电动注塑机电气控制论文

2022-04-30

小编精心整理了《电动注塑机电气控制论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!摘要:随着能源问题日益受到重视,尤其是我国近些时候循环经济理念得提出,节约能源变得越来越重要,节能成为注塑机电液系统的研究重点。

电动注塑机电气控制论文 篇1:

浅谈节能技术在塑料机械设计中的应用

【摘要】近年来,随着我国经济的飞速发展,对能源的需求量也在不断增加,这就使得我国能源供应越来越紧缺,为能够有效解决能源供应紧张问题,节能这一概念便在社会中广泛传播,也受到了社会生产和生活的高度重视。一般而言,节能在社会的很多行业和领域都能得到有效应用,在塑料机械设计方面也不例外。

【关键词】节能;塑料机械;设计

根据调查显示,我国塑料机械行业在整个国民经济和机械行业中都占据着重要地位,因此,在塑料机械设计中有效应用节能技术也是具有重大意义的。从整个世界市场来看,塑料机械主要分为注塑机、挤出机和吹塑机三中类型产品,因此,在塑料机械中应用节能技术时,应主要从这三个方面着手。在这三种产品中,由于注塑机所占比重最大,所以在塑料机械的节能就要从注塑机开始入手。

一、 节能技术在注塑机上的有效应用

(一) 节能技术在机械式变量汞注塑机中的应用

节能技术在这方面的有效应用目前还没有得到普及,只有少数几个发达地区在进行研究应用,变量汞注塑机是一种能够将定量汞根据压力和流量自动转化成为变量汞,从某一程度上说,这种新型的节能注塑机比其他全电动注塑机拥有更强、更多的优势,例如,在利用节能技术方面,最为担心的就是成本问题,而机械式变量汞注塑机在成本方面是能为大多数客户所能够接受的。但是,任何事物都不可能是完美的,这种机械式变量汞注塑机也有不足的地方,例如,它对液压油精的清洁度要求过高,必须在一定时期内更换油。[1]

(二) 节能技术在变频注塑机中的有效应用

随着科学技术的飞速发展,变频技术发展速度也随之加快,将传统的定量汞注塑机改造成为节能型变量注塑机,还有一种有效方法就是将变频技术应用到其中。在现今社会中,运用变频技术将传统注塑机转变为节能型变量注塑机已经成为一种社会潮流,不仅因为这种注塑机的成本较低,还因为在技术方面非常可靠,在节能效率上可达到将近一半的节能,投资商将投资放在这一技术上,很快就能得到回报,因此,变频注塑机可以被广大投资商所接受。

佳力塑机专用节能器的基本原理充分实践了节能理论,它采用的技术是无感矢量变频核心技术和中央处理器,这两种技术的使用可以使专用注塑机程序软件有效配合注塑机原本持有的液压控制系统,并且可以自动将注塑机控制系统中的各种状态进行检测,注塑机控制系统包含的状态主要有两种,一种是工作压力,另一种是工作流量信号。为了能够使油汞中的实际供油量与注塑机需要的油量平等,可以通过运算和有效分析自动调节输出信号来加强对油汞电机转换的控制,从效果方面来看,它不仅可以彻底消除流溢现象的发生,也能够有效解决注塑机电能浪费严重等问题。

二、 节能技术在挤出机上的有效应用

塑料挤出机区别于其他机械的最显著特征是它必须拥有较高的低速转矩,拥有低速转矩的塑料挤出机可以自行启动运转,当加热温度不均匀时,启动运转便可以确保加热温度变得更加均匀;它也可以在一定程度上节约用料,大多数情况下,是在低速试料和清洗时,节约的用料较多;相对稳定的运转精度可以确保出料的均匀程度达到最高,不仅可以节约大量材料,也可以保证制品的厚度均匀,从而保证了制品的质量。采用矢量控制技术之后,低频的转矩变大,拥有滑差补偿和参数自动调节功能,当电压出现变动或者负载出现变化时,这种矢量控制技术都可以使驱动电机保持相同的转换输出,因此,佳力塑机专用节能器所采用的无感矢量变频技术受到了社会广大厂家的认同,虽然,如今很多生产厂家都采用各种节能技术,但是这一种无感矢量变频技术所能取得的效果较好,成本也可以大大降低,因此,在众多厂家中可以被长期使用。[2]

