变频注塑机方案资料
变频器在注塑机上应用节能改造
变频器在注塑机上应用节能改造欧智电子一，注塑机概述众所周知，注塑机是对各种塑料（例聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要设备，通过对塑料颗粒在双螺杆注塑机内进行多段温度加热，在熔融搅拌增压后将流体料注入模具腔内，完成成型加工的。
我公司曾对多家厂家多种型号的注塑机成功地进行了变频改造，节电率平均达0%~55%，深受用户好评，说明注塑机进行的应用变频器的技术改造是完全可行成功的，应用变频器对大型注塑机实行节能的技术改造方案是正确的有效的，值得向大家推荐。
二，注塑机工序过程不论大、中、小型注塑机，分析它的工序过程是相同的，大致是五个工序过程：1，送模具过程，需低压力，时间较短。
2，合模具过程，左右两个模具相接，直至完全闭合，需略高压力，时间不长。
3，保压过程，送料至模腔，直到成型，固化完需较高压力，时间长约占40-60%。
4，脱模具过程，加工成型，可开启模具，到脱模完，可取出加工件，时间不长，压力略高。
5，退模具过程，加工件取出，模具后退原位，进行辅助工作后，待再次加工，这时需低压力，时间较短。
对同一台注塑机，加工不同的塑料件，其压力（p）与时间长短是各不相同的。
它与加工件的型体复杂性，使用何种塑料，一个加工件的总料量，有否嵌件等有关，具体参数设定，一般由工艺技术人员给出的，并经试验加工后，最后定案的。
三，注塑机节能的可能性分析从注塑机的P=f(t)工序过程中看出，随着不同时间段，它的主油泵压力是变化的，而且起伏较大，这就存在节能的可能性，且潜力较大，所以注塑机节电率可达20%-30%，甚至更大些。
在未使用变频器的注塑机，其主泵压力调整是靠压力卸荷来调节傍路油路的开度，来实现调节压力的方式，这种主泵调压力的方式，对主泵的电动机转速不变，依傍路阀门开度来调节压力，实践证明节能是很小的，因此是不经济的运行的方式，采用变频器调速来调节主泵的转速，从而改变流量和压力是经济的运行方式（这时阀门的开度要全开100%），这就是注塑机主泵采用变频器的原因所在，从而有较大幅度节电的道理，至于模具移动的动力源也是液压的，它有二种方法：1，另配一台小功率的低压油泵。
变频器在注塑机控制系统中的应用
变频器在注塑机控制系统中的应用注塑机是塑料行业的主要设备，为提高设备使用性能及效益，本文针对传统注塑机控制系统存在的缺陷，提出了采用变频器来实现对注塑机的流量控制，取得了良好的效果。
标签：变频器；压力控制；流量控制塑料行业是一个与国民的生产，生活密切相关的行业，大到汽车、磨具，小到鼠标、开关，都与之紧密联系。
而所有的种种产品，都需要注塑机。
随着塑料加工行业的高速发展和竞争加剧，对注塑机进行节能改造以降低生产成本的呼声越来越高。
变频器和PLC是目前对电动机进行智能化控制的重要技术。
在注塑机生产过程中，因为涉及到液压系统的压力和流量的改变，其节能的空间较大，所以利用此两项技术对注塑机控制实现智能化控制，可以达到降低注塑机耗能指标。
1.注塑机的基本概述1.1注塑机简介通常情况下，注塑机又被称作注射成型机、注射机，工厂应用中经常将其称作啤机。
注塑机是利用一些热塑性材料、热固性材料等通过塑料成型模具将其制作成各种形状的塑料制品的成型设备。
常见的注塑机有立式、卧式以及立卧复合式，一般是按照注射装置和锁模装置进行排列的。
注塑机的主要系统包括：液压传动系统、电气控制系统、润滑系统以及安全监测系统等。
目前，很多注塑机都采用的是液压系统，在注塑机的液压系统中需要对系统中的压力和流量进行控制来保证注塑机的正常工作。
因此，对注塑机的压力和流量的控制方法进行研究分析十分重要。
1.2注塑机压力和流量控制方式常见的注塑机液压系统的压力和流量的控制方法有以下两个：1.2.1定量泵+ 阀门控制系统这是最常见的控制方法，同样也是相对传统的一种方法，因为很多注塑机的结构都是以定量泵和阀门为主的，这种结构的主要优势就是控制方式简单方便，一般是用电动机拖动定量泵完成供油需求的，还可以使用调节阀对系统流量和压力进行调节。
其中使用定量泵进行控制压力和流量的方法的投资比较低，也容易操作，有较好的使用效益。
但是这种控制方式的安装操作比较复杂、并且管路网络的波动起伏较大、调节效率较低。
注塑机节能控制技术资料(带前馈控制)
一、注塑机节能改造剖析目前市场上注塑机改造的方法各个各样，主要以变频和伺服为主，具体分析如下：一.变频改造1.变频器在注塑机上的应该主要是用于改造，将原来的定量泵注塑机加装一套变频控制柜，采集注塑机上比例压力和比例流量阀的模拟信号，来调节电机的转速，从而改变电机的输出功率，达到节能的目的；但变频节能改造对生产工艺要求不高，并且冷却时间较长的，节能效果是非常明显；二.伺服控制同步伺服：分为改造和厂家配套两种方式，都需要将电机和油泵换掉，改造工程量比较大，虽然节电率非常高，但这个方式就好比一台拖拉机将发动机更换为宝马的发动机，性能是不可能达到原装宝马车的性能，只会加速电磁阀、油封等液压配件的老化时间；厂家配套不需要安装比例压力阀和比例流量阀，配置伺服系统成本增加不了多少，但后期的维修成本是相当高的，所配电机为永磁同步电机，到了一定的时间会有退磁的现象，会使整个电机出力不足，机台性能下降，并且对油泵的性能影响也是特别大的，所有风险转嫁给了买这种注塑机的消费者；建议：我公司经过十多年的注塑机节能改造经验总结出一种新的控制方式就是采集比例模拟信号和工艺电磁阀的动作开关信号(即异步伺服控制），经过前馈控制器的精确运算后控制驱动器输出，调节电机的转速及输出功率，从而达到节能的目的，此控制方法性价比很高，改造与配套均适合，选择适合自己产品工艺要求的控制方式才是最好的方式，异步伺服控制的相关技术如下：二、注塑机异步伺服控制节能改造可行性分析2.1节能原理在注塑成型的一个周期中：锁模→注射→保压→加料→冷却→开模→顶针→取料等各动作，对流量和压力要求是不一样的，通常射胶和锁模阶段对流量和压力需求很大，而在冷却和取料等阶段对流量和压力需求却很小，定量泵型注塑机在节能改造前，在每个工作周期内油泵的排量基本不变，存在“大马拉小车”的现象。
