一、概述

    注塑機(jī)、擠出機(jī)是塑膠行業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)也是主要的耗電設(shè)備，被人們稱為“電老虎”，其用電量占企業(yè)生產(chǎn)用電的80%左右。注塑機(jī)耗電大，一方面造成全社會(huì)電能的巨大浪費(fèi)，另一方面造成企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下，產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

    注塑機(jī)的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個(gè)階段，各個(gè)階段需要不同的工作壓力和流量。對(duì)于油泵馬達(dá)而言，注塑過程是處于變化的負(fù)載狀態(tài)。在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)始終以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計(jì)高壓節(jié)流造成的能量損失高達(dá)25-60%。同時(shí)，由于液壓長(zhǎng)期的全速循環(huán)流動(dòng)，與液壓件、機(jī)械件的劇烈磨擦，造成油溫過高、噪音過大、機(jī)械壽命縮短的現(xiàn)象。

    在注塑機(jī)工序一個(gè)完整的過程中,各種型號(hào)的注塑機(jī)，它的工序過程是相同的，大致是五個(gè)工序過程（見圖1）。

    從圖1可知注塑機(jī)不同的工序過程中壓力和時(shí)間是這樣分布的：

    （1）送模具過程：壓力低，時(shí)間較短。

    （2）合模具過程：左右兩個(gè)模具相接直至完全閉合,壓力略高，時(shí)間不長(zhǎng)。

    （3）保壓過程：送料至模腔，直到成型，固化。壓力較高，時(shí)間較長(zhǎng)，約占一件產(chǎn)品制造時(shí)間的40—60％。

    （4）脫模具過程：加工成型,開啟模具,脫模，取出加工件。壓力略高,時(shí)間不長(zhǎng)。

    （5）退模具過程：加工件取出，模具后退原位，進(jìn)行輔助工作后，待再次加工。壓力低，時(shí)間較短。

    對(duì)同一臺(tái)注塑機(jī),加工不同的塑料件,其壓力（P）與時(shí)間(t)長(zhǎng)短是各不相同的。由于加工件模具的復(fù)雜性,使用不同的塑料,一個(gè)加工件的總用料量,有否嵌件等有關(guān)。

二、PI9000改造方案過程簡(jiǎn)述

    在注塑機(jī)永磁同步改造中，控制方案采用流量和壓力雙信號(hào)比較取大的方式，采取該控制方案能保證用戶更換產(chǎn)品模具時(shí)，再調(diào)節(jié)變頻器參數(shù)。而且控制信號(hào)與注塑機(jī)信號(hào)在電氣上完全隔離，不會(huì)對(duì)注塑機(jī)控制器產(chǎn)生干擾，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

1、變頻器選型

    本次改造的注塑機(jī)所用油泵電機(jī)為14KW的永磁無感同步伺服電機(jī)，因此變頻器選用PI9230E015G3永磁同步無感矢量控制專用變頻器。為了滿足注塑工藝快速啟停的控制要求，必須選配合適的制動(dòng)電阻。根據(jù)變頻器的制動(dòng)電阻選型控制要求，配置40Ω/1500W制動(dòng)電阻。

2、變頻器控制端子接線

    根據(jù)注塑機(jī)工序控制要求，變頻器控制端子使用到模擬量控制端子AI1，AI2，GND。數(shù)字量控制端子DI1，DI2，COM。繼電器輸出1端子TA1和TC1。

三、調(diào)試過程及參數(shù)設(shè)置

    確認(rèn)變頻器的主回路與控制回路接線正確后，按照以下過程進(jìn)行變頻器在注塑機(jī)上的應(yīng)用調(diào)試：

    1、開始電機(jī)自學(xué)習(xí)，具體步驟：

    1、PP-01=01恢復(fù)出廠參數(shù)

    2、P0-01=0選擇無感矢量控制

    3、根據(jù)電機(jī)銘牌正確設(shè)置電機(jī)參數(shù)

    P1-00=2電機(jī)類型為永磁同步電機(jī)

    P1-01=14電機(jī)額定功率

    P1-02=341電機(jī)額定電壓

    P1-03=28.2電機(jī)額定電流

    P1-04=113.33電機(jī)額定頻率

    2、參數(shù)設(shè)置完成后對(duì)電機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，P1-37=11

    調(diào)諧選擇：11帶載自學(xué)習(xí)（靜止自學(xué)習(xí)）

    12空載自學(xué)習(xí)（選擇自學(xué)習(xí)）

    帶載自學(xué)習(xí)只能獲得同步電機(jī)電阻，同步電機(jī)D軸電感，同步電機(jī)Q軸電感（P1-16到P1-19）無法獲取電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)（P1-20），具體大小可以公式計(jì)算得出或者查找說明書。

    公式：E=P/√3*I

    E為反電動(dòng)勢(shì)，P為額定功率，I為電機(jī)額定電流

    空載自學(xué)習(xí)可以獲取P1-16到P1-20還可以獲取P2-13到P2-16。

    3、自學(xué)習(xí)成功后進(jìn)行機(jī)器調(diào)試

    最終的電機(jī)參數(shù)設(shè)置如下：

四、注塑機(jī)改造后的效果

1、節(jié)電效果明顯

    節(jié)電高達(dá)20～65%，設(shè)備運(yùn)行6-10個(gè)月，可回收投資。

2、壓力穩(wěn)定、精密

    調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，壓力閉環(huán)控制模式使系統(tǒng)壓力非常穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)高精度的精密控制?？砂凑针娔X設(shè)定的任意壓力、流量曲線運(yùn)行。

3、低噪音、弱振動(dòng)

    由于伺服系統(tǒng)是矢量控制啟動(dòng)，伺服電機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)，運(yùn)行期間只有很小的振動(dòng)感，噪音極低，保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性。。

4、使用方便

    提供壓力和流量的雙閉環(huán)控制，雙路模擬量輸出的電腦進(jìn)行聯(lián)機(jī)，安裝調(diào)試極為方便。普通技術(shù)人員通過數(shù)字面板即可迅速調(diào)好參數(shù)，也可用數(shù)字接口批量寫入適配參數(shù)。

5、減輕電機(jī)軸承、油泵葉片等運(yùn)動(dòng)部件的磨損程度，延長(zhǎng)其使用壽命。

6、多重保護(hù)：對(duì)電機(jī)具有過壓、欠壓、過載、過流、缺相等保護(hù)功能。

圖1電機(jī)銘牌

圖2變頻器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖片

圖3成品圖片。