三、 节能技术在吹膜机上的有效应用

塑料吹膜机是首先将塑料颗粒进行加热,使用挤压的方法将空气压缩,然后再用压缩空气把塑料颗粒吹成塑料薄膜袋子,再通过牵引机将塑料薄膜袋子在定型套上进行冷却定型,卷取成制品。塑料吹膜机拥有最显著的机械特征,它要求机械性能可以在固定范围内平滑的调速,而且在调速的精度上要求很高,在启动时能够平稳,在停止的时候也应到达相对平稳的状态。正是因为这些特征的存在,使得佳力塑机专营节能器拥有很多优质效果,首先,在节能效果上,它可以达到将近一半的节能,在产品质量上,由于它可以自动进行无级调速,因此调速的精度较高,从而大大提高了产品质量,最主要的能效是可以延长机械的寿命,从而更加有效的达到节能的效果。

四、 节能技术在注塑机中应用应注意的几点

由于多数塑料机械节能产品都是通过对几点的转速的控制来达到最佳节能效果的,但是,在整个生产过程中,由于加速和减速会存在明显的时间延误,这就会在一定程度上导致生产周期的延长。因此,为能够有效避免因时间的延误而影响生产周期,必须在节能改造之前,选择好节能产品的供应商,这些供应商,在专业上,应能够提供充足的专业技术、专业产品以及专用服务。对于参数不足的情况下,厂商可以聘用经验丰富的工程师对塑料产品的缺乏参数进行有效弥补,也可以对塑料机械中主要的电路和油路进行综合改造,只用做好以上全部工作,才能够解决节能技术在注塑机应用中存在的问题。

采用节能技术产品以后,大多数塑料机械的电机转换速度在不断的发生着变化,这种不断变化的电机转化速度会使得电机本身的散热效果下降,严重情况下,还会导致电机损坏。在电机工作过程中,电机的温度会上升几个甚至十几个摄氏度,对于高级绝缘电机而言,温度上高的限度是完全可以的,但是,从安全角度考虑,电机在工作时,必须有专业工程师对电机的散热效果进行控制或加以直接处理,最大限度的降低升温限度。[3]

还应注意的一个重要问题是,很多节能产品在使用脉宽调制技术之后,容易产生高次谐波,这种高次谐波的产生会对其他塑料机械的电子设备以及电路造成严重的干扰。相关厂商和单位必须对这一问题加以重视,在必要的时候聘请专业工程师对这一干扰问题加以有效处理和调整,只有保证电子设备和电路不被干扰,才能使设备正常运转,节能技术的应用才能达到最佳效果。总而言之,节能技术在塑料机械设计中的应用,不仅要考虑其在三大方面的有效应用,还应考虑到在应用过程中应注意的问题,并对这些问题加以有效地解决。

参考文献:

1、 吴大明.国内外节能塑料机械的研发与应用进展[J].塑料,2009(10)

2、 钱耀恩.产品创新是化危为机的强大动力—近年来我国塑机行业产品创新的概况[J].中国塑料,2010(35)

3、 张志超.塑料机械行业明天由科技做主[J].石油石化物资采购,2008(17)

作者:王排场

电动注塑机电气控制论文 篇2:

“节能型”注塑机的特性及其技术原理

摘 要:随着能源问题日益受到重视,尤其是我国近些时候循环经济理念得提出,节约能源变得越来越重要,节能成为注塑机电液系统的研究重点。

关键词:注塑机;节能;变频调速技术

文献标识码:A

电动—液压式注塑机是集液压和电驱动于一体的新型注塑机,它融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点,这种电动-液压相结合的复合式注塑机已成为注塑机技术发展方向。

1 变频调速技术应用的特点

注塑机节能系统的核心技术是变频调速技术。通览目前市场上各式各样的注塑机变频节能器,通常具有如下技术特点:(1)过载能力强。过载能力多数可以达到为180%,1min,有的甚至达到200%,30s。高过载能力保证了注塑过程中在高压射胶等重负载冲击下,不跳脱,不影响生产连续进行,保证产品质量。(2)防护等级较高,有的采用独立风道全封闭设计,防尘、防腐蚀、环境适应能力强,使用寿命更长。(3)部分产品采用了流量和压力双信号控制,适用于各种复杂模件的生产。(4)体积小,结构紧凑,安装简便。可以做到柜式和壁挂两用。(5)市电/节电运行双回路设计,确保系统无故障,不影响生产。(6)具有自动复位、掉电复位功能,保证生产连续及生产效率。

