自動化助力塑料機械節能增效
——2013年塑料機械傳動精品盤點
相對于我國國民經濟總體而言，我國塑料機械工業總產值并不大，但是與關聯產業的發展相結合，塑料機械工業在國民經濟中所發揮的作用不可小視。同時，據專家推測，全國塑料制品加工行業每年所消耗的電能相當于一個三峽和葛洲壩電站發電量的總和，因此塑料機械裝備本身的節能方法、節能標準制定、節能產品生產技術的提高等，都具有重要的現實意義。
本期控制盤點的精品著重點同樣在節能與效率。同時盤點的塑料機械及注塑機傳動要求可以幫您更了解塑料機械工作原理及自動化產品選擇。
變頻器
塑料機械在應用變頻調速技術后可以節約電能（可節電約20~60%）、減少對電網的沖擊，實現綠色用電、還可提高產品質量和產量。
注塑機
在注塑成型產品成本中，電能消耗成本占了很大的比例，因而能否有效減少電能損耗，受到了各注塑機廠家和用戶的關注。隨著變頻調速技術的推廣，變頻調速在傳動控制和節能領域已日漸得到了廣泛應用，尤其在泵類負載場合采用變頻控制節能效果顯著。
歐瑞傳動：ZS2000注塑機專用系列變頻器
產品特色：11-75KW；在通用變頻器基礎上，針對注塑機、擠出機、圓盤注射機等耗電量大的機型，結合注塑系統上產工藝的要求而研發的全新專用節能變頻器。該款變頻器能提高油泵電機功率因數，使電機節電率達到30%-65%。并有效降低噪音、油溫和磨損，延長使用壽命。目前，已成功改造了國內外各種型號的注塑設備。
四方電氣：V360高性能閉環矢量變頻器
產品特色：V360基于全新矢量控制技術平臺，內置閉環矢量、開環矢量、V/F、力矩控制四類核心控制算法，可輕松實現各類復雜控制應用，可最多擴展3個擴展卡；-最快75us的電流閉環響應周期，零速200%的啟動力矩；變頻器自帶的近百種警示功能，可提前預警避免停機。
擠出機
一臺擠出設備通常由主機（擠出機）、輔機及其控制系統組成。其中控制系統主要由電器、儀表和執行機構組成，其主要作用為：控制主、輔機的拖動電機，滿足工藝要求所需的轉速和功率，并保證主、輔機能協調地運行，控制主、輔機的溫度、壓力、流量和制品的質量，實現整個機組的自動阿控制。
在試用變頻技術前，通常是把材料放入圓筒形容器以后，用螺桿擠出材料。在使用變頻技術以后，可對壓力進行控制，從而可以選擇最合適的線性速度。
英威騰：Goodrive300
產品特色：Goodrive300變是新系列高性能矢量變頻器，可廣泛應用于異步電機和同步電機的調速控制。產品依托32位DSP，采用國際領先的矢量控制算法，實現高性能、高精度的電機驅動控制，在提高產品的可靠性和環境的適應性同時，強化了客戶易用性和行業專業化的設計，功能更優化、應用更靈活、性能更穩定。
臺安：F510
產品特色：F510系列為風水力專用變頻器，傳承東元第五代馬達控制核心技術，搭配精確的馬達參數調校機能，能有效提升整體系統效率；且其內建之恒壓泵浦、排風扇、壓縮機與HVAC等專用模式以及Modbus/ BACnet/ Metasys N2等通訊機能，可降低安裝成本，并配合省能源控制，達到節能最高原則，滿足大部分風水力應用需求。
吹塑機
吹塑機變頻調速拖動系統包括兩部分：一是擠壓主電機的變頻調速器，二是牽引電機的變頻調速器，其控制都十分簡單，電動機的轉速可通過面板的鍵盤或外接給定電位器來調節。變頻器的功能預置需要注意以下幾方面：由于塑料機械對機械特性的硬度和動態響應的要求不高，可采用V/F控制方式；可利用鍵盤或外接電位器進行給定頻率；一般的塑料機械不必預置直流制動功能，但對于封切機，為了降低減速時間，預置直流制動是適宜的；點動頻率 一般可預置為8Hz。
新時達：AS500
產品特色：AS500系列變頻器采用國際最領先的無速度傳感器矢量控制技術、閉環矢量控制和轉矩控制技術，不僅具有與國際高端變頻器同樣優異的控制性能，同時還結合中國的應用特點，進一步強化了產品的可靠性和環境的適應性以及客戶化和行業化的設計，能夠更好地滿足各種傳動應用的需求；先進的驅動技術，可控電機：感應異步電機，永磁同步曳引機，永磁同步電機，PMSM伺服電機等。
微能：WIN-9GS系列
產品特色：最大工作頻率400HZ，最大過載達2倍額定電流，180%過載可工作6秒鐘，150%過載可工作60秒鐘 , 130%過載可工作5分鐘，110%過載可工作20分鐘，110%以下負載可連續穩定運行。
