一種用於注塑機節能運行的反饋型控制方法
2023-10-04 12:36:59
專利名稱：一種用於注塑機節能運行的反饋型控制方法
技術領域：
本發明涉及一種注塑機的節能方法，尤其指帶有變頻器的注塑機的節能運行的控制方法。
本發明所要解決的第二個技術問題是克服上述缺陷，提供一種容易實施，能更大限度節約能量並使系統的響應速度快的注塑機節能運行反饋型控制方法。
本發明解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為該注塑機節能運行的反饋型控制方法包括以下過程①首先同步採集注塑機中各電磁閥的電壓信號Vi以及比例調節閥中的比例壓力閥電流信號Ip和比例流量閥電流信號If；②根據上述電磁閥電壓信號Vi判斷當前注塑機有無工作，若各個電磁閥電壓信號Vi全部為零時，則變頻器輸出零轉速指令，使電機完全停止轉動，並轉入第①步；若各電磁閥電壓信號Vi至少有一個不為零，則轉入第③步；③根據上述比例流量閥的電流信號If確定相應變頻器所應輸出的頻率Ff；④根據上述比例壓力閥的電流信號Ip來確定對應的系統壓力P，並由此壓力P確定相對應的變頻器的輸出頻率的最低值Fmin(P)；⑤再判斷Ff與Fmin(P)的大小，並以大者作為變頻器的輸出指令，使電機以大於等於Ff及Fmin(P)的轉速運行。
本發明解決上述第二個技術問題所採用的技術方案為該注塑機節能運行的反饋型控制方法包括以下過程①首先同步採集注塑機中各電磁閥的電壓信號Vi以及比例調節閥中的比例壓力閥電流信號Ip和比例流量閥電流信號If；②根據上述電磁閥電壓信號Vi判斷當前注塑機有無工作，若各個電磁閥電壓信號Vi全部為零時，則開始一時間間隔為Td的延遲，在延時的開始時刻，變頻器先輸出事先設定的最低頻率Ftmin指令，在Td延時結束時刻，再次採集注塑機中各電磁閥的電壓信號Vi並判斷，如仍然全部為零，則轉入第①步，如至少一個電磁閥電壓信號Vi不為零，則轉入第③步；③根據上述比例流量閥的電流信號If來確定相應變頻器所應輸出的頻率Ff；④根據上述比例壓力閥的電流信號Ip來確定對應的系統壓力P，並由此壓力P確定相對應的變頻器的輸出頻率的最低值Fmin(P)；⑤再判斷Ff與Fmin(P)的大小，並以大者作為變頻器的輸出指令，使電機以大於等於Ff及Fmin(P)的轉速運行。
在本發明技術方案中的信號採集可以採取以下方式進行各電磁閥的電壓信號Vi是電磁閥兩端的壓差；比例閥的電流信號If、Ip是以串聯方式將比例閥接入本運行控制模塊。
與現有技術相比，本發明的優點在於僅採用比例流量閥的電流信號If來決定總體應具有的頻率值，然後根據當前的壓力調整總體的最低頻率值，使該方法實施起來更為方便、容易；再者，本方法僅同步採集液壓系統電磁閥線圈兩端的電壓信號Vi和比例調節閥的電流信號，而與所採用的注塑機電氣控制系統無關，因而通用性更強；還有，根據電磁閥的電壓信號全部為零時，先給變頻器一個最低頻率Ftmin，經時間Td延遲後，再變為零轉速指令或正常指令，這使得系統的動態響應速度快，也可以使電機停止轉動而最大限度地節約能源。
當注塑機採用變頻器進行節能控制時，使用本方法的節能運行控制模塊作為中間部件，它監測注塑機的各個液壓閥的工作狀態，採集各電磁閥的電壓信號、壓力閥及流量閥的電流信號，以此來判斷注塑機當前所處的工作狀態，並據此計算出變頻器所應輸出的頻率，通過變頻器的頻率輸入埠控制變頻器，變頻器的輸出埠輸出相應的頻率去控制注塑機液壓系統中的電機轉速，它在整個系統中的位置如
