MD300注塑机变频节能控制系统设计、调试指南
（编辑：科宝机电自动化有限公司，应用领域：注塑机）

一、概述
对于塑料制品行业来说，电耗是其生产成本的主要部分，而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一，因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本、提高产品竞争力的有效途径。
    目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机，液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。在注塑周期的过程中，注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同，必须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力。液压系统的负荷变化很大，由于定量泵不可调节输出功率，因此多余的能量只能在挡板、油路泄露、油的温升中消耗掉。这样既加剧了各种阀门的磨损，又造成油温过高，电机噪音过大，以及机械寿命缩短等现象。并且通常在设计中，用户油泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的大量浪费。因此推广交流变频调速装置在注塑机上的应用，对于减少能源浪费具有重要意义。
二、使用说明
    2．1  功能与端子接线说明
MD30IN卡是汇川公司推出的与MD300系列变频器配套使用的注塑机控制卡。
它可以直接输入0～1A（通过AI—COM端子）直流电流信号或0～24V（通过AV—COM端子）直流电压信号，如图2-1。经过光耦隔离处理后，转换成0～5V电压信号通过扩展卡接口，输入到变频器。
当选用电流输入时，AI/AV跳线请选择AI侧（见图2-2）。同理，当选择电压输入时，AI/AV跳线选择AV侧。注意：出厂默认为AI侧。
由于实际变频器的模拟输入信号为0～5V电压信号, 因此，在用于注塑机控制时，MD300的参数(F3-02~F3-09)要作相应的更改。
MD30IN还提供双24V电源用于外部继电器切换用，其最大通流能力为100mA。



                                                    扩展卡接口
          
图2-1                                   图2-2
    2．2  安装方式
1)    请在变频器完全断电情况下安装；
2)    对准控制卡和变频器控制板的扩展卡接口；
3)    用螺丝固定，如图2-3所示。


图2-3
三、注塑机节能改造的注意事项
1、将注塑机技术与变频器技术完美结合
派遣既懂注塑机技术又懂变频器技术的工程师，前往现场详细了解注塑机的工况及控制系统的实现过程。尽量不改变注塑机原有的控制系统，巧妙地选取控制信号，将注塑机技术与变频器技术完美结合，是注塑机节能改造成功的前提。
  2、关于变频器的选型
    在对变频器的选型时应根据负荷的性质和要求来定。因注塑机的负载性质是恒转矩类，机械特性较硬，动态特性要求较高，所以应选用矢量控制高性能变频器。
  3、变频器容量的选择
    在选配变频器容量前，应实测一下注塑机在各个工序过程中，油泵电机工频状态运行的最大负荷电流，作为选择变频器容量的依据。变频器的额定电流最好为控制电机额定电流的1.1～1.5倍，且电压等级与控制电机相符。
  4、变频器的安装环境
    因为塑胶厂环境温度高，塑料粉尘多，因此节能装置的柜体要设计合理，柜内变频器周围应留足够的空间，保证良好的通风渠道，并加装冷却风扇以强迫风冷。现场需安装在通风良好，远离热源和尘埃多的地方。
  5、变频器对注塑机工作的干扰
    变频器的输入和输出电流中都会有一定量高次谐波成份，传出来便形成了干扰注塑机正常工作的信号。
   应采取以下措施：
  （1）不要使变频器的输入、输出电缆与变频器的控制信号（包括其它设备的控制信号线）平行走或捆扎在一起；
  （2）减少变频器的载波频率；
  （3）在变频器的输入侧和输出侧加装变频器专用滤波器、电抗器等措施减小高次谐波电流；
  （4）变频器的外壳必须可靠接地。

四、设计注塑机变频节能控制系统控制柜
控制柜电气原理图如下图1所示








图4-1   控制柜电气原理图（取比例流量阀电压信号到变频器）
图中
1、控制柜操作面板上安装有：
     A）三位选择开关K1：用于变频运行/工频运行切换；
     B）常开控制按钮K2：用于变频器出现故障复位；
     C）面板工频运行指示灯ED1；
     D）面板变频运行指示灯ED2。
    
2、上图中，KM1和KM2为工变频转换接触器，MCCB为进线空气断路器，KM为进线接触器（图中为示意画法，一般可以省去不用）。选用规格和线径可参考用户手册第三章的有关说明。