负载小时，实际所需流量较小，多余的流量（如图阴影部分所示）通过溢流阀溢流掉，能量损失巨大（PB 1B 、QB 1B 为模具通常情况下所需最大压力和流量）。
注塑机的变频节能改造
注塑机的变频节能改造一、前言从50年代推出了螺杆式塑料注射成形机至今已有50多年的历史。
目前在工程塑料加工业中，80%采用注射成型。
塑料颗粒（ABS，聚乙烯，改型聚苯乙烯等）在注塑机料筒内进行多段加热器加热融蚀后，经螺杆搅拌增压后注射入模具腔内，保压冷却成形，完成一个工件的加工过程。
对于塑料加工，注塑机完整的工艺流程为，合模——锁模—注射—保压—冷却—脱模—开模。
其中保压和冷却，脱模和开模是同时进行的，即保压过程中，模具在通水冷却；在开模的过程中，模具内的脱模顶针由隐蔽处逐渐后伸出，使附注在模具上的工件脱落,开模到位后一个加工过程结束。
不论大，中，小型注塑机，其工艺流程都是相同的。
目前绝大多数的注塑机都是液压传动的注塑机，以上的工艺动作过程所需要的动力，均由液压系统中的油泵提供，油泵又有变量泵和定量泵之分。
在注塑机工作时,一个工作周期中各个工序的负荷变化很大，液压系统所要求的流量和压力是不同的，生产油泵时已经考虑了这种变化，当液压系统需要的流量和压力变化时，油泵的供油量自动地增大或减小来与以适应，这种油泵就是变量泵，不需要再用变频器进行调速控制。
广泛使用的另一种油泵是定量泵，它的供油量是恒定的，注塑机工作过程中流量和压力的变化是靠流量比例阀和压力阀来调节的，多余的油量经溢流阀流回油箱。
这样，加剧了阀门和油泵的磨损，造成油温升高，电机噪声过大。
另外，从注塑机的设计看，通常在设计时油泵都要留有余量，一般考虑10%～15%，但油泵的系列是有限的，往往选不到合适的油泵型号时就往上靠，存在严重的“大马拉小车“现象，造成电能的大量浪费。
因此，对定量泵的注塑机进行变频调速改造，节约电能，提高经济效率具有重要的意义。
二、注塑机节能分析图一系统油压与时间关系根据注塑机的工艺过程，画出系统油压P与时间t的关系图如图一，由图可见，合模和脱模，开模系统所需油压较低，且时间较短；而注射，保压，冷却系统所需油压较高，且时间较长，一般为一个工作周期的40%～60%，时间的长短与加工工件有关；间歇期更短，这也与加工工件的情况有关，有时可以不要间歇期。
变频器在注塑机中的应用
变频器在注塑机中的应用一．前言半个世纪以来，塑料已成为工农业和民用主要的材料之一。
注塑机就是一种专用的塑料成型机械。
它利用塑料的热塑性，经适当加热熔化后，加高压快速流入模腔经一定时间保压、冷却。
成为各种型材和塑料制品。
在注塑机上推广应用变频器可以实现节约电能、提高生产率和产品质量，降低油污染和噪声污染，延长机器使用寿命等优点。
因此将逐步推广使用。
二．注塑机变频调速系统的方案注塑机的工作循环如下：1）锁合模：模板快速，接近定模板，且确认无异物存在时，系统转为高压，将模板锁合。
2）注射台前移：喷嘴与模具紧贴。
3）注射：注射螺杆以一定的压力和速度将料筒前端的熔料注入模腔。
4）保压、冷却：通过此动作，使模腔内的塑料制品冷却成形。
5）预塑：传统上应用液压马达驱动螺杆并后退，料斗中加入的塑料粒子被前推进行预塑。
螺杆后退到预定位置，停止转动，准备下一次注射。
6）注射台后退，开模7）顶出制品以上这些动作在传统的注塑机上都是以液压系统来完成的。
由油泵和不同阀门的配合产生的压力和流量，提供油缸和液压马达所要求的推动力和移动速度。
众所周知，油泵的输出功率Pt=p*qt=p*V*n (1)而油泵的理论转矩：Tt=1/2pi*p*V (2)式中p为压力，qt为流量，V为油泵排量，n为油泵转速将（2）式代入（1）式得：Pt=2pi* Tt *n (3)如果忽略机械能到液压能转换过程中的能量损失，则可近似认为油泵的输出功率与电机的输出转矩与电机转速成正比。
因此可以看出，当系统要求低流量时，系统要求的功率其实是非常低的。
但是实际情况却是，由于电动机始终运行在工频50Hz状态上，并不能根据实际的需求来降低其转速，从而减小流量。
因此多余的液压油通过比例流量阀流回油箱，造成能源的白白浪费。
根据以上事实，德国科比（KEB）公司以此为基础，在几年的实践应用中积累了许多宝贵经验，提出了多种变频器在注塑机械上的节能方案，并且取得了成功。
方案一油泵变频调速此种方案采用了KEB F4-F系列闭环矢量控制水冷变频器。
注塑机专用变频器说明书
