【塑機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀】
　　【行業(yè)概述】
　　塑料機(jī)械工業(yè)是隨著高分子化學(xué)和塑料加工工藝的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，并逐步形成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)。二次世界大戰(zhàn)后，許多塑料原料已能大規(guī)模生產(chǎn)，塑料制品代替金屬、木材、玻璃、紙、纖維等材料制成的產(chǎn)品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)以及人們生活領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多。今天，塑料與金屬、木材、水泥被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的四大結(jié)構(gòu)材料。
　　我國(guó)塑機(jī)產(chǎn)業(yè)起始于上世紀(jì)五十年代末，經(jīng)過(guò)近五十年的發(fā)展，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)的快速發(fā)展，以及進(jìn)入新世紀(jì)以后的跨越式發(fā)展，走過(guò)了從無(wú)到有、從小到大的歷程，取得了輝煌的成果，發(fā)生了歷史性的巨大變化，生產(chǎn)產(chǎn)量位居世界第一，是名副其實(shí)的塑料機(jī)械制造大國(guó)。目前，我國(guó)塑機(jī)行業(yè)不僅擁有前景廣闊、空間巨大的消費(fèi)市場(chǎng)，并且形成了門(mén)類(lèi)齊全、規(guī)模相當(dāng)、有較先進(jìn)水平、能基本滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求和具有相當(dāng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的產(chǎn)業(yè)體系，形成了特點(diǎn)鮮明的若干產(chǎn)業(yè)集群和企業(yè)遍布全國(guó)的工業(yè)格局。
　　【塑機(jī)行業(yè)節(jié)能潛力分析】
　　按我國(guó)塑料制品的年產(chǎn)量為3000萬(wàn)噸、加工每噸塑料制品耗電能300度計(jì)算，我國(guó)每年僅塑料加工業(yè)就需要90億度電，所消耗的電能極為巨大。總體上，國(guó)產(chǎn)設(shè)備能耗同國(guó)際先進(jìn)設(shè)備比較，上世紀(jì)八十年代為3倍左右，九十年代中期為2倍左右，目前為1.5倍左右。因此，塑料機(jī)械節(jié)能改造大有可為，不僅可以為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。
　　傳統(tǒng)的塑機(jī)沒(méi)有對(duì)機(jī)器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，即只要機(jī)器通電，電機(jī)就始終以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于電機(jī)與油泵同軸，油泵將以額定排量將油吸入液壓系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)需要的流量小于油泵所提供的流量時(shí)，多余的油將被回流，這勢(shì)必造成極大的浪費(fèi)。在塑料機(jī)械上引入變頻節(jié)能技術(shù)，節(jié)能效果可以達(dá)到20~70%。應(yīng)用變頻器對(duì)塑料機(jī)械液壓系統(tǒng)的主電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，既大幅度降低了液壓系統(tǒng)的溢流損耗，又具有閥控系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，從而達(dá)到高效節(jié)能的目的。采用變頻器后，當(dāng)系統(tǒng)需要的流量發(fā)生變化時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也跟著發(fā)生變化，從而使得油泵排出的油的流量發(fā)生變化，即真正做到“需要多少給多少”。同時(shí)，變頻調(diào)速后電機(jī)的電能轉(zhuǎn)換效率明顯高于以往的電磁調(diào)速電機(jī)、直流電機(jī)等。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的成熟以及變頻器成本的降低，變頻器在塑料機(jī)械中，特別是在擠出裝備上得到了廣泛采用。

