压阀(35)工作；

步骤4：显示监控：显示工作状态、时间参数、液压流量设置值和实时值、温度设置值和实时温度值并返回到步骤2。

8、根据权利要求7所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述的系统信息获取的途径之一是：

由作为全自动注吹塑料中空成型机液压和气动控制机械运动的控制核心部件PLC(1)连接PLC(1)的2×8键盘矩阵对控制方式进行设置、电液比例阀在全自动注吹塑料中空成型机不同工作步骤的液压和流量的参数设置、全自动注吹塑料中空成型机不同工作步骤的时间参数的设置；PLC(1)的8位输出端口作为数据线，4位输出端口作为地址线，向高速单片机(2)、PIC单片机(3)传输整机工作运动状态信息；其步骤如下：

aS1：PLC(1)的时序发生器Y0、Y1分时输出方波脉冲；

aS2：进行矩阵键盘扫描；

aS3：设备机械运动控制；

aS4：进行参数的设置；

aS5：通过地址脉冲发生器将成型机的工作状态、设置的时间参数和电液比例阀液压流量参数经8位数据总线(41)和4位地址总线(42)输出并返回步骤aS1。

9、根据权利要求7所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述的系统信息获取的途径之二是：

高速单片机(2)通过触摸屏中断处理获得：高速单片机(2)通过接线端子(14、13)连接系统及温度控制面板中的触摸屏接口电路(8)，触摸屏接口电路(8)连接触摸屏(6)，据此，高速单片机(2)获得①全自动注吹塑料中空成型机的控制方式的设置；②对控制参数的设置，尤其是液压控制系统中的电液比例阀根据工艺要求设置比例阀液压流量值以及工艺过程时间控制参数值；③温度的控制设置值和控制命令；高速单片机(2)通过与相互连接的电平转换电路(9)和电流方向控制电路(10)连接，并通过电平转换电路(9)和电流方向控制电路(10)及接线端子(14、40)连接PLC(1)，将获得的以上信息①、②传输给PLC(1)，信息存储在PLC(1)中，经过PLC(1)控制程序处理后，再向高速单片机(2)输出全自动注吹塑料中空成型机的控制方式、运行工作状态和运行参数、设置的电液比例阀液压压力和流量的值以及时间控制参数值；其步骤如下：

bS1：高速单片机的I/O端口、点阵液晶显示模块、触摸屏控制器、A/D转换器、定时器以及中断系统的初始化；

bS2：判断触摸屏中断输入的信息是否有效，如果否，则跳转到步骤bS6；

bS3：清触摸屏中断有效信息标志；

bS4：进行信息的处理；

bS5：输出信息；

bS6：通过PLC(1)的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)读入成型机的当前工作状态、时间参数以及液压相流量设置值；

bS7：显示工作状态、时间参数、液压流量设置值和实时值、温度设置值和实时温度值并返回步骤bS2。

10、根据权利要求7或8或9所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述的注吹过程温度控制是利用PLC-高速单片机系统(I)中的高速单片机(2)与温度控制模块(II)组成的温度控制系统实现对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行实时温度监视及调控；由系统及温度控制面板(VA)上的按键(11)或触摸屏(6)输入全自动注吹塑料中空成型机的温度控制设置值和温度控制参数值，高速单片机(2)从PLC(1)的I/O端口组成的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)获得全自动注吹塑料中空成型机的各种工作状态信息，高速单片机(2)的温度信息从温度传感器信号放大电路(15)获得，由温度传感器(20、23)将温度信息转化为电信息，通过温度传感器信号放大电路(15)的桥式检测电路经低通滤波器滤波，将温度信号施加到运算放大器(57)，放大后经高速单片机(2)的A/D转换器转换为数字信号，然后与温度设置控制值比较后获得温度偏差，经过计算获得温度偏差变化率，再根据工作状态信息和温度控制值，确定模糊语言的变量值，经过模糊规则推理和清晰化，获得PID控制器的K_P、K_I、K_D参数，再通过PID计算得到控制值，将控制值转换为具有一定占空比的方波，经高速单片机(2)的I/O口输出控制固态继电器(18、21)驱动加热圈(19、22)的加热功率。