注塑机专用变频器说明0 通道G1/S1设定频率 1 通道G2/S2设定频率2 通道G1/S1与G2/S2组合设定频率当参数PA3.00 设置为2 即选择通道G1/S1与G2/S2组合设定频率设定频率 = 通道G1/S1单独设定的频率×PA3.01 + 通道G2/S2单独设定的频率×PA3.02 各通道单独设定频率由图附1-1至1-4 曲线确定当参数PA3.00 设置为0时 即选择通道G1/S1设定频率当参数PA3.11 设置为0时 即设置为拐点无效时 变频器的设定频率完全由参数PA3.04、 PA3.06确定 如图附1-1所示当参数PA3.11 设置为1时 拐点有效 此时的设定频率如图附1-2所示设定频率输入量设定频率输入量PA3.03PA3.05PA3.04PA3.06PA3.03PA3.12PA3.14PA3.05PA3.04PA3.13PA3.15PA3.06图附1-1 拐点无效时的设定频率图附1-2 拐点有效时的设定频率当参数PA3.00 设置为1时 即选择通道G2/S2设定频率当参数PA3.11 设置为0时 即设置为拐点无效 变频器的设定频率完全由参数PA3.08、 PA3.10确定 如图附1-3 所示当参数PA3.11 设置为1时 即设置为拐点有效 此时的设定频率如图附1-4 所示设定频率输入量设定频率输入量PA3.09PA3.08PA3.10PA3.07PA3.16PA3.18PA3.09PA3.08PA3.17PA3.19PA3.10图附1-3 拐点无效时的设定频率图附1-4 拐点有效时的设定频率注意：使用多段速上限功能，对应端子的功能必须设对即P02.00=01，P02.01=02，P02.02=03，P02.03=00，P02.04=00。
如果有两个或两个以上端子通道，选择大的上限频率。
三．使用范例1.用比例流量阀的电流控制信号作为变频器的控制输入必须设置的参数如下P00.26 = 2 选择注塑机专用参数PA3.00= 0 外部设定G1/S1PA3.01 = 1.00 外部输入G1/S1权系数设定为1.00PA3.03 设置为注塑机比例流量阀的最小控制电流PA3.05 设置为注塑机比例流量阀的最大控制电流PA3.04 电动机工作的最小频率一般在0.00~10.00 之间PA3.06 电动机工作的最高频率一般在50.00~55.00 之间其它参数为变频器的出厂值加速时间P00.10和减速时间P00.11根据情况和要求进行调整。
注塑机专用变频器的参数
注塑机专用变频器的参数在注塑机的生产过程中，变频器是一个非常重要的设备。
它可以控制电机的转速和转矩，从而实现对注塑机的精准控制。
注塑机专用变频器与普通变频器不同，其参数设置需要特别注意。
1. 额定电压和功率在选择注塑机专用变频器时，首先要确定其额定电压和功率。
注塑机的电机功率通常在30KW-250KW之间，而变频器的功率应该略大一些，以确保它可以在长时间高负载的工作情况下稳定工作。
另外，注塑机专用变频器还应该适配注塑机电机的额定电压。
通常情况下，220V/380V/415V是常见的电压等级。
2. 频率范围注塑机专用变频器的频率范围通常在0-400HZ之间。
这是因为注塑机所涉及到的电机转速范围较大，而变频器可以实现对电机的高精度控制。
如果变频器的频率范围过小，将会限制注塑机的输出能力，影响生产效率。
3. 过载能力在注塑机生产过程中，可能会出现瞬间的高负载，如果变频器的过载能力不足，可能会导致变频器出现故障。
因此，注塑机专用变频器的过载能力应该足够强大，以应对瞬间高负载的情况。
4. 控制方式注塑机专用变频器的控制方式通常有两种：V/F控制和矢量控制。
V/F控制适用于较简单的注塑机控制，而矢量控制则适用于更为复杂的注塑机控制，具有更高的精度和响应速度。
5. 过流保护因为注塑机的生产过程中可能会产生电机过流的情况，因此注塑机专用变频器需要具备过流保护功能。
当电机输出的电流超过规定值时，变频器会自动停止电机的运行，以保护变频器和电机的安全。
6. 通信接口现代注塑机的自动化程度越来越高，因此注塑机专用变频器需要具有可靠的通信接口，以便与其他设备进行信息交换和协同工作。
常见的通信接口包括CAN、RS485和MODBUS等。
7. 故障报警和诊断如果注塑机专用变频器发生故障，及时诊断和修复至关重要。
因此，注塑机专用变频器应该具备自动故障报警和诊断功能，以方便工作人员进行快速有效的维修。
常见的故障报警方式包括声音报警、灯光提示等。
注塑机变频改造方案
部分油泵电机节能前言什么是变频节能装置变频器一般是利用电力半导体器件；以及内存编程软件的通断作用，将工频电源换为另一频率的电能控制装置。
在注塑机中使用变频节能的优点1，节能；注塑机通用使用的三相异步交流电机不能变速；其拖动的定量叶片泵；输入液压油的流量不能改变；注塑机再进行低速动作时；多余的流量经溢流阀流回油箱；造成能量大量损失；变频器能根据控制系统的指令；调节电机的转速；使叶片泵输出液压的流量可根据注塑机动作速度要求改变；减少了液压油从溢流阀流会油箱的能耗；从而节省了大量的电能；以及降低液压油的油温；实时监测电机耗电量；节电率达20—70﹪；节电率跟注塑机所生产产品的冷却时间和所生产产品大小也有很大的关系。
2，避免人身安全事故。
注塑机加装变频器后；由于操作人员在模具上取件；清洁和修理时；注塑机电脑的速度模拟量无输出，电机处于停止状态；液压系统无压力；避免了机械的误动作；完全杜绝了注塑机的人身安全事故的发生。
3，软启动；工频状态下马达采用的是星三角形降压延时启动；此时电流是电机额定电流的4—7倍；若多台大功率的电机同时启动；将对电网造成很大的冲击；采用变频后；电机只需在额定电流下就可软启动；电流平滑无冲击；减小了启动电流对电机和电网的冲击；延长了电机使用寿命。
4，减少无功功率。
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是因为功率因素的降低导致电网有功率的降低。