　　【森蘭塑機(jī)行業(yè)應(yīng)用典型解決方案】
　　1、塑料注射成形機(jī)
　　(1).塑料注射成形機(jī)工作原理
　　從50年代推出了螺桿式塑料注射成形機(jī)，至今已有50多年的歷史。目前在工程塑料加工業(yè)中，80%采用注射成型。塑料顆粒（ABS﹑聚乙烯﹑改型聚苯乙烯﹑聚碳酸酯等）在注塑機(jī)料筒內(nèi)進(jìn)行多段加熱器加熱融蝕后，經(jīng)螺桿攪拌增壓后注射入模具腔內(nèi)，保壓冷卻成形，完成一個(gè)工件的加工過(guò)程。對(duì)于塑料加工，注塑機(jī)完整的工藝流程為，合?！i?！⑸洹骸鋮s—脫?！_(kāi)模。其中保壓和冷卻、脫模和開(kāi)模是同時(shí)進(jìn)行的，即保壓過(guò)程中，模具在通水冷卻；在開(kāi)模的過(guò)程中，模具內(nèi)的脫模頂針由隱蔽處逐漸伸出，使附著在模具上的工件脫落，開(kāi)模到位后一個(gè)加工過(guò)程結(jié)束。不論大、中、小型注塑機(jī)，其工藝流程都是相同的。目前絕大多數(shù)的注塑機(jī)都是液壓傳動(dòng)的注塑機(jī)，以上的工藝動(dòng)作過(guò)程所需要的動(dòng)力，均由液壓系統(tǒng)中的油泵提供，油泵又有變量泵和定量泵之分。在注塑機(jī)工作時(shí)，一個(gè)工作周期中各個(gè)工序的負(fù)荷變化很大，液壓系統(tǒng)所要求的流量和壓力是不同的，生產(chǎn)油泵時(shí)已經(jīng)考慮了這種變化，當(dāng)液壓系統(tǒng)需要的流量和壓力變化時(shí)，油泵的供油量自動(dòng)地增大或減小來(lái)與以適應(yīng)，這種油泵就是變量泵，不需要再用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。廣泛使用的另一種油泵是定量泵，它的供油量是恒定的，注塑機(jī)工作過(guò)程中流量和壓力的變化是靠流量比例閥和壓力閥來(lái)調(diào)節(jié)的，多余的油量經(jīng)溢流閥流回油箱。這樣，加劇了閥門(mén)和油泵的磨損，造成油溫升高，電機(jī)噪聲過(guò)大。另外，從注塑機(jī)的設(shè)計(jì)看，通常在設(shè)計(jì)時(shí)油泵都要留有余量，一般考慮10%~15%，但油泵的系列是有限的，往往選不到合適的油泵型號(hào)時(shí)就往上靠，存在嚴(yán)重的“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。因此，對(duì)定量泵的注塑機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，對(duì)節(jié)約電能、提高經(jīng)濟(jì)效率具有重要的意義。
　　(2).塑料注射成形機(jī)變頻調(diào)速
　　a．使用變頻器控制油泵電機(jī)
　　變頻器控制的油泵電機(jī)從根本上克服了傳統(tǒng)注塑機(jī)能量浪費(fèi)的弊病，當(dāng)系統(tǒng)需要的流量發(fā)生變化時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也跟著發(fā)生變化，從而使定量油泵排出的油流量發(fā)生變化，即“需要多少供給多少”，從而節(jié)約了大量的電能。根據(jù)注塑制品的不同，節(jié)電率達(dá)20％-70％。
　　b．變頻器控制信號(hào)的選取
　　對(duì)所改造的注塑機(jī)要充分了解其控制電路、液壓電路和工作原理，巧妙取得控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有注塑機(jī)和變頻器的結(jié)合。注塑機(jī)液壓油需求量的信號(hào)是連接壓力和流量比例閥的電流信號(hào)（0-1A），經(jīng)處理后轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)直接連接到變頻的輸入端，從而控制變頻器改變輸出頻率，隨即改變了油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)壓節(jié)電的雙重作用。針對(duì)注塑機(jī)液壓系統(tǒng)特有的大負(fù)荷超載、頻響要求高和低速轉(zhuǎn)矩大、電機(jī)加減速時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，在控制過(guò)程中應(yīng)用了PLC控制器，引入各電液換向閥的信號(hào)，由PLC根據(jù)這些信號(hào)鑒別注塑機(jī)的工藝流程，提前對(duì)變頻器給出加速和減速指令。
