臺達(dá)驅(qū)動器在注塑機(jī)上的雙泵控制應(yīng)用

周智軍

中達(dá)電通股份有限公司

臺達(dá)驅(qū)動器在注塑機(jī)上的雙泵控制應(yīng)用

周智軍

中達(dá)電通股份有限公司

本文主要介紹臺達(dá)VJ驅(qū)動器在注塑機(jī)上的雙泵合流控制應(yīng)用。

雙泵合流；注塑機(jī)；壓力閉環(huán)系統(tǒng)壓力；系統(tǒng)流量

伺服系列注塑機(jī)是目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的新產(chǎn)品，該系列機(jī)型采用高響應(yīng)的伺服系統(tǒng)，使注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的輸出功率與機(jī)器運(yùn)行的實(shí)際消耗相匹配，對保壓時(shí)間較長及厚壁、高精度等產(chǎn)品有明顯的節(jié)電效果，與普通定量泵相比可節(jié)省用電量30%～80%，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

此外，可降低機(jī)器的發(fā)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(jī)器的維護(hù)費(fèi)用，且增加了機(jī)器本身的使用壽命。對于大噸位注塑機(jī)需大流量的要求，在沒有相應(yīng)較大的電機(jī)及油泵的情況下，更考慮進(jìn)一步節(jié)能，故大流量機(jī)器采用雙泵合流或多泵合流來滿足要求。

臺達(dá)雙泵合流驅(qū)動產(chǎn)品通過伺服控制器的485總線實(shí)現(xiàn)對分系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，用合流后的壓力作為壓力反饋。上位機(jī)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(shù)字命令傳輸給從泵，合流控制中的各個(gè)伺服控制器根據(jù)應(yīng)用需求確定最節(jié)能的工作狀態(tài)，協(xié)同控制各電機(jī)的力矩和轉(zhuǎn)速，確保系統(tǒng)壓力和流量的快速響應(yīng)，壓力和流量的穩(wěn)定，以及制成過程中的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。

圖1 系統(tǒng)框圖

注塑機(jī)要求

系統(tǒng)最大壓力17.5Mba，系統(tǒng)總流量為300L，采用雙泵來控制，且為大小泵控制，根據(jù)客戶要求來進(jìn)行油路設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)配置

主泵配置選用菲斯電機(jī)U1013F20.3，油泵選用德國艾可樂齒輪泵E1PH6-080RK23-1X，驅(qū)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(jī)U1010F18.3，油泵選用德國艾可樂齒輪泵E1PH3-064RA23-1X，驅(qū)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(huán)、編碼器線、PG卡。

系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖如圖1所示。將主機(jī)MO1輸出接至從SON接點(diǎn)，且主機(jī)MCM接至從機(jī)COM。

調(diào)試過程

主泵：主驅(qū)動器先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)單泵一樣設(shè)定所有參數(shù)，再設(shè)定

A 壓力命令、流量命令三點(diǎn)校正

B 03-13=1，主機(jī)

C 03-14=從機(jī)流量/主機(jī)流量×100%，

D 03-06=1 多功能輸出（運(yùn)轉(zhuǎn)中）

因此次的從機(jī)64L/min，主機(jī)80L/min，則設(shè)定64/80×100%=80%。

從機(jī)：先設(shè)定基本的馬達(dá)參數(shù)并進(jìn)行自學(xué)習(xí)，再設(shè)定

A 03-13=2，從機(jī)

B 03-15=1，速度命令從485通訊給定

改變主機(jī)的壓力控制參數(shù)，使整機(jī)性能達(dá)到最佳。

調(diào)試后全自動波形圖

調(diào)試后的全自動波形圖如圖2所示。

圖2 調(diào)試后全自動波形圖

調(diào)試過程中存在的問題

由于存在加、減速過程，導(dǎo)致注塑過程經(jīng)常處于加、減速的過程中，注塑產(chǎn)品是一個(gè)對工藝比較敏感的過程，往往加速過程會使產(chǎn)品產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。所以要求加速過程要非常快，即要求動態(tài)響應(yīng)非?？?，否則會造成成品率下降的情況；

注塑機(jī)在合模時(shí)需要很大的力，變頻器控制時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)過流的情況，所以要求變頻器有強(qiáng)的過載能力；

驅(qū)動器作為一個(gè)干擾源，經(jīng)常對注塑機(jī)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(qū)動器一定要作抗干擾處理；

從泵在不同油路設(shè)計(jì)中要考慮從機(jī)反轉(zhuǎn)泄壓扭力限制03-16，若是此參數(shù)設(shè)置不合理將會造成從泵驅(qū)動器在個(gè)別動作中使直流母線上的電壓瞬間升得很高，使驅(qū)動器報(bào)oud或oun。

注塑機(jī)使用驅(qū)動器時(shí)的注意事項(xiàng)

驅(qū)動器容量的選擇：在選配驅(qū)動器容量前，應(yīng)實(shí)測一下注塑機(jī)在各個(gè)工序過程中，油泵電機(jī)工頻狀態(tài)運(yùn)行的最大負(fù)荷電流，作為選擇變頻器容量的依據(jù)。變頻器的額定電流最好為控制電機(jī)額定電流的1.1～1.5倍，且電壓等級與控制電機(jī)相符。

驅(qū)動器的安裝環(huán)境：因?yàn)樗苣z廠環(huán)境溫度高，塑料粉塵多，因此節(jié)能裝置的柜體要設(shè)計(jì)合理，柜內(nèi)驅(qū)動器周圍應(yīng)留足夠的空間，保證良好的通風(fēng)渠道，并加裝冷卻風(fēng)扇以強(qiáng)迫風(fēng)冷?，F(xiàn)場需安裝在通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離熱源和塵埃多的地方。

驅(qū)動器對注塑機(jī)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(jī)正常工作的信號。應(yīng)采取以下措施：

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

（2）在驅(qū)動器的輸出側(cè)加裝磁環(huán)（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(cè)也需要加裝；

（3）驅(qū)動器的外殼必須可靠接地。

總結(jié)

VJ驅(qū)動器用在注塑機(jī)上的雙泵合流控制具有省電、精確與油壓機(jī)高射速、高響應(yīng)特性，成本適中等優(yōu)點(diǎn)。主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

（1）超省電節(jié)能：比傳統(tǒng)定量泵油壓系統(tǒng)省電30%～80%；

（2）系統(tǒng)油溫低：油溫降低5～10℃，減小冷卻器規(guī)格；

（3）重復(fù)精度高：實(shí)現(xiàn)了精密的流量壓力控制；

（4）速度響應(yīng)佳：速度響應(yīng)30～100ms以內(nèi)；

（5）耐惡歷環(huán)境：采用防震、防油、防塵的Resolver。

周智軍，畢業(yè)于中國石油大學(xué)機(jī)械設(shè)備制造及自動化專業(yè)，現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司杭州分公司高級應(yīng)用工程師，從事臺達(dá)各種自動化產(chǎn)品的應(yīng)用，協(xié)助產(chǎn)品營銷推廣，有著豐富的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)。