而使用变频节能控制装置后。
由于变频器内滤波电容作用；使得功率因素接近为1；增大了电网的有功功率；从而节省了无功功率消耗的能量。
5．最佳配合、变频器与注塑机电脑可进行联机控制，通过电脑对变频器的控制实现变频器的输出频率和输出转锯解藕调节，达到变频器与注塑过程各动作的最佳配合，解决注塑机应用变频节能技术导致生产效率降低瓶颈。
6．变频器的寿命。
变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器，冷却风扇那样的消耗的器材。
如果对他们进行定期的维护，可望有10年的寿命。
注塑机调机技术样本
注塑机的背压压力是不影响颜色的, 压力只会影响产品的单重, 及表面光洁度和批风; 温度对颜色有影响, 当温度过高或者过低时, 原料中的色粉或者色母会因材料的不同产生响应的变化二、注塑机的温度和压力对色粉有何影响?温度高颜色分散, 色粉的作用减少, 颜色变淡, 再高就烧焦, 压力大, 颜色饱满。
三、背压气源定义背压其实叫汽轮机出口排汽压力,大家俗称背压,是指做完功以后还具有一定压力和温度的蒸汽,在发电厂这些蒸汽经过凝汽器变为水补充到锅炉,在其它厂矿是要输送给其它部门做生产用蒸汽,以及生活中的烧洗澡水用,因此要保证一定的压力和温度,一般在0.5MP~1MP之间.温度200多度,不回到锅炉.A、背压的形成在塑料熔融、塑化过程中, 熔料不断移向料筒前端( 计量室内) , 且越来越多, 逐渐形成一个压力, 推动螺杆向后退。
为了阻止螺杆后退过快, 确保熔料均匀压实, 需要给螺杆提供一个反方向的压力, 这个反方向阻止螺杆后退的压力称为背压。
背压亦称塑化压力, 它的控制是经过调节注射油缸之回油节流阀实现的。
预塑化螺杆注塑机注射油缸后部都设有背压阀, 调节螺杆旋转后退时注射油缸泄油的速度, 使油缸保持一定的压力( 如下图所示) ; 全电动机的螺杆后移速度( 阻力) 是由AC伺服阀控制的。
B、适当调校背压的好处1、能将炮筒内的熔料压实, 增加密度, 提高射胶量、制品重量和尺寸的稳定性。
2、可将熔料内的气体”挤出”, 减少制品表面的气花、内部气泡、提高光泽均匀性。
减慢螺杆后退速度, 使炮筒内的熔料充分塑化, 增加色粉、色母与熔料的混合均匀度, 避免制品出现混色现象。
3、减慢螺杆后退速度, 使炮筒内的熔料充分塑化, 增加色粉、色母与熔料的混合均匀度, 避免制品出现混色现象。
4、适当提升背压, 可改进制品表面的缩水和产品周边的走胶情况。
5、能提升熔料的温度, 使熔料塑化质量提高, 改进熔料充模时的流动性, 制品表面无冷胶纹。
变频器在注塑机控制中的应用
变频器在注塑机控制中的应用在制造业中，注塑机是一种常见的设备，用于加工塑料制品。
注塑机的控制是生产过程中要关注的重点，而变频器在注塑机控制中的应用则是一个热门话题。
本文将探讨变频器在注塑机控制中的应用以及其优点。
一、注塑机的控制注塑机是一种将熔化的塑料注入到模具中，使其冷却并形成所需形状的设备。
注塑机的控制主要包括以下几个方面：1.压力控制：保证熔化的塑料能够顺利注入模具中。
2.速度控制：控制塑料注入模具的速度，以避免塑料烧焦或模具破裂。
3.温度控制：控制加热和冷却的温度，以确保最终产品的质量。
4.时间控制：控制注塑机在生产流程中的时间，包括注塑、冷却、模具开合等。
以上控制可以手动或自动进行，手动控制需要人工对每一步进行控制，而自动控制则由电脑程序控制。
二、变频器在注塑机控制中的应用变频器是一种能够控制电动机转速的电子设备。
在注塑机控制中，变频器可以控制注塑机电动机转速，从而实现对注塑机的控制。
具体来说，变频器在注塑机控制中的应用主要体现在以下几个方面：1.控制油泵电机：油泵是注塑机中关键的部件之一，变频器可以控制油泵电机的转速，以达到精确控制的目的。
2.控制电机的转速：变频器可以控制注塑机电机的转速和转矩，从而实现对注塑机运行速度的控制。
3.节能：变频器可以通过精确控制电机的转速和转矩，大幅降低注塑机的能耗，节约电费。
4.提高生产效率：变频器可以通过快速响应系统和直接驱动机械部件的方式，提高注塑机的生产效率。
三、变频器在注塑机控制中的优点在注塑机控制中，采用变频器控制注塑机电机有以下优点：1.精确控制：采用变频器控制注塑机电机，能够实现数码化控制，通过精准计算，实现最佳控制效果。
2.稳定性强：采用变频器控制注塑机电机，能够在大范围的负载变化下保持稳定。
3.节能效果显著：采用变频器控制注塑机电机，能够降低电机在无负载时的电流和功率，从而实现节电效果。
4.适用性强：变频器可灵活控制电机转速，适用范围广，可满足多类型注塑机的控制需要。
注塑机节能改造方案
注塑机节能改造方案注塑机是一种用于制造塑料制品的机械设备，其能源消耗较大，注塑机节能改造的目的是降低能源消耗并减少对环境的影响。
以下是一些注塑机节能改造方案：1.更新节能型变频器：传统注塑机使用的变频器能量转换效率较低，通过更新为节能型变频器可以提高能源转化效率，降低能源消耗。
节能型变频器能根据实际生产需求调整电机速度，减少能耗。
2.安装高效能电机：使用高效能电机可以大幅度降低能源消耗。
高效能电机具有较高的能源转换效率，相较于普通电机能节约30%以上的能源消耗。
3.使用节能型加热系统：注塑机的加热系统是能源消耗的主要部分，使用节能型加热系统可以降低能源消耗。
这包括使用节能型加热器和优化加热系统结构，减少热量损失。
4.优化注塑工艺参数：通过优化注塑工艺参数，可以提高注塑过程的效率，减少废品率和能源消耗。