　　c．注塑機(jī)變頻器的選型
　　普通的V/F控制變頻器，頻率與電壓的比率保持恒定，由于沒(méi)有速度反饋，不能準(zhǔn)確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速（一般誤差在5％以上），三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速同定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間存在轉(zhuǎn)差，當(dāng)外部負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)差率也隨之發(fā)生變化，但變頻器并不能對(duì)此補(bǔ)償，導(dǎo)致油泵轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，造成了流量誤差，次品率高。
無(wú)傳感器矢量控制變頻器，采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向的控制方式，即對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)變換等效成直流電機(jī)的控制方式，相當(dāng)于直流電機(jī)中同轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流，無(wú)論電機(jī)的狀態(tài)如何，都維持其勵(lì)磁電流的恒定，而轉(zhuǎn)矩的大小只要獨(dú)立調(diào)節(jié)電樞電流，故可以使異步電機(jī)始終處于高動(dòng)態(tài)的狀態(tài)，從0rpm加速到1000rpm只需30ms，改善了變頻器調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，對(duì)于注塑整個(gè)運(yùn)行循環(huán)的跟附性大大提高；轉(zhuǎn)差在2%-3%內(nèi)，提高了電機(jī)面對(duì)負(fù)載變化的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性；電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有2倍以上的額定轉(zhuǎn)矩，有較好的加減速性能，轉(zhuǎn)矩變化時(shí)響應(yīng)也快。因此，選擇開(kāi)環(huán)V/F控制通用變頻器，由于其響應(yīng)慢，并不適用于注塑機(jī)油泵的調(diào)速，相比之下無(wú)傳感器矢量控制的變頻器，因其高動(dòng)態(tài)性、穩(wěn)定性好等特性更適合注塑機(jī)的使用。
　　d．使用中注意的問(wèn)題
　　(a) 采用變頻運(yùn)行后，電機(jī)的表面溫度有所提高，溫升會(huì)增加10%，使用中建議保持散熱風(fēng)扇和電機(jī)的清潔，加裝恒速風(fēng)機(jī)。
　　(b) 采用變頻運(yùn)行后，變頻器的加減速時(shí)間盡量短，或由PLC根據(jù)各電液換向閥的信號(hào)鑒別注塑機(jī)的工藝流程，提前對(duì)變頻器給出加速和減速指令。另外，根據(jù)情況修改部分注塑機(jī)的參數(shù)，就能較好地解決這個(gè)問(wèn)題，以此來(lái)保證注塑機(jī)動(dòng)作的快速性。
　　(c) 對(duì)溫度控制器的干擾。注塑機(jī)加熱單元采用熱電偶檢測(cè)溫度，熱電勢(shì)最高只有幾十毫伏，容易受諧波干擾，造成注塑機(jī)溫度顯示的不準(zhǔn)確。對(duì)此，盡量縮短變頻器與注塑機(jī)電動(dòng)機(jī)之間的連線(xiàn)；動(dòng)力線(xiàn)用金屬管套裝；變頻器可靠接地和加裝輸入電抗器；注塑機(jī)溫控器的供電加裝濾波電路等。
　　2、塑料制管機(jī)
　　塑料制管機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)主要是塑料擠出機(jī)及冷卻槽、牽引機(jī)三部份組成。在沒(méi)有改造前，擠出機(jī)、牽引機(jī)都是交流滑差電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，存在耗電量大、傳動(dòng)效率低、速度精度差、速度不夠穩(wěn)定等情況，因此影響產(chǎn)品的質(zhì)量，需要進(jìn)行技術(shù)改造。采用變頻調(diào)速能解決上述的弊病。
