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                    注塑機節能改造方案
                    日期: 2016-05-30
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                    1.引言

                    ??注塑過程一般分為以下步驟:鎖?!⑸浔骸勰z加料→冷卻定型→開模頂針。每一動作的完成都有時間、壓力、速度、位置等幾個參數的精密配合,也就是說在某一位置的位移都有相應的壓力和速度,且在不同的位置和時間內其壓力和速度都是可變的。同時每一動作完成后發出終止信號傳送給程序控制器,程序控制器收到信號后才發出執行下一動作的指令。此外注塑機系統本身還存在一些弱點:

                    ??(1)注塑機動作內部有著十分劇烈的突變過程:如鎖模過程中,快速鎖?!俚蛪鹤o?!邏焊咚冁i模的工況突變就很劇烈;又如注射過程中,慢速注射→快速→慢速→快速→慢速的

                    射膠過程工況也是很劇烈的,對機器的沖擊非常大,影響了整個注塑系統的壽命。

                    ??(2)動作油路制動達不到設計的精度,油路制動的開閉取決于電磁閥,而電磁閥的動作又取決于過程控制器提供的電壓和電流,因大多數注塑機都沒有死循環控制,閥的開閉精度就會大打折扣,尤其是閥的開閉程度在10%以下和90%以上時,某一動作在此狀態下被執行很

                    難保證其穩定性和重復精度。

                    ??(3)執行動作的油缸本身有油封破損,內泄現象,執行動作的可靠性和穩定性不高。這是由于多數時間內,負載的實際耗油量均小于油泵的供油量,造成高壓狀態下的液壓油部分經溢流閥、比例閥等液壓元件溢出。該溢流部分不僅未作任何有用功,而且產生熱量,造成液壓油發熱,既耗能,又有害。采用注塑機的變頻運行,就能很好的解決這些問題,既提高了整個注塑系統的精度和穩定性,減少巨大的機械沖擊,延長系統使用壽命,又能夠節約大量的電能。

                    2.注塑機變頻節能原理

                    ??對于塑料制品行業來說,電耗是其生產成本的主要部分,而注塑機是塑料制品廠的主要能耗設備之一,因此降低注塑機的能耗成為注塑行業降低成本、提高產品競爭力的有效途徑。傳統的注塑機是采用定量泵供油的,注塑過程的各個動作對速度、壓力的要求也不一樣,它是通過注塑機的比例閥采用溢流調節的方式將多余的油旁路流回油箱,在整個過程中,馬達的轉速是不變的,故供油量也是固定的,而由于執行動作是間隙性的,也并不可能是滿負載

                    的,因此定量供油就有很大的浪費空間,據實測至少有50%左右。變頻節能正是針對這一

                    浪費空間,實時檢測來自注塑機數控系統的比例壓力和比例流量信號,適時調整各個工況動

                    作所需的電機轉速(即流量調節),讓泵出的流量和壓力,剛好能滿足系統的需要,而在非動

                    作狀態時(主要是在冷卻狀態),讓電機停止運行,這樣節能空間就進一步地增大了,故對注

                    塑機進行變頻節能改造能夠帶來巨大的節能效果。

                    3.新科瑞C500矢量型變頻器應用在注塑機節能改造上

                    ??(1)信號的采集。變頻器的運行啟動信號取注塑機電腦的動作執行信號;變頻器的速度控制信號取注塑機的壓力比例閥模擬量信號(0-1A)。經變頻器處理,每個動作對應相應的頻率,自動調節油泵泵油速度,達到節能目的。

                    ??(2)關閉溢流閥。溢流閥在非變頻控制電機時是用來調節系統壓力,在變頻控制時應將其關閉,使變頻器達到最佳節能效果。

                    ??(3)新科瑞C500矢量型變頻器具有響應速度快(0.5s左右的加減速時間),保護功能齊全(過流、過壓、過熱等30多種保護)。

                    注塑機節能改造方案

                    4.調試中常出現的問題及處理方法

                    ?4.1調試前注意事項
                    注塑機變頻節能電氣改造相對比較簡單,但在改造前應詳細了解注塑機工況,熟悉注塑機工藝流程,調試時應注意以下事項:安裝前查清注塑機原有電路接線方式,包括主電路和控制電路;仔細觀察注塑機工頻運行是否正常,油泵馬達是否經常處于過載狀態;根據注塑機的模具及注塑工藝觀察注塑機節電改造的潛能;控制信號線路注意正負極性不要接反;信號線與主回路線要分開布線等。

                    ?4.2調試常見問題及處理方法
                    由于注塑機工藝的特殊性,在改造中會遇到各種故障,以下為在注塑機變頻改造中常遇到的問題及處理方法。
                    ?(1) 變頻器頻率無變化
                    由于變頻器采用注塑機閥控電流信號進行調速,變頻器運行后出現頻率顯示為0.0(有的變頻器顯示為0)現象,其主要原因為信號極性接反;信號取錯;信號接線端口與參數設定不符;注塑機輔助電源故障等,出現這種故障應先查明注塑機閥控制的類別是電流信號、電壓信號還是脈沖控制信號(部分機型),及信號正負極性是否與變頻器控制端子對應。
                    ?(2) 油泵噪音大
                    變頻器運行后有些注塑機會發出異常的噪音,這時應判斷噪聲源在何處,是來自電機還是油泵,若為油泵的噪音則可能原因有:注塑機液壓油過少,有空氣吸入;注塑機濾油器或油路阻塞;注塑機油泵葉片磨損較嚴重;遇到以情況應先檢查注塑機油泵,排除故障后方可運行,另外當注塑處于低速高壓工作狀態時,也會出現油泵噪音異常情況,這時適當提高速度信號。
                    ?(3) 溫度控制干擾
                    注塑機變頻器改造中常遇見的問題是改造后因干擾注塑機不能正常運行,注塑機加熱單元采用熱電偶檢測溫度,這種檢測元件容易受諧波干擾,從而造成注塑機溫度顯示和控制不準確,這時可從以下方面排除干擾:盡量縮短變頻器與注塑機電動機之間的連線,動力線用金屬軟管套裝,動力線與溫度檢測線不要靠近走線;在變頻器近端主回路線纜加裝電抗器或磁環;變頻器可靠接地;或給注塑機內部溫控電偶供電電源加阻容濾波電路,如下圖所示。

                    注塑機節能改造方案

                    ??注塑機溫度干擾濾波電路圖


                    其中a+為熱電偶端;b+接溫度控制板,處理時即在溫度檢測(熱電偶)線路中對稱地加入以上阻、容元器件以消除干擾。

                    5.結語

                    ??隨著變頻技術的成熟,變頻器在注塑機改造中日漸得以廣泛應用,實踐證明注塑機采用變頻控制節能效果明顯,值得推廣和應用。

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