专利名称：一种多变量注塑机变频节能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化控制领域，具体地说是一种用于注塑机的节能控制装置。
背景技术：
传统液压注塑机液压系统由①锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶出前进、顶出 退后、射台前进、射台后退、调模前进、调模后退、中子1、中子2工艺电磁阀和②PID(比例、 积分、微分)多功能微调阀组成(图1为现有技术注塑机液压油路图)。①中的工艺电磁阀 具有独立控制特征，工作时开、停止时关断，②中PID(比例、积分、微分)多功能微调阀具有 整机液压系统压力调节、流量调节、安全、溢流等多种调节功能，工艺电磁阀与②中PID(比 例、积分、微分)多功能微调阀不是同步关系，PID比例、积分、微分多功能微调阀滞后工艺 电磁阀。 当今本领域有关变频节能专利案例都是采用流量比阀电流或电压模拟信号控制， 它们的核心主要是PID(比例、积分、微分)模拟控制。PID是一种线性电路控制特性，电磁 阀开、关具有给工艺液压动力源动作的功能，每台注塑机有一个PID比例阀是调节整个液 压系统每个工艺定量调节、工艺微调、富余液压源溢流、安全保护的。PID信号口与变频器模 拟对接，由于PID的响应速度滞后于工艺动作电磁阀速度，当工艺切换动作瞬间PID出现阶 跃振荡后才进入稳态曲线，注塑有锁模工艺、射胶工艺、保压工艺、熔胶工艺、冷却工艺、开 模工艺、顶出工艺、顶退工艺等，每次切换工艺信号滞后，所有工艺滞后时间叠加使得生产 工艺周期延长，造成产量降低；另外，PID对电网电压波动敏感，PID的控制对象的转速也成 比例变化，造成液压输出波动，直接影响塑件质量。 尤其在倡导节能环保的当今，在传统变频技术应用过程中出现节能改造后生产 塑件产量下降，产品质量不稳定，塑件合格率下降，造成节能效益与产量效益反比例。有数 据显示，节能改造前，8小时产量为1370件，而节能改造后8小时产量为1358件。由于变频
而使得产量下降给厂家带来了损失，所以变频技术的推广也受到了很大的阻力。
实用新型内容为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种产品质量稳定、不因节能改造
而降低产量的用于多变量注塑机变频节能控制装置。 本实用新型是这样实现的 —种多变量注塑机变频节能控制装置，包括信号采集装置、程序处理装置和变频 器，其中 所述信号采集装置各接入端与注塑机各工艺电磁阀一一对应电连接，接取各工艺 电磁阀信号，信号采集装置输出端与程序处理装置连接； 所述程序处理装置输入端与信号采集装置的输出端连接，程序处理装置输出端与 变频器电连接，程序处理装置将接收到的工艺电磁阀的信号处理后，将运算结果输送到变 频器；[0010] 所述变频器与相对应的液压泵电机连接，控制液压泵电机的工作。 可选的，所述信号采集装置为继电器。 可选的，所述信号采集装置为半导体。 可选的，所述信号采集装置为光耦合器。 可选的，所述程序处理装置为PLC可编程逻辑控制器。 可选的，所述程序处理装置为单片机。 本实用新型的有益效果是 1、本实用新型程序处理装置将接收到的各工艺电磁阀信号进行处理，将结果运算 为数字信号输出到变频器，各工艺数字信号与变频器各工艺设定频率地址相对应，程序处 理装置进行点对点控制，变频器控制相对应的液压泵电机工作。变频调节不依赖于对压力、 流量比例阀模拟信号的采样，从而比采用模拟控制方式的变频控制适应性更强，信号采集 装置和程序处理装置之间的信号传送时间差微乎其微，可以忽略，程序处理装置与变频器 内部数字控制技术同步调速，所以从采集注塑机工艺电磁阀信号经程序处理装置传输到变 频器数字口控制只要0. 002秒，实现数字信号的同步送达、同步调节，解决了 PID的响应速 度滞后于工艺动作电磁阀速度的问题。 2、本实用新型采用程序处理装置，响应快、切换快，压力、流量在短短0. 