　　塑料制管機(jī)經(jīng)變頻改造后，調(diào)速范圍、起動(dòng)特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)節(jié)精度、輸出特性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和操作監(jiān)視方便性等各個(gè)方面都優(yōu)于電磁調(diào)速。此外，變頻調(diào)速還具有保護(hù)功能完善、通用性強(qiáng)、維護(hù)工作量小、運(yùn)行安全可靠、電耗小、設(shè)備壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。還可以從零平穩(wěn)起步升速，并能選擇升速和降速曲線(xiàn)，節(jié)能顯著，深得操作人員和維修人員好評(píng)。可以值得在類(lèi)似塑料加工機(jī)上推廣，例造粒機(jī)、制管機(jī)、拌料機(jī)等上的應(yīng)用。
　　3、塑料吹膜機(jī)
　　塑料吹膜機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)主要是塑料擠出機(jī)及空壓機(jī)、牽引機(jī)三部份組成。塑料擠出機(jī)和牽引機(jī)都是交流電磁調(diào)速傳動(dòng)，交流電磁調(diào)速簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但存在耗電量大、傳動(dòng)效率低、速度精度差、穩(wěn)定性較差等不足之處?，F(xiàn)在生產(chǎn)的塑料吹膜機(jī)絕大多數(shù)都是變頻調(diào)速的了，變頻器可作為塑料吹膜機(jī)的配套設(shè)備。以前出產(chǎn)的塑料吹膜機(jī)還有不少需要改造，其目的是為了節(jié)能。

　　應(yīng)用解決方案一、森蘭變頻器在注塑機(jī)上的節(jié)能改造
　　一、注塑機(jī)節(jié)能分析
　　塑料在注塑機(jī)料筒內(nèi)進(jìn)行多段加熱器加熱融蝕后，經(jīng)螺桿攪拌增壓后注射入模具腔內(nèi)，保壓冷卻成形，完成一個(gè)工件的加工過(guò)程。對(duì)于塑料加工，注塑機(jī)完整的工藝流程為，合模—鎖?！⑸洹骸鋮s—脫模—開(kāi)模，完成一個(gè)工藝過(guò)程。
　　根據(jù)注塑機(jī)的工藝過(guò)程，畫(huà)出系統(tǒng)油壓P與時(shí)間t的關(guān)系圖如圖1：

　　由圖1可見(jiàn)，合模和脫模、開(kāi)模系統(tǒng)所需油壓較低，且時(shí)間較短；而注射、保壓、冷卻系統(tǒng)所需油壓較高，且時(shí)間較長(zhǎng)，一般為一個(gè)工作周期的40%~60%，時(shí)間的長(zhǎng)短與加工工件有關(guān)；間歇期更短，這也與加工工件的情況有關(guān)，有時(shí)可以不要間歇期。上圖只是一種簡(jiǎn)單的近似表示，實(shí)際上，如果注射的螺桿用油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，注射時(shí)的系統(tǒng)油壓會(huì)高一些。注塑機(jī)加工工件的重量，從數(shù)十克到數(shù)萬(wàn)克不等，因此，注塑機(jī)就有中、小型和大型之分。加工數(shù)十克的小工件和加工數(shù)千克的大工件一個(gè)周期的時(shí)間也是不相同的；就是對(duì)同一臺(tái)注塑機(jī)，加工工件的原料不同，各段工藝流程中所需的壓力和時(shí)間也是變化的。但油泵仍在50Hz運(yùn)行，其供油量是恒定不變的，多余的液壓油經(jīng)溢流閥流回油箱，做無(wú)用功，白白地浪費(fèi)了電能。對(duì)油泵進(jìn)行變頻調(diào)速，將定量泵改變?yōu)轭?lèi)似變量泵的特性。系統(tǒng)所需壓力較高時(shí)，油泵電機(jī)50Hz運(yùn)行，所需壓力較小時(shí)，變頻器降頻運(yùn)行。電機(jī)輸出的軸功率與油泵的出口壓力和流量的乘積成正比，油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，輸出軸功率降低，就可以達(dá)到有效節(jié)能，一般節(jié)電率在20%~50%。
　　二、注塑機(jī)變頻節(jié)能調(diào)速改造方案
