LOGO與變頻器在注塑機(jī)節(jié)能控制中的設(shè)計(jì)方案

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 LOGO與變頻器在注塑機(jī)節(jié)能控制中的設(shè)計(jì)方案 0引言 注塑機(jī)又名注射成型機(jī)或注射機(jī)。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。分為立式、臥式、全電式。注塑機(jī)能加熱塑料，對(duì)熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿(mǎn)模具型腔。注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)立式注塑機(jī)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過(guò)程。注射成型是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，開(kāi)展下一個(gè)循環(huán)。 眾所周知注塑機(jī)是耗電大戶(hù)

2、，注塑機(jī)生產(chǎn)塑料制品的車(chē)間每天均有相當(dāng)?shù)碾娔鼙话装桌速M(fèi)，噪聲也很大。而用變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)開(kāi)展調(diào)速可以有效地控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)較為理想的節(jié)能。對(duì)于這種小型的自動(dòng)控制裝置，如果選用PLC及觸摸屏控制，系統(tǒng)只能用到PLC的少部分功能，多數(shù)功能被閑置。PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。是工業(yè)控制的部分。 而一些微型可編程序控制模

3、塊 ,在這種小規(guī)模的控制場(chǎng)合也能輕而易舉地完成由PLC結(jié)合觸摸屏的自動(dòng)控制功能，重要的是，由LOGO! 組成的控制系統(tǒng)成本要低很多。 這里給出一種將LOGO! 與變頻器組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑機(jī)開(kāi)展節(jié)能控制的控制系統(tǒng)。 1注塑機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能原理 要到達(dá)節(jié)能的目的，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在注塑機(jī)中提取什么信號(hào)，并經(jīng)怎樣的變換再輸出作為變頻器的輸入控制信號(hào)，進(jìn)而到達(dá)變頻調(diào)速，使電動(dòng)機(jī)按需輸出功率的目的。 在生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，注塑機(jī)內(nèi)部控制電路的流量電磁閥和壓力電磁閥線(xiàn)圈中的電流可以作為控制電動(dòng)機(jī)的信號(hào)。設(shè)這兩個(gè)量分別為IL和IY ,當(dāng)生產(chǎn)工序的某一時(shí)段，這兩個(gè)量其中之一大時(shí)，例如流量電磁閥的開(kāi)度大， IL就大

4、， 此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的功率就要大。用變頻器控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，設(shè)某瞬時(shí)變頻器的輸入控制信號(hào)為電壓信號(hào)U, 變頻器輸出的頻率為f, 即f U。若電動(dòng)機(jī)功率為P, 轉(zhuǎn)速為n, 在變頻調(diào)速時(shí)， 基頻50Hz以下是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速， 轉(zhuǎn)矩M 與頻率f無(wú)關(guān)， 則有P n，而n f,因此PU。改變變頻器輸入控制信號(hào)電壓U,就改變了變頻器的輸出頻率，因而就改變了電動(dòng)機(jī)的功率P。當(dāng)U 隨IL和IY變化時(shí)，就到達(dá)了使電動(dòng)機(jī)按需輸出功率的目的。這里從注塑機(jī)中取出的控制信號(hào)是電流，所以需經(jīng)I /U變換，將IL和IY變換成電壓U,且U IL （或IY ） ,將U送到變頻器輸入端。 為了即能節(jié)電又能滿(mǎn)足壓塑質(zhì)量，設(shè)計(jì)理想的控制算法也

5、非常重要。通過(guò)分析，控制算法設(shè)計(jì)如下： a. 當(dāng)IL和IY大小不同時(shí)，取大的作為輸入電流信號(hào)I;若IL等于IY ,則取任意之一作為輸入電流信號(hào)I0。 b. 當(dāng)I小于某個(gè)值I0時(shí)，電壓U 應(yīng)恒為零，當(dāng)II0時(shí)，電壓U才與I成正比，即U = KI, K與I0均可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。 2系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)以L(fǎng)OGO! 與變頻器為主，輔以電流檢測(cè)電路、參數(shù)I0設(shè)定電路、啟?？刂齐娐返?。變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值，因而改變其運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的周期，到達(dá)平滑控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡(jiǎn)單化，用變頻器+交流鼠

6、籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組合替代了大部分原先只能用直流電機(jī)完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段。該系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示。 LOGO! 選用帶人機(jī)界面的基本型，并根據(jù)三個(gè)模擬量輸入、一個(gè)模擬量輸出的要求配置相應(yīng)模塊。LO2GO! 為系統(tǒng)，用于啟停邏輯控制、控制信號(hào)輸入輸出及控制算法的實(shí)現(xiàn)。其人機(jī)界面可以用來(lái)輸入控制參數(shù)K、顯示輸入電流及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等運(yùn)行數(shù)據(jù)。變頻器選用MM440變頻器，具體型號(hào)按照注塑機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率要求確定。其作用就是按照輸入電流控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)輸出功率。MM440模擬輸入控制信號(hào)電壓U的范圍要求為010 V,而LOGO! 模擬量輸出電壓范圍也恰為0 10 V,二者完全匹配。二個(gè)I /U變換電路的作用是分別利用取樣電阻，將IL和IY轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷海㈤_(kāi)展放大，得到LOGO! 模擬量輸入所要求的010 V范圍電壓送入LOGO!。I0設(shè)定電路用于設(shè)定控制參數(shù)I0 ,參數(shù)I0通過(guò)電位器組成的分壓電路取出送LOGO! ,便于調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)工作過(guò)程如圖2所示LOGO! 控制程序流程圖描述。實(shí)現(xiàn)控制算法的相