11、根据权利要求10所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述的注吹过程温度控制包括以下步骤：

cS1：温度控制值设置：扫描按键，判断温度控制值设置按键是否按下，如果有，获取输入确认的温度控制值，存贮到Flash ROM中并将温控参数值显示在显示设备上；

cS2：温控信息处理：采集温度参数和读入温度设置值，判断设备的运行状态和温度控制值，将得到的N路数字信号值与处于相应设备运行状态的温度控制值比较，将获得的差值通过模糊PID控制计算以得到N路温度控制值，上述设备运行状态包括：设备未运行状态、注射状态、溶胶状态、吹气排气状态以及其它运行状态；

cS3：温控信息输出：将步骤cS2中得到的N路温度控制值转换为可调制的方波，通过定时中断服务温度驱动控制，经高速单片机(2)的I/O端口输出，以控制N路固态继电器(18)或(21)驱动加热圈(19)或(22)的加热功率；

上述步骤cS1、cS2、cS3中，N的取值为：N＝4或8。

12、根据权利要求11所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述的温度控制方法中模糊PID控制计算的步骤为：

aSS1：判断温度控制值的高低，根据温度控制值范围获取对应的模糊控制参数和模糊子集；

aSS2：判断所处的工艺过程，根据工艺工程对温度偏差e和温度偏差变化率ē的值与NB、NS、ZO、PS和PB的对应关系进行修正；

aSS3：计算温度偏差e值和温度偏差变化率ē值，结合aSS1、aSS2的结果模糊化；

aSS4：模糊规则推理并清晰化，根据离线完成并做成的模糊控制表，查表得到K_P、K_I和K_D的值，其中：K_P的取值范围为：K_P＝0～6；K_I的取值范围为：K_I＝1～5；K_D的取值范围为：K_D＝0～3；

aSS5：将步骤aSS4得到的K_P、K_I和K_D的值通过增量PID控制算法得到输出控制量。

13、根据权利要求11所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述定时中断服务温度驱动控制的步骤为：

bSS1：设置路数为1；

bSS2：判断输出高电平参数是否等于零，如果否，则将该路端口设置为1及高电平参数减1并跳转到步骤bSS5；

bSS3：判断输出低电平参数是否等于零，如果否，则将该路端口设置为0及低电平参数减1并跳转到步骤bSS5；

bSS4：获取该路调制方波参数，设置该路输出端口为1及高电平参数减1；

bSS5：判断此次N路方波信号输出处理是否结束，如果是，则将路数设置为1并返回调用处，如果否，则将路数加1并返回步骤bSS2；

步骤bSS5中，N的取值为：N＝4或8。

14、根据权利要求7或8或9所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述电液比例阀液压流量恒流控制的步骤如下：

dS1：采集液压和流量电流实时参数，读入液压和流量电流控制特征值；

dS2：从PLC1的8位数据总线(41)和4位地址总线(42)读入当前工作状态和液压和流量电流设置值；

dS3：根据当前工作状态、电液比例阀液压流量的设置值以及经过处理的电液比例阀液压流量的电流实时值，进行PID计算，并将计算得到的控制驱动输出值转换后驱动电液比例阀工作；

dS4：通过锁存器(66)连接D/A转换器(67)，将步骤dS3得到的控制驱动输出值转换为模拟驱动信号，通过电流放大驱动电路(68)输出恒流驱动信号。

dS5：显示液压流量电流实时值或显示控制参数并返回步骤dS1。

15、根据权利要求14所述的一种对全自动注吹塑料中空成型机注吹过程进行自动控制的方法，其特征在于：所述电液比例阀液压流量恒流控制的步骤还包括PIC单片机键扫描中断处理的过程，其步骤如下：

cSS1：扫描键盘；

cSS2：判断是否有键按下，如果无键按下，则跳转到步骤cSS5；

cSS3：进行键的识别；

cSS4：修改相应液压和流量电流控制特征值；

cSS5：结束中断并返回。

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