　　注塑機(jī)有立式和臥式之分。數(shù)十克的立式注塑機(jī)，油泵采用一個(gè)齒輪泵，電機(jī)的容量也較小，電器控制電路也較簡(jiǎn)單。改造時(shí)，將變頻器接入電機(jī)的供電回路，再將流量比例閥的信號(hào)(0~1A)，經(jīng)變換為4~20mA或0~10V信號(hào)送到變頻器的相應(yīng)端口上，這樣，隨著加工過(guò)程的變化，液壓油的流量也在變化。
　　60克以上的都是臥式注塑機(jī)，60克~500克的注塑機(jī)，有的是一個(gè)油泵，也有的是兩個(gè)油泵。一個(gè)油泵注塑機(jī)的改造和立式注塑機(jī)的改造是相同的，仍然是從流量比例閥取出0~1A的信號(hào)作為變頻器的速度調(diào)節(jié)信號(hào)，雖然速度調(diào)節(jié)信號(hào)是由液壓回路元件反饋到變頻器，但調(diào)節(jié)回路中沒(méi)有給定信號(hào)，因此控制還是屬于開(kāi)環(huán)控制方式。
　　也是因?yàn)楣?jié)能的原因，大中型注塑機(jī)的油泵可能不止一個(gè)，如三菱850-MM、1300-MM、1800-MM、2000-MM注塑機(jī)均有三個(gè)油泵。對(duì)應(yīng)注塑工藝流程，在合模階段，所需的系統(tǒng)壓力較低，這時(shí)只有1#油泵工作，到鎖模階段所需的系統(tǒng)壓力較高時(shí)，2#油泵再投入工作，在注射階段所需的壓力最高，三臺(tái)油泵同時(shí)投入工作，脫模開(kāi)模所需的壓力較低，再分別停止3#、2#油泵工作。只要開(kāi)機(jī)，1#油泵就一直運(yùn)行。用三臺(tái)小油泵按不同的工藝階段間斷工作，比用一臺(tái)大泵一直在運(yùn)行要節(jié)能。
　　具有二個(gè)以上油泵的注塑機(jī)如何改造？這里以三菱1800-MM注塑機(jī)的改造為例加以說(shuō)明。三菱1800-MM注塑機(jī)有三個(gè)45kW油泵電機(jī)，用一臺(tái)森蘭SB70G45變頻器驅(qū)動(dòng)1#油泵電機(jī)，變頻器的調(diào)節(jié)信號(hào)取自注塑機(jī)流量比例閥，這樣，此變頻器的頻率就隨注塑機(jī)液壓油的流量的改變而變化。另外兩個(gè)油泵電機(jī)，可以分別用兩臺(tái)森蘭SB70G45變頻器驅(qū)動(dòng)，不過(guò)這二臺(tái)變頻器對(duì)電機(jī)不進(jìn)行調(diào)速，只作兩位式的控制，即起動(dòng)和停止。控制變頻器的起動(dòng)和停止信號(hào)，取自于原來(lái)該油泵電機(jī)的起動(dòng)和停止信號(hào)。變頻器的上限頻率設(shè)定在50Hz以下，具體設(shè)定值與加工的工件尺寸、材料、料筒的溫度等因素有關(guān)。如果變頻器運(yùn)行頻率低于50Hz，就可以節(jié)能。實(shí)際上，注塑機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)都留有余量，加工工件尺寸、材料的變化所需的油壓也要隨之變化。本例兩臺(tái)變頻器的運(yùn)行頻率為37Hz，注塑機(jī)的節(jié)能率達(dá)23%。

　　應(yīng)用解決方案二、森蘭變頻器在塑料吹膜機(jī)上的節(jié)能改造
　　吹膜機(jī)是塑料薄膜制造的一種設(shè)備。四川綿陽(yáng)塑料廠(chǎng)有吹膜機(jī)九臺(tái)，這是前幾年購(gòu)進(jìn)的塑料加工機(jī)械，調(diào)速采用電磁調(diào)速。從電磁調(diào)速的原理可知，這是一種耗能的低效的調(diào)速方式，最高轉(zhuǎn)速時(shí)的效率僅為85%，隨著轉(zhuǎn)速的降低，效率也隨之下降。而且電磁調(diào)速的機(jī)械特性較軟，低速帶載的能力差，不能在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。為節(jié)能考慮對(duì)吹膜機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造，其方法如下：