2 节能原理

注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等几个阶段,各个阶段需要不同的压力和流量。传统的注射机没有对机器的驱动电机进行调整,即只要机器通电,电机就始终以额定转速运行。由于电机与油泵同轴,油泵将以额定排量将油吸入液压系统中,当系统需要的流量小于油泵所提供的流量时,多余的油将被回流,此过程称为高压节流。据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。在注塑机的几个动作阶段中,只有锁模、射胶、熔胶、开模三个阶段是需要对控制对象实施速度控制的,保压阶段仅需要进行压力控制。见下表:动作动作要求传统机型实现手段锁模合模动作尽可能快速动作,在模具到位时立即停止,防止撞模、卡模采用调节阀们,部分流量进入开合模油罐推动锁模动作,其余流量分经节流阀回流(回流部分能量为浪费的能量)

射胶匀速射出,速度精度高,射出量精确控制,射满模腔后立即转为压力控制进入保压过程采用调节阀门,部分流量進入射胶油缸推动射胶动作,其余流量经节流阀回流(回流部分能量为浪费的能量)

保压恒定压力控制,确保产品成型密度一致控制高压节流阀调节压力,所有流量均经节流阀回流(由于此时所需净流量0,所有能量都浪费)

冷却

熔胶射台匀速移动,速度精确可控论采用调节阀门,部分流量进入射胶油缸推动射台动作,其余流量经节流阀回流(回流部分能量为浪费的能量)

开模快速打开模具,动作快截到位采用调节阀门,部分流量进入开合模油缸推动开模动作,其余流量经节流帆回流(回流部分能量为浪费的能量)

利用注塑机同步信号及电气控制系统,根据注塑成型的工艺要求,将电液比例控制系统,模拟成负载跟踪控制系统,使油泵电机的转速与注塑机工作所需液压的流量与压力乘积成正比,将传统的定量泵改造成变频变量泵,从而使溢流阀的回油流量降到最小,无高压节流能量损失,进而将传统有高压节流的“耗能型”注塑机升级为无高压节流的“节能型”注塑机。注塑机采用变频节能技术后,可以达到的效果: 减轻开、锁模冲击,延长机械和模具使用寿命;延长油路系统(密封组件等)使用寿命,减少维修次数、节省维护费用;降低噪音、改善工作环境;系统油温大幅降低,冷却用水量可节省30%以上;对电机具有过压、过流、缺相等多种保护;注塑机原有的控制方式及油路不变。

3 节能改造的几点技术问题

3.1 电机高频噪声较市电时尖锐

由于变频器输出电压是由许多脉冲列组成,存在着高次谐波,使电机运行时转速不同时会发出不同响度且稍尖锐的声音,这是正常现象,并可以通过降低变频载波频率来降低尖啸声。3.2 电机温度略高于市电运行时的温度

由于输出谐波的存在,增加了电机的铜损和铁损,因此,电机在变频节电运行时的温度要稍高于市电运行时的温度。同时,在中低速运转阶段,电机冷却风扇转速下降,散热能力降低,温升可能上升5-8℃左右。由于普通油泵电机绝缘等级均在b级或f级以上,故电机温升仍在允许的范围内,不会影响电机的使用和寿命。

3.3 对注塑机的正常运行产生干扰

变频装置产生的谐波对注塑机的一些控制回路会有一定干扰,影响注塑机的正常动作,特别是一些制造工艺粗糙、谐波含量大的变频器用在工艺不稳定的注塑机表现的更明显,这就需要我们在现场采取一些对策解决干扰问题。

3.4 影响注塑生产的效率

变频节能器在控制油泵电机速度的过程中存在着一定的加减速时间,相比原来的电磁阀开通速度有一定的滞后,导致单位加工周期延长,生产效率受到一定影响,如果变频节能器能够采用流量和压力两路信号控制,同时根据情况修改部分注塑机参数,就能够较好地解决这个问题。

4 结语

用变频器改造注塑机是生产的要求、技术发展的必然趋势。在应用变频器的过程中,应进一步改进,以控制流量和压力,使注塑机的控制性能更加完善,不仅大量节约电能,而且不影响,甚至提高注塑机的生产效率。

参考文献

[1]金波,宁德胜,许明,翁振涛.注塑机控制系统的现状及发展趋势[J].液压气动与密封,2006.