2秒达到 临界值，实现塑件质量稳定，产品成品率高，在实现变频节电的前提下不减产，而现有技术 在实现变频节电的同时降低了产量，产品次品率高，造成经济损失。 3 、本实用新型节电效率比模拟变频的节电效果更高更显著。 4、本实用新型采用程序处理装置对变频器控制，避免了传统技术中因PID对电网 电压敏感，PID控制的液压泵电机转速也成比例变化，造成液压输出波动而影响塑件质量的 缺点。 5、本实用新型采用程序处理装置精度高，稳定性好。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中 图1为现有技术注塑机液压油路图； 图2为本实用新型实施例提供的变频节能控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意
性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。 如图2所示，本实施例提供的多变量注塑机变频节能控制装置，包括信号采集装
置1、程序处理装置2和变频器3，其中 信号采集装置1接入端与注塑机各工艺电磁阀电连接，其输出端与程序处理装置 2连接，信号采集装置1接取各工艺电磁阀信号，信号采集装置1可为任何实现信号采集功 能的器件，如半导体、继电器或光耦合器，对各工艺电磁阀信号进行采集；一般注塑机包括 下述14个工艺锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶针前进、顶针后退、射台前进、射台后退、调模前进、调模后退、中子1、中子2，所对应的工艺电磁阀分别为锁模电磁阀、射胶电 磁阀、保压电磁阀、熔胶电磁阀、冷却电磁阀、开模电磁阀、顶针前进电磁阀、顶针后退电磁 阀、射台前进电磁阀、射台后退电磁阀、调模前进电磁阀、调模后退电磁阀、中子1电磁阀、 中子2电磁阀，信号采集装置将各工艺的变量参数(压力、流量)信号采集； 所述程序处理装置2输出端与变频器3连接，程序处理置2将接收到的工艺电磁 阀的信号处理后，将运算结果输送到变频器3 ;程序处理装置为的作用是用其内部存储程 序，执行逻辑运算、顺序控制，并通过数字或模拟式输入/输出控制各工艺，程序处理装置 可采用PLC可编程逻辑控制器，也可以采用单片机，本实施例中采用PLC可编程逻辑控制 器；信号采集装置1将采集到的信号输送给PLC控制装置2后，PLC控制装置2进行处理， PLC控制装置2将各工艺信号处理后，经电脑CPU程序传输，输出端运算为数字(二进制数) 信号，各数字信号与变频器3锁模地址(H15)、射胶地址(H16)、保压地址(H17)、熔胶地址 (H18)、冷却地址(H19)、开模地址(H20)顶针前进地址(H21)、顶针后退地址(H22)、射台前 进地址(H23)、射台后退地址(H24)、调模前进地址(H25)、调模后退地址(H26)、中子1地址 (H27)、中子2地址(H28)相对应，通过可编程逻辑控制器(PLC)访问变频器设定的频率地 址，进行点对点控制； 所述变频器3与相对应的液压泵电机4连接，控制液压泵电机的工作。例如，注塑 机锁模工艺参数设定为压力70%，流量为50%，如果变频器得到的数字信号与锁模频率 地址H15对应，则满足锁模条件，变频器控制液压泵电机工作；如果变频器得到的数字信号 与锁模频率地址H15不对应，可以人为调节电脑中设定的参数，如将压力改为75%，流量改 为40%，最终使得满足锁模条件，控制液压泵电机工作；或者通过程序设计，PLC控制装置 自动调到变频器与接收到的工艺信号相对应的频率地址，通过变频器调节液压泵电机的工 作参数，从而达到注塑要求。以上两种方式根据具体情况而定，从而使得控制装置更加人性 化、适合于不同的注塑机和注塑要求。其他工艺变量以此类推。 注塑工艺是由电磁阀主令驱动开、闭工作，当工艺工作时电磁阀打开、工艺结束电 磁阀关闭，某工艺主令到PLC程序对应的二进制数字信号端口访问变频器内对应地址的运 行频率，主令关闭PLC指令解除对变频器的访问，液压泵电机减速达到节能效应。