酷马Q9000变频器在注塑机上的应用.doc

１引言 注塑过程一般分为以下步骤：锁模　　注射保压　　熔胶加料　　冷却定型　　开模顶针。每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精密配合，也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。同时每一动作完成后发出终止信号传送给程序控制器，程序控制器收到信号后才发出执行下一动作的指令。此外注塑机系统本身还存在一些弱点： （１）注塑机动作内部有着十分剧烈的突变过程：如锁模过程中，快速锁模　　慢速低压护模　　高压高速锁模的工况突变就很剧烈：又如注射过程中，慢速注射　　快速　　 慢速　　快速　　慢速的射胶过程工况也是很剧烈的，对机器的冲出非常大，影响了整 个注塑系统的寿命。 （２）动作油路制动达不到设计的精度，油路制动的开闭取决于电磁阀，而电磁阀的动作又取决于过程控制器提供的电压和电流，因大多数注塑机都没有死循环控制，阀的开闭精度就会大打折扣，尤其是阀的开闭程度在10％以下和90％以上时,某一动作在此状态下被执行很难保证其稳定性和重复精度。 （３）执行动作的油缸本身有油封破损，内泄现象，执行动作的可靠性和稳定性不高。这是由于多数时间内，负载的实际耗油量均小于油泵的供油量，造成高压状态下的液压油部分经溢流阀、比例阀等液压元件溢出。该溢流部分不仅未作任何有用功，而且产生热量，造成液压油发热，既耗能，又有害。采用注塑机的变频运行，就能很好的解决这些问题，既提高了整个注塑系统的精度和稳定性，减少巨大的机械冲出，延长系统使用寿命，又能够节约大量的电能。 ２注塑机变频节能原理 对于塑料制品行业来说，电耗是其生产成本的主要部分，而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一，因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本、提高产品竞争力的有效途径。 传统的注塑机是采用定量泵供油的，注塑过程的各个动作对速度、压力的要求也不一样，它是通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路流回油箱，在整个过程中，马达的转速是不变的，故供油量也是固定的，而由于执行动作是间隙性的，也并不可能是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，据实测至少有50％左右。变频节能正是针对这一浪费空间，实时检测来自注塑机数控系统的比例压力和比例流量信号，适时调整各个工况动作所需的电机转速（即流量调节），让泵出的流量和压力，刚好能满足系统的需要，而在非动作状态时（主要是冷却状态），让电机停止运行，这样节能空间就进一步地增大了，故对注塑机进行变频节能改造能够带来巨大的节能效果。注塑机变频改造原理示意图如图１所示。 Q9000注塑机变频节能电气原理图如图2所示。由图可知，工频与变频用sa及km3、km1进行电气互锁，确保工频运行与变频运行不能同时进行，保护系统安全运行；当选择开关sa在中间位置，即在0档时，电路不工作；sa转至左边，即在１档时，km1得电（变频运行指示灯h12亮），其常闭辅助触头先断开，切断工频控制回路。km1常开辅助触头后闭合，km2得电吸合。km1、 km2主触头先后闭合，接通变频器主电路。此时如果有运行信号，如图３所示，原系统星三角启动切换完，且控制线路选择到变频运行，即km2线圈得电，这时fwm-com闭合，变频器运行，注塑机开始工作。变频器根据注塑机电脑板给出的压力及流量信号，经内部处理后，输出不同的频率，调节电机转速，即：输出功率与压力和流量同步自动跟踪控制，故可以大大减轻合模、开模的震动，稳定生产工艺、提高产品质量，减少机械故障，延长机器使用寿命。 当检测有异常时，EA-EB断开，切断变频器输出信号及输出回路。EA-EC后闭合,h11故障指示灯亮。排除故障后，按变频器故障复位键后，既可继续工作。当sa转换至右边时，工频运行，即与原系统工作时一样，确保变频器出现异常时，不影响生产。变频器相关功能端子说明见表１，所使用到的相关参数说明见表２。 表１变频器相关功能端子说明 类别 端子标号 功能说明 运 行 FWD FWD-COM之间短接时正转,开路时减速并停止 COM 24VDC电源的地端子 故障 输出 EA EB EC 故障输出端子,检测变频器保护功能的动作,变频器正常时:TA-TB闭合,TA-TC断开;变频器因故障而保护动作时:TA-TB断开,TA-TC闭合 注 塑 机 端 子 IA/GND 0~1A电流信号输入 FIV/VB ±10V电压信号输入 FIC 4-20mA电流信号输入 OV 电压输入FIV电流输入FIC的参考地端 表2功能参数 功能代码 名称 设定 11-02 控制模式选择 11-02=2（开环矢量） 21-01 频率选择 21-01=1（注塑机专用） 21-02 运转指令选择 21-02=1外（部端子控制。组合设定） 21-03 停止方式选