例如，调整注塑温度、注塑时间和注塑速度等参数，以提高材料利用率和生产效率。
5.安装节能型附属设备：注塑机的附属设备（如冷却系统、压缩空气系统等）也会消耗大量能源，通过安装节能型附属设备可以减少能源消耗。
例如，使用高效能水冷却系统、高效能压缩空气系统等。
6.定期维护和保养：定期维护和保养注塑机可以确保其正常运行，并减少能源消耗。
包括清洁和润滑机器、更换损坏零件等。
7.资源回收和再利用：优化产品设计，增加注塑机中的回收装置，将废品和废渣重新利用，减少资源浪费。
8.提高员工意识：提高员工对节能环保的意识，培训员工关于注塑机节能的知识和技能，使其能主动参与到节能改造中。
综上所述，注塑机节能改造方案包括更新节能型变频器、安装高效能电机、使用节能型加热系统、优化注塑工艺参数、安装节能型附属设备、定期维护和保养、资源回收和再利用以及提高员工意识等措施。
通过综合实施这些措施，可以降低注塑机的能源消耗，减少对环境的影响。
注塑机电机变频改造
言近几年塑料行业发展越来越迅速，其中注塑行业也正迎来一个飞速发展的机遇，但同时同行业间的竞争也日渐激烈，各厂家除了重视产品质量、品牌竞争外，也越来越重视生产成本的控制。
从注塑机工艺过程知道，在注塑成型产品成本中电能量消耗成本占了很大的比例，因而能否有效减少电能损耗受到各注塑机厂家和用户关注。
随着变频调速技术的推广，变频调速在传动控制和节能领域已日渐得到广泛应用，尤其在泵类负载场合采用变频控制节能效果显著，本文以康沃注塑机专用变频器为例介绍了注塑机变频改造可行性和改造中常出现的问题及处理方法，举例说明了注塑机变频改造节电效果及收回情况。
2 注塑机变频改造可行性2.1 节能改造的提出目前市场上的各类注塑机约90%以上是采用液压传动和电液比例控制方式，事实上采用电液阀控(即高压节流)控制模式注塑机工作时存在很大的能量浪费，一般一个产品的注塑成型过程如图1。
图1 注塑过程示意图各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同，即所需的液压油流量不同，因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程，在定量泵注塑机液压系统中，油泵电机始终是以恒定转速提供恒定流量的液压油，各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流，从而造成电能的浪费，据统计由电液阀控模式造成电能损耗高达36~68%，根据注塑机设备工艺油泵电机耗电占整个设备耗电比例高达65~80%，因而对阀控电液模式进行节能改造具有很大潜力。
2.2节能改造原理泵类负载工作特性可知泵的流量与转速成比例关系，泵的扬程与转速成平方关系，泵电机轴功率与转速的立方关系,如下公式所示:q2/q1=n2/n1; h2/h1=(n2/n1)2; p2/p1=(n2/n1)3其中:q为流量; n为转速; h为扬程。
原有注塑机系统采用阀门控制，当流量由qa减少到qb时由于管阻特性，工作点由a点转移b点，消耗的功率与0qbbhb成正比，若采用变频控制这时因阀门全开，其管理特性不变，工作点由a点转移到c点，消耗的功率与0qbchc成正比，从图2可知采用变频调速比采用阀门控制节能，且随着转速的降低电机功率成立方关系减少，如果能根据注塑工艺适时地调节油泵电机转速即可达到节能目的。
注塑机变频器]
![注塑机变频器]](https://img.taocdn.com/s3/m/b6685670f4335a8102d276a20029bd64783e620c.png)
VC3200 注塑机专用变频器说明书注塑机主要是对各种塑料进行加热、融熔、搅拌、增压后，将塑料流体注入模具腔内，完成工件一次注塑成型。
它的工艺过程基本上分为七道工序过程，即：锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶针。
控制的关键是压力和流量，注塑机在不同的工作阶段中，所需的能量是不一样的，它的压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节的，通过调整压力或流量比例阀的开启度来控制压力和流量大小，而油泵电机始终为恒转速，即为定量泵。
VC3200注塑机专用变频器的工作原理就是根据油泵电机在不同的工作阶段，提供相应的转速，使定量泵变为节能型变量泵。
这样可大大的节约能源，节省制塑成本。
另外，VC3200注塑机专用变频器还提供工频旁路，即使变频器有故障也不影响生产.本说明书只对注塑机专用变频器的控制功能进行说明，操作时请与VC3000系列说明书配合使用。
1. VC3200系列注塑机专用变频器主要功能概要●无速度传感器矢量控制，●电机参数自动辨识●采用优化空间矢量PWM控制，输出电流谐波成份小，运行平稳，效率高。
●全面静音运行●AVR自动调整功能，即使输入电网存在较大波动，输出电压基本保持不变。
●工频、变频自由切换，即使变频器有故障也不影响生产。
●保护功能完善，具有过压、欠压、过流、电流限幅、过载、过热、电子热过载继电器、过压失速、数据保护、故障自动复位功能，保证生产连续。
●二路隔离信号输入，每路通道可通过跳针选择0-10V电压信号或0-1A电流信号，二路隔离信号可任意组合。
●安装方便，对设备毋须做太大改动，即可实现节能目的。
