臺達驅動器在注塑機上的雙泵控制應用

周智軍

中達電通股份有限公司

臺達驅動器在注塑機上的雙泵控制應用

周智軍

中達電通股份有限公司

本文主要介紹臺達VJ驅動器在注塑機上的雙泵合流控制應用。

雙泵合流；注塑機；壓力閉環系統壓力；系統流量

伺服系列注塑機是目前國內外廣泛應用的新產品，該系列機型采用高響應的伺服系統，使注塑機液壓系統的輸出功率與機器運行的實際消耗相匹配，對保壓時間較長及厚壁、高精度等產品有明顯的節電效果，與普通定量泵相比可節省用電量30%～80%，經濟效益十分明顯。

此外，可降低機器的發熱量，增加油路液壓密封件和液壓油的使用壽命，大大降低了機器的維護費用，且增加了機器本身的使用壽命。對于大噸位注塑機需大流量的要求，在沒有相應較大的電機及油泵的情況下，更考慮進一步節能，故大流量機器采用雙泵合流或多泵合流來滿足要求。

臺達雙泵合流驅動產品通過伺服控制器的485總線實現對分系統的協調控制，用合流后的壓力作為壓力反饋。上位機的給定壓力和流量命令信號接入主泵（控制器），主泵通過485總線將數字命令傳輸給從泵，合流控制中的各個伺服控制器根據應用需求確定最節能的工作狀態，協同控制各電機的力矩和轉速，確保系統壓力和流量的快速響應，壓力和流量的穩定，以及制成過程中的平穩轉換。

圖1 系統框圖

注塑機要求

系統最大壓力17.5Mba，系統總流量為300L，采用雙泵來控制，且為大小泵控制，根據客戶要求來進行油路設計。

系統配置

主泵配置選用菲斯電機U1013F20.3，油泵選用德國艾可樂齒輪泵E1PH6-080RK23-1X，驅動器選用VFD450VL43A-J；

制動單元配VFDB4045，電阻配2500kW/25歐×2；

從泵配置選用菲斯電機U1010F18.3，油泵選用德國艾可樂齒輪泵E1PH3-064RA23-1X，驅動器選用VFD300VL43A-J；

制動單元配VFDB4030，電阻配為1500kW/20歐；

各種配件若干，包括磁環、編碼器線、PG卡。

系統框圖

系統框圖如圖1所示。將主機MO1輸出接至從SON接點，且主機MCM接至從機COM。

調試過程

主泵：主驅動器先根據標準單泵一樣設定所有參數，再設定

A 壓力命令、流量命令三點校正

B 03-13=1，主機

C 03-14=從機流量/主機流量×100%，

D 03-06=1 多功能輸出（運轉中）

因此次的從機64L/min，主機80L/min，則設定64/80×100%=80%。

從機：先設定基本的馬達參數并進行自學習，再設定

A 03-13=2，從機

B 03-15=1，速度命令從485通訊給定

改變主機的壓力控制參數，使整機性能達到最佳。

調試后全自動波形圖

調試后的全自動波形圖如圖2所示。

圖2 調試后全自動波形圖

調試過程中存在的問題

由于存在加、減速過程，導致注塑過程經常處于加、減速的過程中，注塑產品是一個對工藝比較敏感的過程，往往加速過程會使產品產生嚴重缺陷。所以要求加速過程要非常快，即要求動態響應非常快，否則會造成成品率下降的情況；

注塑機在合模時需要很大的力，變頻器控制時經常會出現過流的情況，所以要求變頻器有強的過載能力；

驅動器作為一個干擾源，經常對注塑機的溫度板、動作順序以及自身接收的壓力流量信號、傳感器信號都會有一定程度的干擾。要求驅動器一定要作抗干擾處理；

從泵在不同油路設計中要考慮從機反轉泄壓扭力限制03-16，若是此參數設置不合理將會造成從泵驅動器在個別動作中使直流母線上的電壓瞬間升得很高，使驅動器報oud或oun。

注塑機使用驅動器時的注意事項

驅動器容量的選擇：在選配驅動器容量前，應實測一下注塑機在各個工序過程中，油泵電機工頻狀態運行的最大負荷電流，作為選擇變頻器容量的依據。變頻器的額定電流最好為控制電機額定電流的1.1～1.5倍，且電壓等級與控制電機相符。

驅動器的安裝環境：因為塑膠廠環境溫度高，塑料粉塵多，因此節能裝置的柜體要設計合理，柜內驅動器周圍應留足夠的空間，保證良好的通風渠道，并加裝冷卻風扇以強迫風冷。現場需安裝在通風良好，遠離熱源和塵埃多的地方。

驅動器對注塑機工作的干擾處理：變頻器的輸入和輸出電流中都會有一定量高次諧波成份，傳出來便形成了干擾注塑機正常工作的信號。應采取以下措施：

（1）不要將驅動器的輸入、輸出電纜與驅動器的控制信號（包括其它設備的控制信號線）平行走或捆扎在一起；

（2）在驅動器的輸出側加裝磁環（抗共模干擾零相電抗器）減小高次諧波電流，特殊情況輸入側也需要加裝；

（3）驅動器的外殼必須可靠接地。

總結

VJ驅動器用在注塑機上的雙泵合流控制具有省電、精確與油壓機高射速、高響應特性，成本適中等優點。主要體現在如下幾點：

（1）超省電節能：比傳統定量泵油壓系統省電30%～80%；

（2）系統油溫低：油溫降低5～10℃，減小冷卻器規格；

（3）重復精度高：實現了精密的流量壓力控制；

（4）速度響應佳：速度響應30～100ms以內；

（5）耐惡歷環境：采用防震、防油、防塵的Resolver。

周智軍，畢業于中國石油大學機械設備制造及自動化專業，現任中達電通股份有限公司杭州分公司高級應用工程師，從事臺達各種自動化產品的應用，協助產品營銷推廣，有著豐富的業界經驗。