    3、噪声滤波器A1和A2可采用共模电抗。
    其中，A2必须使用，否则共模干扰可能会对注塑机的cpu工作造成影响。但
A1可根据具体情况考虑选用，在大多数情况下可以不选用。
    共模电抗一般使用直径为100~150mm的铁氧体（15RMB/个）。
4、注意：应在操作面板的显要位置提示：工变频转换的注意事项。
对工/变频转换时的注意事项，应在控制柜操作面板上重点醒目位置印出，以提醒操作人员。
(例如：请先按下注塑机的停止按钮，将工/变频转换按钮打到停止位置， 等电机停止后，再转换到变频起动注塑机工作；如变频出现故障，请按复位按钮。)
   5、图中，k为星/角转换结束信号触点，可在塑机内部的星/角转换结束接触器上加装辅助触点引出。
  
五、安装、调试和使用过程中常出现的问题            
1、变频器对塑机的干扰一般可通过共模滤波器A2解决；
2、必须特别注意变频器输入、输出电源线对塑机的干扰：铺设变频器输入、输
出电源线线和流量信号线时，请注意铺设规则。
3、尤其应注意良好接地,最好是变频器与电机单独接地；
4、控制柜通风设计：MD300变频器支持散热器柜外安装，请务必做好控制柜的
通风设计，（否则会出现通风不良，变频器过热，控制柜内部过热，需要现场加
装风扇的情况）；
5、为了更好的抑制变频器对注塑机的干扰，可以通过在塑机本身的开关电源的
输入变压器的前端接入品质良好的EMC滤波器(75RMB/个)；
6、关于过流
    使用MD300变频器可以最大限度的发挥塑机的加工能力，不失速。
    注塑机一般不易空载辨识电机参数，在此情况下可采取以下措施：
    1）进行电机静态参数整定；
    2）调整参数：将塑机空载运行（不加载），设定加速时间为0.1秒，起动，不出现失速；
    3）满载起动，调整调节器参数，不出现失速。

六、功能码设定和调试  
1、功能码设定
AI1模拟量输入与设定频率的关系见下图：
图中，V1、V2、V3、V4分别为F3-02（模拟量1）、F3-04（模拟量2）、F3-06（模拟量3）和F3-08（模拟量4），对应的设定频率为f1（F3-03模拟量1对应频率）、f2（F3-05模拟量2对应频率）、f3（F3-07模拟量3对应频率）、f4（F3-09模拟量4对应频率）。设定时注意保证：V1《V2《V3《V4。
图6-1变频器模拟专用频率设定特性曲线


相关功能码设定一览
功能码设定值    功能码意义    说明
F0-00=0    无速度传感器矢量控制    
F0-01=1    端子运行命令通道    
F0.-02=3    模拟给定（AI1）    
F0-05=0.1~2.0s    加速时间    
F0-06＝1.5s    减速时间    
F0.-09=1    设定DI1端子为正转运行；    
F0-10=9    设定DI2输入端子为外部故障复位功能    
F1-00～F1-05    根据电机铭牌输入电机参数    
F1-16～F1-10    通过静止或完整调谐获得相关电机参数    

F3-02~F3-09    通过设置F3-02~F3-09参数来设置变频器模拟
专用频率设定特性曲线    1、可调中点电压，进行线性调节
2、设定时注意保证：
F3-02《F3-04《F3-06《F3-08。
3、调试
     1）根据塑机及工艺情况，设置 参数如上表所示；
     2）将K1打在变频器运行位置：
     A、设置单一工艺过程(如射台运动)速度为99%，运行，观察变频器键盘运行频率，微调F3-08，使变频器键盘运行频率为48～50Hz 左右；
     B、设置单一工艺过程(如射台运动)速度为  3%，运行，观察变频器键盘运行频率，微调F3-02，使变频器键盘运行频率为0.5～1.3Hz 左右；
     C、设置单一工艺过程(如射台运动)速度为50%，运行，观察变频器键盘运行频率，微调F3-06或F3-04，使变频器键盘运行频率为23～25Hz 左右；
     3）在各种工况下运行，观察运行频率，微调参数直到满意为止；
     4）有些塑机线性已经让操作工调偏了，调好两边，工艺满足即可节能。

七、前期准备工作
1、改造适用于采用比例阀调节系统的定量泵注塑机（是叶片泵：包括单泵、多泵系统，单电机和双电机，多级泵）。
2、用户需提供注塑机电气控制系统图，液压控制系统图（油路图、时序图和电气图）；
3、制定相应改造方案。与用户方技术人员配合，共同完成设备安装，系统调试；
4、一定要考虑干扰和谐波问题；
5、初次试机，柜子通风尤其要充足，否则后患无穷；
6、柜子下面留够位置，以备安装滤波器之用；