2. VC3200系列注塑机专用变频器型号2.1铭牌说明：变频器型号 TYPE: VC3200-055G3输入电源规格 SOURCE： 3Ф 380V 50/60Hz输出功率规格 OUTPUT: 55KW 110A 0.5-400Hz生产序号 SER NO:2.2型号说明：380V例：055：55KWVC3200系列注塑机专用变频器额定输入电源：三相交流380V；最大输出电压与输入电压相同。
基于注塑机变频控制说明书
密级：科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2012 — 2016 年）题目基于注塑机变频控制设计学科部：理工学科部专业：机械设计制造与其自动化班级： 12机制学号：学生姓名：指导教师：起讫日期： 2016.2.25至2016.5.20目录摘要 (I)Abstract. ............................................................................................................................................... I I 第一章前言. (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 注塑机工作流程阶段 (1)1.3 变频技术在注塑机中的应用 (1)1.4 国内研究现状与发展趋势 (1)1.5 本课题研究内容 (1)1.6 课题成果与意义 (2)第二章注塑机控制机构 (2)2.1 螺杆式注塑机的结构 (2)2.2 注塑机变频控制的动作流程 (2)第三章塑件分析 (5)3.1 塑件的材料 (5)3.2 塑件的形状 (5)3.3 制品质量 (5)3.3 注塑机成型工艺条件 (5)第四章注塑机电气控制系统 (6)4.1 电动机主电路 (6)4.2 料筒加热电路 (6)4.3 控制电路分析 (7)4.4 电气控制特点 (7)第五章注塑机变频控制系统 (9)5.1 变频调速节能装置计算 (9)5.2 变频器的选择 (9)5.3 变频器的接线 (9)5.4 变频器对注塑机工作的干扰。
(10)第六章确定I/O与PLC (10)6.1 可编程控制系统I/O地址分配 (10)6.2 注塑机PLC编程 (12)结论 (15)致谢 (17)参考文献 (18)基于注塑机变频控制摘要：注塑机又叫注射成型机，它是把塑性按照模具制造成所需要的产品的设备。
注塑机变频节能系统EMC解决方案
注塑机变频节能系统EMC解决方案注塑机/变频器/EMC调试1 引言注塑机和变频器配套使用，可以达到节约能源（其节电率可达25%～65%），提高生产效率和产品质量，降低油污染和噪声污染，延长机器使用寿命等优点，从而得到了广泛的应用，为此采取成本低廉，合理实用的EMC解决方案，将成为保证设备正常可靠运行的关键。
2 注塑机电磁干扰的危害（1）注塑机存在很多弱电信号电路，而这些弱电信号供电电路又与变频器共用一个电源（通常，变频器电源端在采取简单的EMC措施后，其电源端传导干扰还很大，如图1所示。
此时弱电信号电路将非常脆弱，如不采取措施往往将非常容易被干扰，特别是传感系统反馈回来的信号（这个反馈回来的信号要求精度相当高），稍被干扰，就会影响反馈信号的精度，从而使注塑机注塑不到位，影响设备的正常使用。
图1 普通变频器在采取简单的EMC措施后电源端的传导干扰频谱图（2）由于变频器的逆变部分高速开和关及变频器开关电源部分开关管的高速开和关及时钟，通讯部分电路的工作和传输，将产生非常大的辐射干扰信号，具体如图2所示，如不采取措施，注塑机部分靠近变频器的信号电缆及信号电路，将成为被干扰的受害对象，从而影响设备的正常可靠运行，如果变频器或者周边设备发射的信号频率刚好与注塑机控制部分某根信号电缆形成一定比例，将有可能达到100%接收的可能性，这个时候将非常可怕，信号电缆本身传输的有用信号将被干扰信号覆盖，从而使设备产生误动作，如果信号电缆在空闲时，就算没有100%接收到干扰信号，其干扰信号被放大之后，也将可能使设备产生误动作。
图2 普通变频器在采取简单的EMC措施后，天线在5m处接收到的辐射干扰频谱图（3）其次还有诸如谐波干扰，闪烁干扰等。
3 注塑机变频节能系统常见EMC解决方案3.1 常见EMC解决方案示意图常见EMC解决方案示意图如图3所示。
图3 常见EMC解决方案示意图3.2 EMC解决方案图原理分析：（1）关于选用磁环材料和串绕匝数磁环1、2、4、5、6、7推荐使用锰锌铁氧体，串绕匝数越多越好，但也有饱和点，主要用于抑制传导干扰（由于锰锌铁氧体磁导率高，通过增加穿过磁环的匝数，其磁导率更高，对低频传导干扰信号呈现阻抗也越大，此时，由于寄生电容增加，其高频阻抗减少，对高频辐射干扰效果不明显，故锰锌铁氧体一般用来抑制低频传导干扰）。
变频注塑机方案(速度+压力闭环)
变频注塑机方案（速度+压力闭环）说明：该方案直接面向注塑机生产厂家，目的是将矢量变频技术应用于注塑机电机驱动上，通过速度闭环及压力闭环功能完成对注塑机的精确控制。
油路上取消了传统的流量、压力比例阀，在节约成本的同时可从源头上消除油路中的节流及溢流能量损失，使注塑机获得最佳的节能效果。
以下内容将针对传统定量泵注塑机、变频注塑机及变量泵注塑机的特点做全面分析。
－、流量及压力控制方式分析在塑机的液压系统中，液流的流量、压力和方向是最基本的控制量，其中流量和压力直接决定了系统的输出功率和成型工艺。
按照对工作流量和压力的不同要求，可将塑机的运行状态分为流量控制状态和压力控制状态。