又令工艺 电磁阀打开时有功消耗能量、工艺结束电磁阀关闭时系统不消能量，但是液压系统电机是 不能停顿的，定量泵的排量也不断地输出，当工艺电磁阀关闭时的液压能量依赖溢流阀泄 流油池，此时消耗的全是不做功能量(不做功的液压油在溢流阀循环消耗能量)，本实施例 针对本技术特征采集工艺电磁阀信号，电磁阀工作时控制变频器驱动电机加速运行，电磁 阀信号关断时令PLC控制变频器给电机迅速减速至最小能耗转速，当下个工艺信号到PLC 时，令变频器控制电机在0.2秒内要液压动力达到工艺设定值，使电机运行效率最高，节能 也就最佳。 采用传统控制装置的注塑机进行加工，在变频后电能虽然节省了，但是产量降低 了 ，而且产品合格率也降低了 ，如某注塑加工厂采用650吨三菱注塑机，生产25寸电视后 壳，加工费单价12元(人民币)，电价每度0. 85元，如果为工频生产，生产周期为62秒，产 品合格率为90%，电能消耗为每小时25. 9度；如果为变频运行，生产周期为64秒，产品合 格率为85%，电能消耗为每小时15. 7度。变频后每小时节省电10. 2度，节能经济效益8. 16 元，但是产量减少1. 8个产品，减产损失21. 7元，故变频后节能改造的经济效益为每小时负13. 54元。 而采用本实用新型提供的控制装置控制的注塑机进行生产时，变频运行生产周期 为63秒，与工频生产周期一致，每小时耗电14. 8度，与工频生产相比，每小时节省电费9. 52 元，而变频改造前后产品产量和成品合格率都相同，不影响工艺周期，每小时节电效益为 9. 52元。 以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体
案例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮 助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施
例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为 对本实用新型的限制。
权利要求一种多变量注塑机变频节能控制装置，其特征在于所述控制装置包括信号采集装置、程序处理装置和变频器，其中所述信号采集装置各接入端与注塑机各工艺电磁阀一一对应电连接，接取各工艺电磁阀信号，信号采集装置输出端与程序处理装置连接；所述程序处理装置输入端与信号采集装置的输出端连接，程序处理装置输出端与变频器电连接，程序处理装置将接收到的工艺电磁阀的信号处理后，将运算结果输送到变频器；所述变频器与相对应的液压泵电机连接，控制液压泵电机的工作。
2. 如权利要求1所述的多变量注塑机变频节能控制装置，其特征在于所述信号采集 装置为继电器。
3. 如权利要求1所述的多变量注塑机变频节能控制装置，其特征在于所述信号采集 装置为半导体。
4. 如权利要求1所述的多变量注塑机变频节能控制装置，其特征在于所述信号采集 装置为光耦合器。
5. 如权利要求1 4之一所述的多变量注塑机变频节能控制装置，其特征在于所述 程序处理装置为PLC可编程逻辑控制器。
6. 如权利要求1 4之一所述的多变量注塑机变频节能控制装置，其特征在于所述 程序处理装置为单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种多变量注塑机变频节能控制装置，包括信号采集装置、程序处理装置和变频器，信号采集装置各接入端与注塑机各工艺电磁阀一一对应电连接，接取各工艺电磁阀信号，信号采集装置输出端与程序处理装置连接；程序处理装置输出端与变频器电连接，程序处理装置将接收到的工艺电磁阀的信号处理后，将运算结果输送到变频器；变频器与相对应的液压泵电机连接，控制液压泵电机的工作。本实用新型控制装置精度高、稳定性好，生产产品质量稳定，成品率高，节能效果更加显著。
文档编号B29C45/76GK201446666SQ20092005995
公开日2010年5月5日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者侯金来 申请人:侯金来