圖1。
實施例1，參見圖2，該控制方法包括以下過程①首先同步採集注塑機中各電磁閥的電壓信號Vi以及比例調節閥中的比例壓力閥電流信號Ip和比例流量閥電流信號If；②根據上述電磁閥電壓信號Vi判斷當前注塑機有無工作，若各個電磁閥電壓信號Vi全部為零時，則變頻器輸出零轉速指令，使電機完全停止轉動，並轉入第①步；若各電磁閥電壓信號Vi至少有一個不為零，則轉入第③步；③根據上述比例流量閥的電流信號If來決定電機的轉速，即由測得的If用以下計算公式計算出相應變頻器所輸出的頻率Ff，變頻器輸出Ff指令，去控制電機 式中c-為增益係數，可以不同的注塑工藝段來調整；Ifmax-為比例流量閥輸出最大流量Qmax時的電流；Fmax-為比例流量閥輸出最大流量Qmax時對應的變頻器的輸出頻率；Qmax-為比例流量閥的最大輸出流量；Df-為比例流量閥的起始電流，即流量為零時對應的電流。④根據比例壓力閥的電流信號Ip對上一步進行必要的修正，因為在上一步中，僅根據液壓系統所需要的流量來決定電機的轉速，只適用於轉速較大的情況，當電機的轉速較低時，液壓系統定量泵難以輸出穩定的流量及維持相應的壓力，要維持穩定的流量及壓力，必須使電機轉速大於系統所需泵的某一最低轉速，而該最低轉速是隨系統壓力不同而不同的，因此必須先依下式計算出系統壓力P 其中Ipmax-為比例壓力閥輸出的最大電流Dp-為比例壓力閥的起始電流Pmax-為與比例壓力閥的最大壓力再由此壓力根據事先測定可得此時電機的最低轉速對應的變頻器的輸出頻率的最低值Fmin(P)；⑤然後再比較Fmin(P)與Ff的大小，即若Ff＞Fmin(P)，則變頻器輸出頻率為Ff指令；若Ff≤Fmin(P)，則變頻器輸出頻率為大於Fmin(P)的指令，總之，變頻器輸出頻率應當同時滿足大於等於Ff及Fmin(P)。
實施例2，普通電機採用變頻器帶動時，其動態響應是比較低的，當系統需要減速時，可以由電液比例閥來滿足其較快的減速性能，但是當電機從停止到啟動時，中間會有一個短暫的流量輸出為零的過程，這樣當變頻器重新啟動時，所需要耗費的時間比較長，為了縮短這一個起動過程，即加快系統的響應速度，在實施例2中，見圖3，增加了以下控制過程當採集到的各電磁閥線圈兩端的電壓信號Vi全部為零時，變頻器先輸出事先一個設定的最低頻率Ftmin指令，經過一個事先設定的延遲時間Td後，若仍然是全部Vi為零，才輸出零轉速指令，如果在Td時間內又有一個電磁閥恢復動作，即至少有一個Vi不為零，則改為按正常頻率進行輸出。因此在本實施例中變頻器的輸出信號為 另外，本控制方法還可以依據各輸入信號判斷注塑機所處的工藝流程段，並以此對上式最終給變頻器的頻率信號進行調整，如在某些工藝段進行固定頻率的控制或改變增益係數c及最低頻率Ftmin。
權利要求
1.一種用於注塑機節能運行的反饋型控制方法，其特徵是包括以下過程①首先同步採集注塑機中各電磁閥的電壓信號(Vi)以及比例調節閥中的比例壓力閥電流信號(Ip)和比例流量閥電流信號(If)；②根據上述電磁閥電壓信號(Vi)判斷當前注塑機有無工作，若各個電磁閥電壓信號(Vi)全部為零時，則變頻器輸出零轉速指令，使電機完全停止轉動，並轉入第①步；若各電磁閥電壓信號(Vi)至少有一個不為零，則轉入第③步；③根據上述比例流量閥的電流信號(If)來確定相應變頻器所應輸出的頻率(Ff)；④根據上述比例壓力閥的電流信號(Ip)來確定對應的系統壓力(P)，並由此壓力(P)確定相對應的變頻器的輸出頻率的最低值Fmin(P)；⑤再判斷Ff與Fmin(P)的大小，並以大者作為變頻器的輸出指令，使電機以大於等於Ff及Fmin(P)的轉速運行。