流量控制状态以稳定控制工作回路中的流量并使之达到塑机的设定值为目的，而工作回路中的压力将小于塑机设定压力，塑机的快速锁模、射胶、溶胶等阶段都属于该状态。
压力控制状态以稳定控制工作回路中的压力为目的。
在该状态下，工作压力接近或等于塑机设定压力，而实际工作流量很小，如塑机的高压锁模及保压阶段等，系统过载、油缸推力不足时也属于该状态。
1．传统定量泵注塑机如图一，该系统采用定量泵供油，油泵转速n及油泵排量V b都不可调，其油路中的各流量及压力分别为：油泵流量Q b＝V b×n为定值；油泵压力P b由比例溢流阀设定；工作流量Q1由比例调速阀设定；工作压力P1＝F/A1取决于工作负载F；1bPP图一油路系统原理图图二能量损耗图A1：油缸无杆腔活塞面积F：工作负载Q1：工作流量P1：工作压力△p：比例调速阀两端的压力差Q y：比例溢流阀流量P b：油泵压力Q b：油泵流量V b：油泵排量n：电动机转速●流量控制状态系统在流量控制状态时，因油泵流量Q b＝V b×n为定值，除一部分流量Q1经比例调速阀进入工作回路外，其余流量Q y都经比例溢流阀排回油箱。
●压力控制状态系统处于压力控制状态时，因工作流量Q1极小，油泵流量Q b＝V b×n的绝大部分都要经比例溢流阀流回油箱，以此维持油泵压力P b达到设定值，能量浪费巨大。
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变频注塑机方案（速度+压力闭环）更新时间：2008-07-17 10:07:08 浏览次数： 84 说明：该方案直接面向注塑机生产厂家，目的是将矢量变频技术应用于注塑机电机驱动上，通过速度闭环及压力闭环功能完成对注塑机的精确控制。
油路上取消了传统的流量、压力比例阀，在节约成本的同时可从源头上消除油路中的节流及溢流能量损失，使注塑机获得最佳的节能效果。
以下内容将针对传统定量泵注塑机、变频注塑机及变量泵注塑机的特点做全面分析。
－、流量及压力控制方式分析 在塑机的液压系统中，液流的流量、压力和方向是最基本的控制量，其中流量和压力直接决定了系统的输出功率和成型工艺。
按照对工作流量和压力的不同要求，可将塑机的运行状态分为流量控制状态和压力控制状态。
流量控制状态以稳定控制工作回路中的流量并使之达到塑机的设定值为目的，而工作回路中的压力将小于塑机设定压力，塑机的快速锁模、射胶、溶胶等阶段都属于该状态。
压力控制状态以稳定控制工作回路中的压力为目推荐资讯 风机节能改造方案相关文章无相关信息最近更新风机节能改造方案西门子PLC与CHV 系列变频器通CHE100在空压机上的应用英威腾CHV100在造纸机械上的英威腾CHV160供水专用变频器双变频拉丝机改造方案变频注塑机方案（速度+压力闭英威腾CHV170系列张力的。
在该状态下，工作压力接近或等于塑机设定压力，而实际工作流量很小，如塑机的高压锁模及保压阶段等，系统过载、油缸推力不足时也属于该状态。
1．传统定量泵注塑机如图一，该系统采用定量泵供油，油泵转速n及油泵排量V b都不可调，其油路中的各流量及压力分别为：油泵流量Q b＝V b×n为定值；油泵压力P b由比例溢流阀设定；工作流量Q1由比例调速阀设定；工作压力P1＝F/A1取决于工作负载F；A1：油缸无杆腔活塞面积F：工作负载Q1：工作流量P1：工作压力控制型本类热门变频注塑机方案（速度+压力闭英威腾CHV170系列张力控制型风机节能改造方案西门子PLC 与CHV系列变频器通双变频拉丝机改造方案英威腾CHV160供水专用变频器英威腾CHV100在造纸机械上的C HE100在空压机上的应用△p：比例调速阀两端的压力差Q y：比例溢流阀流量P b：油泵压力Q b：油泵流量V b：油泵排量n：电动机转速l 流量控制状态系统在流量控制状态时，因油泵流量Q b＝V b×n为定值，除一部分流量Q1经比例调速阀进入工作回路外，其余流量Q y都经比例溢流阀排回油箱。
l 压力控制状态系统处于压力控制状态时，因工作流量Q1极小，油泵流量Q b＝V b×n的绝大部分都要经比例溢流阀流回油箱，以此维持油泵压力P b达到设定值，能量浪费巨大。
可以看到，传统的定量泵油路系统必会存在节流及溢流能量损失，用公式表示为：△P×Q1＋P b×Q y（参见图二）上述能量损失的原因究其本质有两个，即流量不适应——过多的流量流入了油路系统；压力不适应——供油压力大于工作压力，以补偿比例调速阀的节流压降。
1．变频注塑机如图三，该系统采用矢量变频器驱动电机及定量泵，取消了传统油路中的比例调速阀及比例溢流阀。
油路中的调速功能由矢量变频器直接控制电机及油泵转速来完成，而压力控制由压力传感器和变频器的构成闭环PID功能来完成。
因此，变频器的频率给定信号以塑机流量及压力信号为准。
另外，根据产品工艺及成本控制的需要，电机可选用加装速度编码器的普通电机或变频专用电机。
图三油路系统原理图A1：油缸无杆腔活塞面积P b：油泵压力n：电动机转速F：工作负载Q b：油泵流量流量控制状态当油泵流量Q b接近或达到塑机的设定值时，油路系统进入流量控制状态，变频器的输出频率与塑机的流量设定值成正比。
在此过程中，油泵流量Q b＝V b×n始终与工作回路的需要相适应，无需比例阀调速，也没有多余流量溢出，可从根本上消除节流及溢流能量损失。
需指出的是，在传统定量泵油路中（参见图一），系统处于流量控制状态时，油泵压力P b必定大于工作压力P1，它们之间需要产生足够压力差△P来驱动比例调速阀工作，这是调速阀的工作特性。