　　吹膜機(jī)的塑料擠出機(jī)和卷繞牽引用一臺(tái)37kW交流異步鼠籠電機(jī)傳動(dòng)，擠出和卷繞的機(jī)械特性均為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此選用具有恒轉(zhuǎn)矩特性的通用變頻器，本例選用森蘭SB70G37KW變頻器。SB70G系列變頻器為希望森蘭科技股份有限公司自主開(kāi)發(fā)的新一代低噪音、高性能、多功能變頻器，采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的無(wú)速度傳感器矢量控制方式，1Hz時(shí)的轉(zhuǎn)矩可達(dá)200%，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)和高精度的控制。其操作面板具有編程、操作、參數(shù)復(fù)制、熱拔插功能，大大方便了操作人員對(duì)參數(shù)的修改（僅對(duì)一臺(tái)變頻器設(shè)置參數(shù)，其它均可進(jìn)行參數(shù)復(fù)制，減少調(diào)試過(guò)程中的工作量），速定給定可通過(guò)端子切換。吹膜機(jī)對(duì)變頻器的其他要求就是運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便。
　　改造實(shí)施比較簡(jiǎn)單，將變頻器接到電機(jī)回路中。設(shè)定變頻器為外控端子操作，用電位器調(diào)速。為使加減速平穩(wěn)，加減速時(shí)間設(shè)為20s。對(duì)電機(jī)的改造有兩種方法，一種是用普通鼠籠電機(jī)代換電磁調(diào)速電機(jī)，另一種是將電磁調(diào)速的調(diào)速器調(diào)到最大，還是用電磁調(diào)速電機(jī)傳動(dòng)。前一種節(jié)能效果顯著，后一種節(jié)能較前一種少節(jié)能15%以上，因此，后一種辦法只是權(quán)宜之計(jì)。

　　應(yīng)用解決方案三、森蘭變頻器在塑料制管機(jī)上的應(yīng)用
　　塑料制管機(jī)是生產(chǎn)各種軟管、硬塑管的設(shè)備，生產(chǎn)線(xiàn)主要是塑料擠出機(jī)及冷卻槽、牽引機(jī)三部份組成。塑料擠出機(jī)的傳動(dòng)電機(jī)一般需要調(diào)速，早期常用交流電磁調(diào)速器或直流調(diào)速器，現(xiàn)在基本上用交流變頻器或直流調(diào)速器調(diào)速。直流調(diào)速器和交流變頻器比較，價(jià)格上有一些優(yōu)勢(shì)，但有它固有的劣勢(shì)，用戶(hù)在選購(gòu)時(shí)還是愿意選擇變頻調(diào)速。
　　塑料制管機(jī)對(duì)變頻器的要求是低速力矩大，開(kāi)環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，這樣生產(chǎn)的軟管、硬塑管管壁的厚度比較均勻。另外，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不是很好，塑料粉塵較多，變頻器裝在封閉的控制柜內(nèi)，散熱條件較差，因此在選用變頻器時(shí)，變頻器的容量適當(dāng)增大一些，或者變頻器的通風(fēng)散熱做得好些，并且定期除塵檢修，使變頻器能可靠地運(yùn)行。
　　森蘭SB70G系列、SB61Z+系列變頻器長(zhǎng)期與塑料制管機(jī)配套，變頻器的容量從數(shù)kW到最大200kW。每臺(tái)塑料制管機(jī)配套一臺(tái)變頻器，控制方式設(shè)為端子控制。塑料制管機(jī)使用變頻器非常簡(jiǎn)單，在運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，根據(jù)工藝調(diào)好變頻器的輸出頻率，生產(chǎn)過(guò)程中一般不調(diào)節(jié)。特別注意的是：所有的塑料擠出機(jī)的進(jìn)料螺桿不允許反轉(zhuǎn)，加熱塑料沒(méi)有融蝕之前不允許啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果變頻器的過(guò)流保護(hù)功能不靈敏，嚴(yán)重時(shí)可能扭斷進(jìn)料螺桿。在對(duì)變頻器端子控制設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，其轉(zhuǎn)向應(yīng)與鍵盤(pán)控制時(shí)的轉(zhuǎn)向相同，且均為正轉(zhuǎn)，避免端子控制和鍵盤(pán)控制方式切換時(shí)損壞進(jìn)料螺桿。

　　應(yīng)用解決方案四、森蘭SB70變頻器在薄膜卷繞機(jī)上的應(yīng)用
　　工業(yè)上常見(jiàn)的薄膜卷繞主要包括布、紙張、塑料薄膜等，對(duì)于張力的精度要求高，而且卷徑的變化范圍很大，張力要求是隨卷徑增大而不斷變化的，即需要張力錐度控制，防止損傷卷軸或造成內(nèi)部褶皺。森蘭SB70變頻器可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有功能進(jìn)行設(shè)置，充分利用算術(shù)單元和計(jì)數(shù)器等功能，實(shí)現(xiàn)薄膜卷繞所要求的張力控制。方案如下：
