一、概述

  注塑機、擠出機是塑膠行業的主要生產設備，同時也是主要的耗電設備，被人們稱為“電老虎”，其用電量占企業生產用電的80%左右。注塑機耗電大，一方面造成全社會電能的巨大浪費，另一方面造成企業生產成本居高不下，產品缺乏競爭優勢，嚴重影響企業的經濟效益。

  注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階段，各個階段需要不同的工作壓力和流量。對于油泵馬達而言，注塑過程是處于變化的負載狀態。在定量泵的液壓系統中，油泵馬達始終以恒定的轉速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節流。據統計高壓節流造成的能量損失高達25-60%。同時，由于液壓長期的全速循環流動，與液壓件、機械件的劇烈磨擦，造成油溫過高、噪音過大、機械壽命縮短的現象。

  在注塑機工序一個完整的過程中,各種型號的注塑機，它的工序過程是相同的，大致是五個工序過程（見圖1）。

  從圖1可知注塑機不同的工序過程中壓力和時間是這樣分布的：

  （1）送模具過程：壓力低，時間較短。

  （2）合模具過程：左右兩個模具相接直至完全閉合,壓力略高，時間不長。

  （3）保壓過程：送料至模腔，直到成型，固化。壓力較高，時間較長，約占一件產品制造時間的40—60％。

  （4）脫模具過程：加工成型,開啟模具,脫模，取出加工件。壓力略高,時間不長。

（5）退模具過程：加工件取出，模具后退原位，進行輔助工作后，待再次加工。壓力低，時間較短。

  對同一臺注塑機,加工不同的塑料件,其壓力（P）與時間(t)長短是各不相同的。由于加工件模具的復雜性,使用不同的塑料,一個加工件的總用料量,有否嵌件等有關。

二、PI9000改造方案過程簡述

  在注塑機永磁同步改造中，控制方案采用流量和壓力雙信號比較取大的方式，采取該控制方案能保證用戶更換產品模具時，再調節變頻器參數。而且控制信號與注塑機信號在電氣上完全隔離，不會對注塑機控制器產生干擾，影響產品質量。

1、變頻器選型

  本次改造的注塑機所用油泵電機為14KW的永磁無感同步伺服電機，因此變頻器選用PI9230E015G3永磁同步無感矢量控制專用變頻器。為了滿足注塑工藝快速啟停的控制要求，必須選配合適的制動電阻。根據變頻器的制動電阻選型控制要求，配置40Ω/1500W制動電阻。

2、變頻器控制端子接線

  根據注塑機工序控制要求，變頻器控制端子使用到模擬量控制端子AI1，AI2，GND。數字量控制端子DI1，DI2，COM。繼電器輸出1端子TA1和TC1。

三、調試過程及參數設置

  確認變頻器的主回路與控制回路接線正確后，按照以下過程進行變頻器在注塑機上的應用調試：

1、開始電機自學習，具體步驟：

  1、PP-01=01恢復出廠參數

  2、P0-01=0選擇無感矢量控制

  3、根據電機銘牌正確設置電機參數

  P1-00=2電機類型為永磁同步電機

  P1-01=14電機額定功率

  P1-02=341電機額定電壓

  P1-03=28.2電機額定電流

  P1-04=113.33電機額定頻率

2、參數設置完成后對電機進行自學習，P1-37=11

  調諧選擇：11帶載自學習（靜止自學習）

  12空載自學習（選擇自學習）

  帶載自學習只能獲得同步電機電阻，同步電機D軸電感，同步電機Q軸電感（P1-16到P1-19）無法獲取電機反電動勢（P1-20），具體大小可以公式計算得出或者查找說明書。

  公式：E=P/√3*I

  E為反電動勢，P為額定功率，I為電機額定電流

  空載自學習可以獲取P1-16到P1-20還可以獲取P2-13到P2-16。

3、自學習成功后進行機器調試

  最終的電機參數設置如下：

四、注塑機改造后的效果

1、節電效果明顯

  節電高達20～65%，設備運行6-10個月，可回收投資。

2、壓力穩定、精密

  調節能力強，壓力閉環控制模式使系統壓力非常穩定，實現高精度的精密控制。可按照電腦設定的任意壓力、流量曲線運行。

3、低噪音、弱振動

  由于伺服系統是矢量控制啟動，伺服電機運行非常平穩，運行期間只有很小的振動感，噪音極低，保證設備運行的可靠性。。

4、使用方便

  提供壓力和流量的雙閉環控制，雙路模擬量輸出的電腦進行聯機，安裝調試極為方便。普通技術人員通過數字面板即可迅速調好參數，也可用數字接口批量寫入適配參數。

5、減輕電機軸承、油泵葉片等運動部件的磨損程度，延長其使用壽命。

6、多重保護：對電機具有過壓、欠壓、過載、過流、缺相等保護功能。

圖1電機銘牌

圖2變頻器現場應用圖片

圖3成品圖片。