而变频注塑机是通过调节油泵转速直接控制油泵流量，而油泵压力P b取决于工作负载，即P b＝F/A1。
由此，负载需要多少流量、压力，油泵就相应输出多少，实现了负载自适应控制，无能量损失。
l 压力控制状态如下图四，变频器控制系统配备一块智能转换卡，可根据注塑机压力反馈值的大小，自动转换塑机的流量控制及压力控制状态。
当油泵压力P b接近或达到塑机设定值时，油路油路进入压力控制状态，这时仍用流量设定值来控制变频器频率显然是不合适的。
变频器将通过压力传感器实时监控到这一压力变化，并与塑机的压力设定值做比较。
当它们差值很小时，变频器的智能转换卡会及时将变频器切换到压力控制状态。
此时，变频器的输出频率将与该压力差值成正比。
因差值很小，变频器的输出频率及电机转速将迅速降低，油泵仅维持很小的流量输出，以弥补油路中的各种泄漏损失，并通过PID功能保持系统压力恒定。
图四变频器智能转换卡原理图1．变量泵注塑机目前，变量泵注塑机多采用比例变量泵作驱动元件，属于典型的容积式调速系统，相比传动定量泵注塑机有较明显的节能效果。
如图五，该系统由负载敏感型比例变量柱塞泵、比例溢流阀、比例调速阀、压力反馈阀、流量反馈阀等部分组成。
图五油路系统原理图A1：油缸无杆腔活塞面积F：工作负载P1：工作压力Q1：工作流量△P：比例调速阀两端的压力差P b：油泵压力Q b：油泵流量n：电动机转速l 流量控制状态系统处于流量控制状态时，油泵压力P b大于工作压力P1且小于塑机设定压力，比例溢流阀将可靠关闭。
当负载变化时，P b与P1之间的压力差△P会有相应波动，并使工作流量Q1发生变化。
以上变化通过流量、压力反馈阀传递给变量泵的调整活塞。
活塞随之推动柱塞泵斜盘并改变油泵排量，最终稳定泵的输出流量Q b。
由此看出，该系统实现了压力自适应控制，基本上没有溢流损失，但为了控制工作流量Q1，调速阀上仍存在一定节流损失。
l 压力控制状态系统处于压力控制状态时，变量柱塞泵的斜盘倾角很小，仅有少量的液压油流过比例溢流阀，保证形成一定的系统压力。
通过改变比例溢流阀的输入信号，就可以得到相应的油泵输出压力。
比起传统定量泵注塑机，该控制方式在一定程度上减小了溢流损失。
通过以上三种控制方式的分析可以看出：（1）传统定量泵注塑机存在着相当严重的能源浪费情况。
据以往统计数据显示，其最高工作效率不会超过40％，对这种注塑机的节能改造势在必行；（2）变量泵注塑机是从液压元件的角度出发，挖掘油路上的节能改造空间，从而提高了油路系统的工作效率。
但受其控制方式限制，该系统不能完全消除节流、溢流损失。
（3）变频注塑机从电气控制的角度出发，从调速方式上改造传统油路，利用现代电控系统精确、快速、可靠的特点，可从源头上消除节流损失并减少溢流算损失。
二、系统响应及加速过程分析以上三种系统的控制方式差异较大，也决定了它们对指令的响应速度有快有慢。
下文将对此方面作出具体分析。
如图六，比例调速阀的流量Q是由阀两端的压力差△P建立起来的。
显然，压力差△P越大，其油路加速就越快。
又由图七，比例溢流阀的压力P是随着溢流Q的增大而提高的。
由此得出结论：在同样设定下，溢流量越多，调速阀两端的压力差就越大，加速也就越快。
很明显，定量泵的溢流量总会大于变量泵，其调速阀两端的压力差△P也要大些。
所以，同样设定下，定量泵系统要比变量泵系统加速快，承受负载的能力更强。
对变频注塑机来说，因为比例调速阀取消，工作负载通过液压油直接传递到泵体上，其系统加速过程主要由变频器和电机的加速性能决定。
英威腾电气有限公司生产的CHV系列矢量变频器具有输出转矩大、响应快等特点。
变频器在PG矢量控制状态下0转速仍有180%的额定转矩输出，而变频器完全建立额定转矩的时间只需0.1秒。
另外，矢量变频技术的一个突出优点就是可使电机获得较硬的机械特性，这使电机在负载突变时仍能保持相应的转速。
根据我公司以往的无PG矢量变频器在注塑机节能工程上的应用表明，改造后的系统加速性能和改造前的定量泵系统不差上下。
由上得出，三种控制系统中，传统定量泵注塑机、变频注塑机的系统加速性能及承受负载能力要优于变量泵系统，其产品成形周期也要短些。
三、节电率分析无论是变量泵注塑机还是变频注塑机，都是为了改变传统定量泵塑机能耗大、效率低的缺点而发展起来的，因此节电率是比较两个系统优劣的至关重要的参数。
若油泵的输出流量、输出压力、排量、转速分别表示为Q、P、V b、n，则油泵的输出功率N用公式表示为：N = Q*P = V b*n*P由前面的分析可知，变量泵塑机是通过改变油泵排量V b节省能耗，变频注塑机则是通过改变油泵转速n达到节能目的。
通过变频器的闭环矢量调速功能，变频注塑机的油泵转速n可实现0到额定转速之间线性调节范围，尤其是在塑机待机及无动作情况下（如冷却阶段），电机及油泵转速可降至0，基本无能耗损失。
值得注意的是，油泵在低转速时的容积效率会下降，这在一定程度上会影响了节电效果。
对此，我们将通过提高变频器低频增益的方法来改善这种情况。
而且，实际生产中流量低于20％的情况是极少的，所以油泵转速也不可能出现过低的情况。
变量泵注塑机是通过机械装置调整油泵排量V b的，显然其可调节的线性范围有限，不能实现零排量输出。
且任何情况下，电机都是全速运转，有很多无谓的能量损失。
从我公司的一些塑机节能改造实例来看，对变量泵塑机进行变频节能改造仍会有5%～20%的节电率。
由此可见，变频注塑机的节电率要高于变量泵注塑机。
四、成本及维护保养分析以下比较均以锁模力120吨的卧式注塑机为基础。
1．成本比较2．维护保养分析。