作者:李东旭

电动注塑机电气控制论文 篇3:

PLC在工业自动化控制中的应用

摘要:文章叙述了PLC的构成和功能以及分析了PLC在工业自动化控制中的应用,并就PLC在工业自动化控制应用的一些注意事项以及抗干扰设计进行了分析,有助于PLC在工业自动化控制领域的未来发展。

关键词:PLC;工业自动化;自动化控制

近年来,随着科技的高速发展,PLC在在工业自动化控制中处理模拟量和数字运算以及人机接口等方面的应用以及发展都有着大幅提高,而逐渐成为当前我国的工业控制领域的主流控制设备,而且在工业控制的各领域也发挥着越来越大的作用。而对于PLC本身而言,其作为一种数字运算电子系统是专为工业环境应用而设计的,其实现了单机和车间以及工厂的工业自动化控制,而其表现出来的具有抗干扰能力强、维修方便等特点也开始使得其受到工业自动化控制领域的重视,不仅如此,PLC在控制现场的实时监控的极高可靠性以及其编程的简单和灵活也使得其在工业自动化领域的控制中也开始得到广泛的应用。而随着高新的科学技术的飞速发展和进步,PLC的控制功能也将会逐渐地演变成更加科学可靠的过程控制以及连续控制,而这也会为PLC成为工业自动化中的支柱性技术产业奠定基础。

1 PLC的构成和功能

要对PLC在工业自动化控制中的应用有所分析,那么首要的就是对其的构成和功能有所了解,下面对PLC的构成和功能进行阐述:

1.1 PLC的构成

PLC主要由电源、CPU、接口电路、I/O电路及存储器等构成。其中,电源包含了系统、掉电保护及备用等电源。而CPU即为中央处理器,其功能为逻辑与数学运算,作用在于协调整个系统的工作。而对于接口电路而言,其主要指PLC和现场设备、外围设备相连通道等等。至于I/O电路,其对系统的输入电路而言,是把输入信号隔离和电平的转化,对输出电路而言,是对PLC输出结果放大以及电平的转化。而对存储器而言,其主要作用是存放系统中的逻辑变量和用户程序以及监控等信息。

1.2 PLC的功能

对于PLC而言,PLC是为当前我国的工业自动化专门应用而设计的,这导致了PLC与一般计算机的功能也是存在差异的,下面就其功能进行简单的分析:

首先,开关量的控制。其主要的功能:结合控制现场所给检测信号而依据系统的限位开关和操作按钮,能够对工业控制中的机械运动部件进行控制。

其次,系统的限时和计数控制。对其限时控制而言,主要是指可以在PLC系统里设置有关的计时指令,而且在定时的设定时可以根据实际情况变通,且这主要在系统的准确实时控制应用。而对PLC计数控制而言,其计数器分为高速和普通以及可逆计数器,对功能而言,就是完成系统中的不相同的各种用途的计数控制。

2 PLC在工业自动化控制中的应用

随着社会以及科学技术的高速发展,PLC的技术也是一日千里,而对于目前其在我国的工业自动化控制中的应用主要可以从开关量的控制应用、过程及运动控制的应用以及模拟量及系统集中控制的应用和PLC工业应用注意事项及抗干扰设计这四方面来分析,下面是具体的探讨。

2.1 开关量控制

对于PLC的开关量控制在工业自动化控制中应用的分析主要可以从以下的三个方面进行阐述:

首先,在我国当前的工业自动化的控制应用中,原有的继电器开始被PLC开关控制替代,而PLC开关的控制应用也实现了系统的逻辑及顺序的控制,不仅如此,PLC开关还有接线简单、速度快、操作维修方便、可靠性高等

特点。

其次,PLC开关的应用对系统质量而言是有很大的提高的,而且在时间及人力利用方面也有很大的改进和节省。不仅如此,这还能防止系统的线路不易修改的复杂问题。但是,值得注意的是,其应该依据PLC的系统的顺序控制公式设计,进而能够有效绘出系统的控制器的梯形图,不仅如此,还应该依据模拟的仿真来检查和确保系统控制的设计合理和规范。