HMI
HMI產品在塑料機械上的運用目的主要是操作控制和狀態監控。目前中國的塑料機械廠商在人機界面的使用主要分為高端和普通兩種。普通塑料機械通常采用專用計算機控制系統，集成液晶顯示，多數屬于MCU+文本終端。絕大多數的注塑機采用這種控制/顯示方式。高端的塑料機械產品通常采用PLC來控制設備，以觸摸屏作為人機界面。
雖然在可靠性和功能上PLC加觸摸屏的方案要好于專用電腦的方案，但是巨大的價格差距使得國內的用戶選擇了專用電腦方案，只有少數對性能要求更加看重的用戶選用了PLC+觸摸屏的方案。
西門子：SMART LINE
產品特色：高分辨率64K真彩寬屏顯示；LED背光，節能降耗；強大且豐富的通訊能力；高性能處理器、高速外部總線及64M DDR內存；先進的生產失效故障模式分析；先進的工業設計理念；可靠的電源設計。
三菱電機：GOT1000系列
產品特色：GOT1000系列具有五種類型的終端，可以滿足任何系統或預算的要求。GT16型號具有多媒體以及包括嵌入式通信等大量特點和功能；GT15型號廣泛應用于網絡或單機獨立環境；GT14型號便于使用的大小和功能，未來的新標準；GT12型號配有集成功能和通信接口；GT11型號配有眾多高級功能。
臺達：DOP系列
產品特色：DOP系列提供多樣化尺寸與色彩的觸控屏幕，并為工業自動化機械提供快速方便的控制功能；尺寸規格從4.3″、5.6″、7″、8″到10.1″、10.4″；65536色TFT，分辨率最高可達1024x600像素；超大程序容量，最高可達82M。
PLC
PLC在塑料機械行業的應用主要在擠出機上，部分高端注塑機也會使用。普通注塑機主要使用專用控制器。隨著工藝水平的普遍提高，終端用戶對塑料機械的控制水平要求逐年提高，PLC的應用也越來越多。塑料機械行業使用的PLC基本上都是64點以下的微型產品。主要品牌有西門子、三菱電機、歐姆龍等。
西門子：SIMATICS7-1500
產品特色：新型的SIMATICS7-1500控制器除了包含多種創新技術之外，還設定了新標準，最大程度提高生產效率。無論是小型設備還是對速度和準確性要求較高的復雜設備裝置，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中，極大提高了工程組態的效率。
三菱電機：FX-2系列
產品特色：該系列PLC將電源模塊、CPU模塊和I/O模塊集成為一個緊湊的單元；具有I/O模塊、模擬模塊、定位模塊以及開放網絡擴展模塊的選配件，可滿足用戶的各種應用需求。
歐姆龍：CP1E系列
產品特色：.新型CP1E CPU單元可供選擇，有效實現成本最優化；用“智能輸入”直觀控制；友好的梯形圖程序輸入；當自動插入指定時，會自動插入列；菜單顯示直觀。
注塑機控制
注塑機是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態（即粘流態）的塑料注射入閉合好的模腔內，經固化定型后取得制品的工藝過程。注塑機操作項目包括控制鍵盤操作、電器控制柜操作和液壓系統操作三個方面。分別進行注射過程動作、加料動作、注射壓力、注射速度、頂出型式的選擇，料筒各段溫度及電流、電壓的監控，注射壓力和背壓壓力的調節等。注塑機生產一個產品的工作循環包括（1）快速合模；（2）慢速合模；（3）模板鎖合；（4）射臺前移到位；（5）注塑；（6）冷卻和保壓；（7）預塑；（8）射臺后退；（9）開模；（10）頂出制品。工藝流程如圖1所示。
注塑機在操作過程中需要實現手動控制、半自動控制和全自動控制。手動控制是在一個生產周期中，每一個動作都是由操作者撥動操作開關，控制相應的電磁鐵得電而實現
液壓系統的控制。手動操作一般在試機調模時才選用。注塑機運行通常工作在半自動或全自動狀態。半自動操作時，機器可以自動完成一個工作周期的動作，但每一個生產周期完畢后，操作者必須拉開安全門，取下工件，再關上安全門，機器方可以繼續下一個周期的生產。如果頂出裝置能將工件可靠地從模具中頂出，注塑機可以工作于全自動狀態。全自動操作時注塑機在完成一個工作周期的動作后，可自動進入下一個工作周期，因而生產效率更高。