　　由代表薄膜線(xiàn)速度的主機(jī)（加工機(jī)）運(yùn)行頻率和卷繞薄膜的實(shí)時(shí)卷徑，計(jì)算出相應(yīng)的從機(jī)（收卷機(jī)）主給定頻率，以此作為前饋；同時(shí)用PID調(diào)節(jié)器控制薄膜的張力PID輸出，對(duì)給定頻率進(jìn)行不斷修正，將修正后的頻率作為收卷電機(jī)的給定頻率。這種前饋和反饋共用的復(fù)合控制方法控制精度很高，很多張力控制專(zhuān)用的變頻器都使用了這種方法。
　　第一部分：收卷機(jī)給定頻率的計(jì)算。
　　用戶(hù)需要知道三個(gè)值，分別是初始卷徑、最終卷徑和薄膜厚度。根據(jù)這三個(gè)值，計(jì)算出參數(shù)設(shè)置所需要的幾個(gè)數(shù)值：
　　假設(shè)薄膜的最終卷徑為1000mm，初始卷徑為100mm，薄膜厚度為0.05mm，則：
　　初始卷徑百分比值D0＝100/1000＝10%；
　　計(jì)數(shù)器設(shè)定值＝1000/(0.05×2)＝20000；
　　計(jì)數(shù)器預(yù)置值＝100/(0.05×2)＝2000。
　　此時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值（以設(shè)定計(jì)數(shù)值為100%）就相當(dāng)于一個(gè)卷徑傳感器的輸出信號(hào)，即為實(shí)時(shí)的卷徑值D（以最終卷徑為100％）。
　　主機(jī)頻率為F0，從機(jī)頻率為F，當(dāng)前卷徑值為D（以最終卷徑為100％），則可以知道：
　　F0×D0＝F×D；
　　即可以算出F＝F0×(D0/D)；
　　先通過(guò)算術(shù)單元3算出D0/D的值；再通過(guò)算術(shù)單元2計(jì)算F0（即AI1）乘以算術(shù)單元3的輸出，即為F的值。此時(shí)算數(shù)單元2的結(jié)果即為收卷機(jī)的主給定頻率，所以將收卷機(jī)的頻率給定通道設(shè)成算術(shù)單元2給定。這樣就完成了收卷機(jī)主給定頻率的設(shè)定。
　　第二部分：PID的給定計(jì)算。
　　采用閉環(huán)張力控制的方法，PID的給定值應(yīng)該設(shè)定為用戶(hù)需要的張力值。但是，用戶(hù)需要的張力值并不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)隨著卷徑變化而不斷變小的值，即張力有一個(gè)錐度。如圖2：

圖2  張力錐度示意圖

　　張力的錐度公式為：
　　T＝T0×[1－K×(1－D0/D)]
　?。絋0×(1－K)＋T0×K×(D0/D)
　　其中T為實(shí)際的理想張力（以張力傳感器最大張力值為100％）；
　　T0為初始張力值（以張力傳感器最大張力值為100%）；
　　K為張力錐度系數(shù)，范圍為0～100%；
　　D0為初始卷徑（以最終卷徑為100%）；
　　D為實(shí)時(shí)卷徑（以最終卷徑為100%）。
　　其中T0×(1-K)和T0×K都是常量。
　　于是由算術(shù)單元4算出T0×K×(D0/D)的值，其中D0/D為算數(shù)單元3的結(jié)果，T0×K為數(shù)字設(shè)定；再由算術(shù)單元1計(jì)算出T，即T0×(1-K)+T0×K×(D0/D)，其中T0×K×(D0/D)為算術(shù)單元4的結(jié)果，T0×(1-K)為數(shù)字設(shè)定。
　　此時(shí)，算術(shù)單元1的結(jié)果即為用戶(hù)需要的實(shí)時(shí)張力值，將PID的給定通道選擇為算術(shù)單元1給定。這就完成了PID給定通道的設(shè)定，至此，就完成了張力控制方案設(shè)計(jì)。
　　現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況如下：當(dāng)主機(jī)開(kāi)始起動(dòng)后，從機(jī)接受起動(dòng)信號(hào)開(kāi)始起動(dòng)，并根據(jù)卷徑的變化和張力傳感器的反饋不斷調(diào)整輸出頻率，使張力傳感器以基準(zhǔn)位置按張力錐度要求隨卷徑變化，卷繞電機(jī)一直穩(wěn)定運(yùn)行。減速過(guò)程中張力傳感器也沒(méi)有大的偏移，直至停機(jī)。整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有變形或松弛現(xiàn)象發(fā)生。