一种基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术是一种基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制装置及方法。通过该控制装置及方法使变频器在注塑机生产周期各工艺段之间转换前给出一个电机加速的提前量，从而消除在注塑机工艺段之间切换的速度响应时间延迟，提供了一种比较好的提高生产效率的节能方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及注塑机，准确地说是一种用于在不降低注塑机生产率的前提下消除由变频器带来的注塑机各工艺段切换的速度响应延迟时间实现有效节能的控制装置及方法。
技术介绍
在传统的注塑行业中，注塑机通常使用的三相异步交流电机不能变速，其拖动的定量泵输出液压油的流量不能改变，注塑机在进行低速动作时，多余的流量经溢流阀流回油箱，造成能量的大量损失。一种改进的注塑机是在其原有设备的基础上增加变频器，以适用不同制作工序对于不同频率的要求。变频器能根据控制系统的指令，调节电机的转速，使定量泵输出的液压油的流量可根据注塑机动作速度要求而改变，减少了液压油从溢流阀流回油箱的能耗，从而节省了大量的电能。变频器通常通过采样注塑机电脑的流量和压力输出电流来调节电机的运行频率，但是会产生注塑机各工艺段切换的速度响应延迟，延长产品生产周期，因为注塑机加装变频器后，主电机转速随着注塑机各工艺段的速度变化而变化，注塑机工作周期循环时间较短，各工艺段的频繁切换致使主电机频繁的处于加减速进程中，电机加减速有一定的响应时间，各工艺段切换的加速响应时间由电机的加速响应时间决定，一般为几百毫秒，而加装变频器前各工艺段切换的加速响应时间由流量阀响应时间决定，一般为几十毫秒，导致各工艺段切换的速度响应时间延长，使注塑机生产周期时间增加，生产效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该控制装置和方法通过变频器在注塑机生产周期各工艺段之间转换前给出一个电机加速的提前量，从而消除在注塑机工艺段之间切换的速度响应时间延迟，提供了一种比较好的提高生产效率的节能方法。为实现上述目的，本专利技术提出一种基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制装置，包括原有的注塑机及变频器，其特征在于变频器和注塑机之间设置有控制装置，该控制装置可以接收注塑机的工艺参数和工作状态信号，根据输入信号计算变频器的频率控制信号值Fx及电机提前加速时间点Sx，输出频率控制信号到与注塑机的电机相连的变频器，以控制电机的运行转速；通过该控制装置实现对变频器的实时控制，并准确地传输控制指令，达到节能、提高生产效率的目的。所述的控制装置，其对注塑机和变频器可以是单向传输，根据实际的应用情况，也可以设计为双向传输，且其输入输出端口可以是与注塑机及变频器的模拟电压输出接口相连、可以是与注塑机模拟电流输出接口相连，可以是I/O动作输出接口，可以是串行通信接口相连，也可以是上述各接口的组合。所述工艺参数和工作状态信号包括注塑工艺相关的压力比例信号、流量比例信号，以及注塑机位置、时间、限位开关及当前所处的工艺段标志；所述的控制装置可以是与变频器控制软件构成一个整体，也可以是独立于变频器的由软硬件组成的装置。本专利技术实现上述目的还包括一种基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制方法，其主要的步骤为 采集注塑机的工艺参数设置和工作状态信号；根据输入的信号计算注塑机当前工艺段转下一工艺段的电机提前加速时间点(Sx)；将频率控制信号输出到与注塑机电机相连的变频器；其特征在于频率控制信号包括电机提前加速信号。所采集注塑机的工艺参数设置和工作状态信号包括注塑工艺相关的压力、流量设定参数，以及注塑机位置、时间、限位开关及当前所处的工艺段标志。所述的提前加速信号包括提前加速时间点和提前加速时间的控制信号。