2.根據權利要求1所述的注塑機節能運行的反饋型控制方法，其特徵在於根據比例流量閥的電流信號(If)來確定變頻器所應輸出頻率(Ff)的方法是依下列公式計算 式中c-為增益係數，可以不同的注塑工藝段來調整；Ifmax-為比例流量閥輸出最大流量Qmax時的電流；Fmax-為比例流量閥輸出最大流量Qmax時對應的變頻器的輸出頻率；Qmax-為比例流量閥的最大輸出流量；Df-為比例流量閥的起始電流，即流量為零時對應的電流。根據比例壓力閥的電流信號(Ip)來確定變頻器輸出頻率最低值Fmin(P)的方法是先依以下公式計算出相應的系統壓力(P)，再由此壓力(P)依照事先的測定來決定相應的Fmin(P) 式中Ipmax-為比例壓力閥的最大電流；Dp-為比例壓力閥的起始電流；Pmax-為比例壓力閥與最大電流Ipmax相應的最大壓力。
3.一種用於注塑機節能運行的反饋型控制方法，其特徵是包括以下過程①首先同步採集注塑機中各電磁閥的電壓信號(Vi)以及比例調節閥中的比例壓力閥電流信號(Ip)和比例流量閥電流信號(If)；②根據上述電磁閥電壓信號(Vi)判斷當前注塑機有無工作，若各個電磁閥電壓信號(Vi)全部為零時，則開始一時間間隔為Td的延遲，在延時的開始時刻，變頻器先輸出事先設定的最低頻率(Ftmin)指令，在Td延時結束時刻，再次採集注塑機中各電磁閥的電壓信號(Vi)並判斷，如仍然全部為零，則轉入第①步，如至少一個電磁閥電壓信號(Vi)不為零，則轉入第③步；③根據上述比例流量閥的電流信號(If)來確定相應變頻器所應輸出的頻率(Ff)；④根據上述比例壓力閥的電流信號(Ip)來確定對應的系統壓力(P)，並由此壓力(P)確定相對應的變頻器的輸出頻率的最低值Fmin(p)；⑤再判斷Ff與Fmin(P)的大小，並以大者作為變頻器的輸出指令，使電機以大於等於Ff及Fmin(P)的轉速運行。
4.根據權利要求3所述的注塑機節能運行的反饋型控制方法，其特徵在於根據比例流量閥的電流信號(If)來確定變頻器所應輸出頻率(Ff)的方法是依下列公式計算 式中c-為增益係數，可以不同的注塑工藝段來調整；Ifmax-為比例流量閥輸出最大流量Qmax時的電流；Fmax-為比例流量閥輸出最大流量Qmax時對應的變頻器的輸出頻率；Qmax-為比例流量閥的最大輸出流量；Df-為比例流量閥的起始電流，即流量為零時對應的電流。根據比例壓力閥的電流信號(Ip)來確定變頻器輸出頻率最低值Fmin(P)的方法是先依以下公式計算出相應的系統壓力(P)，再由此壓力(P)依照事先的測定來決定相應的Fmin(P) 式中Ipmax-為比例壓力閥的最大電流；Dp-為比例壓力閥的起始電流；Pmax-為比例壓力閥與最大電流Ipmax相應的最大壓力。
全文摘要
一種用於注塑機節能運行的反饋型控制方法,尤其指帶有變頻器的注塑機節能運行的反饋型控制方法,該方法採用同步採集注塑機中各電磁閥和比例調節閥的信號,以此判斷當前注塑機的運行狀態,使變頻器輸出相應的頻率值控制電機的轉速。本發明的優點在於實施起來更為方便、容易;且通用性更強;系統的動態響應速度快,還可以按工況要求使電機停止轉動而最大限度地節約能源。
文檔編號B29C45/76GK1376568SQ0211129
公開日2002年10月30日 申請日期2002年4月5日 優先權日2002年4月5日
發明者金波, 顧臨怡 申請人:寧波華液機器製造有限公司