注zhu塑su成cheng型xing機ji是shi利li用yong塑su膠jiao的de熱re物wu理li性xing質zhi，把ba物wu料liao從cong料liao鬥dou加jia入ru料liao筒tong中zhong，料liao筒tong外wai由you加jia熱re圈quan加jia熱re，使shi物wu料liao熔rong融rong，在zai料liao筒tong內nei裝zhuang有you外wai動dong力li馬ma達da作zuo用yong下xia驅qu動dong旋xuan轉zhuan的de螺luo杆gan
，物wu料liao在zai螺luo杆gan的de作zuo用yong下xia，沿yan著zhe螺luo槽cao向xiang前qian輸shu送song並bing壓ya實shi
，物wu料liao在zai外wai加jia熱re和he螺luo杆gan剪jian切qie的de雙shuang重zhong作zuo用yong下xia逐zhu漸jian地di塑su化hua、熔(rong)融(rong)和(he)均(jun)化(hua)。當(dang)螺(luo)杆(gan)旋(xuan)轉(zhuan)時(shi)，物(wu)料(liao)在(zai)螺(luo)槽(cao)摩(mo)擦(ca)力(li)和(he)剪(jian)切(qie)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，把(ba)已(yi)熔(rong)融(rong)的(de)物(wu)料(liao)推(tui)到(dao)螺(luo)杆(gan)的(de)頭(tou)部(bu)，與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，螺(luo)杆(gan)在(zai)物(wu)料(liao)的(de)反(fan)作(zuo)用(yong)下(xia)後(hou)退(tui)
，使(shi)螺(luo)杆(gan)頭(tou)部(bu)形(xing)成(cheng)儲(chu)料(liao)空(kong)間(jian)，完(wan)成(cheng)塑(su)化(hua)過(guo)程(cheng)，然(ran)後(hou)，螺(luo)杆(gan)在(zai)注(zhu)射(she)油(you)缸(gang)的(de)活(huo)塞(sai)推(tui)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，以(yi)高(gao)速(su)、高壓
，將儲料室內的熔融料通過噴嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料經過保壓、冷卻、固化定型後，模具在合模機構的作用下，開啟模具，並通過頂出裝置把定型好的製品從模具頂出落下。其工藝如圖1所示。

圖2油電混合與純油壓注塑機係統耗電狀況對比

 

     傳統注塑機的係統結構如圖3suoshi。shangweijitongguokongzhiyichufaheliuliangkongzhifalaibaozhengxitongdeyaliheliulianggeiding

，caiyongyoudianhunhefangshidezhusujixitongzewanquankeyishengquyichufaheliuliangkongzhifa
，ertongguoshangweijikongzhibianpinqiqushixianyaliheliuliangkongzhi。

圖3純油壓注塑機係統結構圖

 

     圖4是基於台達HESzhusujixitongdeyoudianhunhezhusujixitongjiegoutu，shangweijijiangyaliheliuliangminglingzhijiejiaogeitaidayoudianhunhesifuqudongqi，qudongqijianghuizixingjinxingyaliheliuliangdebihuankongzhi。

圖4油電混合注塑機係統結構圖

 

3.台達油電混合注塑機係統方案

3.1台達注塑機PQC控製思想

    圖4中已經將基於HES的台達油電混合注塑機係統展示了出來

，所謂HES是由台達VJ驅動器（台達油電伺服驅動器）、台達伺服馬達、配套的內齒輪泵和壓力傳感器組成的一套係統，其核心部分是VJ驅動器。該驅動器隻所以稱為油電混合伺服驅動器，首先是因為其可以驅動同步馬達，具備伺服控製特性
；此外VJ具備PQCkongzhimoshi，jiyaliyuliuliangbihuankongzhi，congernenggoushixianxitongyaliheliuliangdehuishouyunxing，budannenggoujieshengdianneng

，hainengbaozhengshangweijideyaliyuliuliangminglingdedaozhixing。jiyuVJ驅動器的PQC控製框圖如圖5所示。 

    圖5中

，液壓控製係統即是PQC控製，其思想為壓力命令與壓力回授進行閉環PI控製調節
，同時流量命令作為壓力PI控製的輸出限製，從而利用壓力PI閉(bi)環(huan)的(de)快(kuai)速(su)性(xing)，控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)壓(ya)力(li)跟(gen)隨(sui)壓(ya)力(li)命(ming)令(ling)，並(bing)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)流(liu)量(liang)控(kong)製(zhi)在(zai)流(liu)量(liang)命(ming)令(ling)之(zhi)內(nei)。這(zhe)是(shi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)流(liu)量(liang)與(yu)頻(pin)率(lv)對(dui)應(ying)，壓(ya)力(li)與(yu)轉(zhuan)矩(ju)對(dui)應(ying)的(de)關(guan)係(xi)。

