閉環控制技術在塑機業的應用
時間:2006-08-08 11:01:00來源:wangsl
導語:?液壓控制循環時間更快,制品質量更好,系統響應更高
液壓控制循環時間更快,制品質量更好,系統響應更高,是每個流體動力控制系統的追求目標。穆格公司(MOOG)是全球電液伺服元件及伺服系統設計及制造領域的領導者,由電液伺服閥的發明者William C. Moog 于1951年創立,產品廣泛應用于飛機、衛星、航天飛機、火箭以及各種工業自動化設備。由穆格提供的伺服閥、閉回路控制器在注塑設備及吹塑設備的實際應用中很好地做到了這一點。
注塑控制領域
在注塑控制領域,MOOG可為高端客戶提供液壓伺服系統或全電動伺服系統。
1.液壓伺服系統
采用MMC卡和MOOG D660系列伺服閥可以實現精確、重復性高的注塑射膠過程。MMC卡有以下功能:
◆ 閉環射膠速度控制(帶壓力限制保護);
◆ 由速度模式可切換到壓力模式;
◆ 保壓閉環控制;
◆ 射膠過程中的背壓閉環控制;
此控制算法內置,并提供GOUI 軟件,閉環的控制參數(P、I增益等)可從個人電腦中下載到MMC卡ROM中并存儲,也可以直接從MMC卡中上載數據。
D660系列伺服閥先導級采用了伺服射流管,降低了能耗,提高了閥的堅固性。由于伺服射流管先導級具有很高的無阻尼自然頻率(500HZ),因此此種閥的動態響應較高,并被廣泛應用于塑料機械、壓鑄機、重工業等,并在實踐中體現出卓越的性能。而且穆格公司在長期的應用實踐中根據注塑機射膠單元的油路和工作特點開發了一系列注塑機專用伺服閥,這些伺服閥具有特殊的閥芯結構。使用這些閥可以簡化油路結構和和降低成本。
2.全電動伺服系統
眾所周知,全電動注塑機是一個新的市場趨勢。同液壓機相比,具有以下優點:
◆ 重復性高;
◆ 運行費用低,節約能源達50%;
◆ 維修較少,維護容易;
◆ 噪音低,且沒有液壓污染,適用于制藥等特殊行業;
MOOG是最早進入全電動注塑行業的專業控制廠商之一,向合作伙伴提供DBS、DBM、DS2000系列驅動器FASTACT 系列電機。DS2000 驅動器和FAS T 交流伺服電機具有以下一些特點:
◆ 驅動器可接受三相,50HZ,65到506V間的任意電壓;
◆ 可設定控制交流伺服電機或異步電機;
◆ 電流環可根據伺服電機特點配置,并按DC BUS 變化自動調節,同時提供B.E.M.F 補償以及相位自校正功能;
◆ 速度環內集成了三種數字濾波器,動態性能良好,等等。
吹塑控制領域
對于中空制品來說,控制型胚壁厚對于產品質量提高和降低成本非常重要。制品在吹氣成型過程中若沒有得到有效控制,冷卻后會出現厚薄不均的狀況,厚薄不均的胚壁產生的應力也不同,薄的位置容易出現破裂。
采用壁厚控制系統后,可使芯軸縫隙隨著型胚位置變化而變化,產生厚薄均勻的制品。耐沖擊力試驗表明,壁厚均勻的制品不僅強度有很大提高,同時也節省了原料,縮短了成品冷卻時間,降低了次品率。
在吹塑控制領域,MOOG可提供獨立的壁厚控制系統或整機控制方案。兩種方案可根據用戶的實際情況選用。
1.獨立的壁厚控制系統
目前MOOG 提供30點、100點的壁厚控制器 DIGIPACK,可用于控制儲料缸式和連續式吹塑機型坯壁厚。
儲料缸式機器常用于制造較大容器。DIGIPACK根據儲料缸電子尺反饋控制口模開度,LCD縱坐標顯示儲料缸位置,橫坐標顯示口模開度。連續式機器通常有多個模頭,DIGIPACK根據工作循環時間控制口模開度,此時LCD縱坐標顯示循環時間,通常是以切刀動作作為一個完整循環的開始。
由于DIGIPACK的輸出為±100MA,所以可以直接驅動MOOG G631系列伺服閥(機械反饋式),不需要放大器來驅動。DIGIPACK+G631 3005也是目前國內外客戶常用的一種配置,系統具有極高的穩定性和準確性。
2. 整機控制方案(TMC)
除了獨立的壁厚控制系統之外,MOOG還提供TMC方案。
M400系列控制器實質是一種可用于多個行業的高性能PLC,硬件采用模塊化結構。硬件上除了常用的數字量、模擬量輸入輸出、溫度模塊等,還有可專用于吹塑機壁厚控制的專家模塊M480 (此模塊也可用做開合模等的閉環控制)。
M400采用實時分時多任務操作系統,可定義每個任務的優先級和循環時間,整個系統的實時性可得到優化。
LOGOS (M400)的編程軟件為塑料機械控制提供了大量的功能塊函數。
對于溫度控制,用戶不必編寫代碼,只需設定一些必要參數(如設定溫度、采樣時間、報警溫度)即可,系統可根據參數進行自診定,得到合適的PID 等參數。
對于壁厚控制,系統提供了128點的壁厚編輯頁面,可增加、刪除點,并可選擇兩點之間的插補方式(直線、圓弧或高次曲線)。另可根據機器設定連續式或儲料缸式。對于位置、速度、壓力的閉環控制,系統可讓用戶進行十段曲線設定,以優化系統的性能。
編程系統遵循IEC1131-3標準,允許采用梯形圖、指令表、順序功能圖以及高級語言,且不同的任務可根據要求采用不同的編程語言。
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