最后,这种PLC的开关控制现在不仅用于当前的工业自动化的单台设备的控制,而且也用于多机群的工业自动化流水线的控制以及注塑机和包装生产线等等。

2.2 系统的过程以及运动控制

本文对PLC的过程及运动的控制的分析主要指的是过程控制以及运动控制,以下是具体的分析讨论:

PLC在过程的控制主要就是离散过程控制和连续过程的控制,而对其的具体过程控制也即是针对系统的模拟量来工作的过程,让系统的参数依照要求进行运转,而这种PLC主要应用在当前我国的化工、冶金和热处理等场合。

而对于PLC在运动控制而言,主要是指其能够对工业加工要求中的圆周运动和直线运动实行控制,不仅如此,还能够通过系统的脉冲量控制机械的运动,而且由于脉冲控制位移量非常小,会使得其在这方面的控制精度极高。目前,这种PLC运动控制主要应用在我国的机械和电梯以及机床等场合。

2.3 系统模拟量以及系统的集中控制

首先,对于当前的PLC的模拟量的应用而言,其不仅能够实现对系统过程的控制,而且其运用的控制各种语句能够实现对当前的系统的各种仪表监控以及能够有效地提高控制系统的精度,这对工业自动化控制中的热处理升温和保温及降温过程控制有着重要的意义。

其次,对于系统的集中控制而言,PLC在实现工业自动化的控制的前提下,还能够做到系统的自身控制,比如控制系统的故障检测和显示等等。而且在自动化控制系统中,I/O信号和中间记忆单元间是存在逻辑关系,也就是说当出现了设备故障,其逻辑关系会遭到破坏,而达到运用编好程序来判断故障以及实施故障分析和报警控制。

2.4 PLC工业应用注意事项及抗干扰设计

要做到PLC工业应用的合理以及安全稳定,那么对其在应用之中注意事项以及抗干扰的设计也应该加以重视,下面就是对这两方面的具体分析:

其一,PLC应用注意事项。在当前我国的工业自动化的控制应用中,对PLC而言,其首先就是要注意温度,具体而言就是其要求环境温度在0℃~55℃之间防止太阳光直射等。其次,也就是要求空气湿度应该保持在85%以内的范围之内,而且要做到不能有凝露,从而达到确保PLC绝缘性的目的。再次,禁止振动频率在10~55Hz之间连续振动或者频繁振动,要适当地使用减震胶。最后,也就是PLC所处的空气应防止氯化氢与硫化氢等腐蚀易燃气体存在,不合格的要安装空气净化设施。

其二,抗干扰的设计主要从两方面首手:首先,PLC设备的选择要尽量地选择抗干扰能力强的设备而确保PLC系统正常运行。其次,在PLC抗干扰设计的过程中,要做到据PLC不同的功能而设计抗干扰能力,比如电缆敷设会产生电磁干扰,所以要不同信号分层敷设,从而达到降低电磁干扰的目的。

3 结语

总而言之,当前的PLC是作为一种控制的标准设备而应用于当前我国的工业自动化控制领域,而随着时代的发展以及科技进步,PLC的各项技术也会越来越全面和越来越成熟,而且其应用功能也只会不断完善而使得其在工业自动化控制系统中起着越来越重要的作用和在工业自动化控制里的应用也是越来越广泛。但是,当前我国的PLC控制装置在我国的工业生产领域的应用中还是存在问题的,因此,PLC在工业自动化的控制中要加强注意以及进一步提高其技术水平和使其适应多样工业生产环境而提高PLC在工业自动化控制领域的的应用水平,进而成为我国的现代工业自动化控制的技术支柱,推动我国工业可持续发展。

参考文献

[1] 李世发.PLC在工业自动化控制领域中的应用[J].信息通信,2011,(4).

[2] 王起.论PLC、单片机、工控机在工业现场中的应用及选用方法[J].广西轻工业,2011,(1).

[3] 李银娌.PLC在工业自动化控制领域中的应用[J].科技资讯,2007,(36).

[4] 耿俊梅,吕书勇.基于PLC的焦化备煤控制系统的抗干扰措施[J].机电工程技术,2007,(11).

[5] 任慧,刘妍,胡高平.基于PLC的舞台电动吊杆综合保护系统的研究[J].北京广播学院学报(自然科学版),2005,(3).

作者:刘宪武

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