注塑机当前工艺段转下一工艺段的电机提前加速时间点(Sx)是指在注塑机生产周期各工艺段之间转换时，如果下一工艺段频率高于当前工艺段频率时，中央处理单元提前向变频器提前输出下一工艺段的频率的时间点，提前加速时间点(Sx)可以使用下列公式进行计算Sx＝Tx-TQx式中Tx为当前工艺段时间，TQx为提前加速时间；电机的提前加速时间(TQx)是指电机需提前启动加速的时间长度，其计算的方法如下TQx＝(Ax*Fx+1-Bx*Fx)/(Cx*Fmax)*DT+T0其中，Ax、Bx、Cx为当前工艺段事先设定的参数，其取值范围满足Ax＞＝0，Bx＞＝0，Cx＞0；Fx为当前工艺段频率控制信号值，Fx+1为下一工艺段频率控制信号值，Fmax为注塑机使用变频器时电机的最大工作频率对应的控制信号值(一般为市电频率50Hz)，频率控制信号值的计算与现有的变频器相同，在此不再详细描述；DT为经验值，取值范围为0～10s，推荐值为电机由零加速到最大工作频率所需的时间，T0为经验设定值，范围为0～1s，电机惯量大小的修正值。所述将频率控制信号输出到与注塑机电机相连的变频器是指电机在提前加速时间点前输出当前工艺段频率控制信号值至变频器，电机在提前加速时间点到达后输出下一工艺段频率控制信号值至变频器。工艺段之间切换时，电机应工作在能够满足当前工况所需流量的较高转速运行，对于电机从高转速向低转速变化的工艺段，不需要电机提前加速，也就是说电机的提前加速时间和提前加速时间点为零；对于电机从低转速向高转速变化的工艺段，根据计算出的提前时间提升变频器的输出频率，使电机提前加速，避免时间延迟，保证整个注塑周期不变。由于在注塑机的变频器节能改造中使用本专利技术，实现了电机的提前加速，消除了变频器节能过程对注塑生产效率下降的影响；保证注塑工艺所需的快速响应能力，在使用变频器节能的前提下，保证了注塑的工艺要求及生产效率。附图说明图1为本专利技术实施的结构示意图，图2为本专利技术另一种实施方式的结构示意图，图3为本专利技术实施的控制流程图，图4为本专利技术实施的各工艺段切换控制流程图，图5为本专利技术实施的主要部件连接图，图6为本专利技术实施的时间对比图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的描述。图1、图2分别是本专利技术的两种实现形式，图中所示是一种基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制装置，本专利技术中的控制装置在此称为信号采集处理装置，该控制装置用于接收注塑机的工艺参数和工作状态信号，计算各工艺段变频器的频率控制信号值Fx及电机提前加速时间点Sx，输出频率控制信号到与注塑机的电机相连的变频器，以控制电机的运行转速；控制装置可以与变频器集成在一起，也可以设置于变频器和注塑机之间，图1所示为本专利技术将信号采集处理装置集成在变频器中，与变频器形成成一个整体；图2所示为独立于变频器的硬件构成信号采集处理装置。该信号采集处理装置的输入输出端口可以是与注塑机的模拟电压输出接口相连、可以是与注塑机模拟电流输出接口相连，可以是I/O动作输出接口，可以是串行通信接口相连，也可以是上述各种接口的组合。输入信号可以是注塑机的压力比例信号、流量比例信号、限位开关信号、各动作输出的开关信号及串行、并行通信数据，详细的主要部件连接参照图5。图5所示结构就是采用串行通信接口，该接口传输数字信号，能够保证传输信号的准确，避免不必要的干扰。注塑机将锁模、射胶、顶针、压力和流量信号都向信号采集处理装置输出，该信号采集处理装置经过处理计算后将控制信号输出到变频器，由变频器控制电机的正常运行和提前加速。因此，对于基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制装置及方法，其主要包括以下步骤1、采集注塑机的工艺参数设置和工作状态信号；2、根据输入的信号计算注塑机当前工艺段转下一工艺段的电机提前加速时间点(Sx)；3、将频率控制信号输出到与注塑机电机相连的变频器。至于其具体控制流程如图3所示。所谓的采集注塑机控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于节能变频调速器的提高注塑机生产效率的控制装置，包括原有的注塑机及变频器，其特征在于该控制装置接收注塑机的工艺参数和工作状态信号，根据输入信号计算变频器的频率控制信号值Ｆｘ及电机提前加速时间点Ｓｘ，输出频率控制信号到与注塑机的电机相连的变频器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方智群，丁水保，
申请(专利权)人：深圳市珊星电脑有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]