 

圖5 PQC控製框圖

 

3.2基於C2000內部PLC的注塑機方案

   VJ驅動器作為注塑機專用驅動器
，內置PQCkongzhihuan
，keyijiandanyouxiaodijinxingzhusujixitongyaliheliuliangkongzhi。danshiyouyuzhusujikehuyingyongyaoqiudegaodibutong，bingbushisuoyoukehudouzhidingxuyaozhuanyongqudongqijinxingmadaqudong。jinguanzhuanyongqudongqijubeiqudongjingque
、節能明顯等特點，但是價格的考慮使得客戶更願選擇比較經濟的方案。

     台達C2000通用型變頻器可以滿足這類客戶的需求。C2000不僅具備同步馬達驅動能力
，同時還內置了PLC功能
，即可以進行一定範圍內的PLC程序編譯，這為C2000進行注塑機應用提供了可行的條件。考慮到C2000並沒有VJ所具有的PQC控製環

，因此必須通過內部PLC來進行程序編輯以實現PQC控製環。

    先將圖5的控製思想簡化如圖6。從圖6中可以看出，壓力輸入對於C2000來說隻是0～10V的模擬量，壓力回授同樣對於C2000來說也隻是0～10V模擬量，其流量命令也是0～10V的模擬量，這樣C2000的ACI


、AVI、AUI三路模擬量輸入通道可以分別對應，並且通過內部PLC的模擬量PID指令
，進行壓力閉環PI控製程序編寫，再將流量命令的輸入模擬量轉換為頻率命令，並寫入模擬量PI輸出限製參數內

，完成功能的實現。

圖6 PQC等效控製

 

     再將圖6結合C2000的模擬量通道變為如圖7所示的PQC控製。根據圖7的思想進行C2000內部PLC程序編寫，主要的指令為FPID與FREQ兩個，其中FPID指令已經將PID回授與對應的頻率進行了自動的變換，例如若01-00=50Hz，那麼PID回授AVI=5V
，變頻器會自動將此事的PID回授看為25Hz。但是FREQ則沒有這樣的功能，其隻是簡單的將頻率命令以0.01的單位進行輸出，因此，ACI輸入數值後，變頻器內部PLC需要將其數值進行必要的轉換，變成對應的頻率值。

圖7 基於C2000模擬量通道的PQC控製

 

      以01-00=50Hz為例，ACI輸入與對應的頻率值關係從圖8中看以看出
，這是一個線性方程的關係，可以推算ACI=5*F-Value/10。同理，AUI作為流量輸入，其模擬量與對應的頻率值的關係也是相似的
，隻不過AUI對應之頻率值需要作為模擬PID的輸出限製而已，ACI與AUI對應頻率值計算的PLC程序如圖9。

圖8 ACI與頻率值對應關係

 

圖9 ACI AUI頻率值計算程序

 

在圖9中
，以01-00=50HZ進行編寫
，測試正常後

，以01-00為任意值進行編寫，完整的PLC程序如圖10。

圖10 PLC完整程序

 

4.結束語

    油(you)電(dian)混(hun)合(he)型(xing)注(zhu)塑(su)機(ji)係(xi)統(tong)因(yin)通(tong)過(guo)變(bian)頻(pin)器(qi)實(shi)現(xian)壓(ya)力(li)和(he)流(liu)量(liang)的(de)閉(bi)環(huan)調(tiao)節(jie)
，從(cong)而(er)節(jie)省(sheng)了(le)大(da)量(liang)的(de)電(dian)能(neng)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)注(zhu)塑(su)機(ji)客(ke)戶(hu)的(de)層(ceng)次(ci)不(bu)同(tong)
，並(bing)不(bu)是(shi)每(mei)個(ge)注(zhu)塑(su)機(ji)客(ke)戶(hu)都(dou)需(xu)要(yao)專(zhuan)用(yong)的(de)注(zhu)塑(su)機(ji)油(you)電(dian)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器(qi)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。而(er)台(tai)達(da)C2000通用型變頻器，通過豐富的模擬量通道以及內部PLC功能

，可以模仿VJ驅動器的PQC控製環功能，從而提供客戶更加經濟的注塑機變頻器控製方案。

 

作者簡介：

     左濤，出生於1985年10月
，畢業於沈陽工業大學 
，控製理論與控製工程碩士學位，現任台達電子集團機電事業部專案經理
，從事台達IABU一體化方案製定與市場策略開發
，工作區域包括中國大陸地區、印度、歐洲
、非洲和中東地區。