伺服控制系统在塑机领域的应用

穆格公司（MOOG）是全球电液伺服元件及伺服系统设计及制造领域的领导者，由电液伺服阀的发明者 William C. Moog 于1951年创立。产品广泛应用于飞机、卫星、航天飞机、火箭以及各种工业自动化设备。在工业领域，注塑设备及吹塑设备的伺服控制是我们的重要研究领域之一。 注塑控制领域 在注塑控制领域，MOOG 可为高端客户提供液压伺服系统或全电动伺服系统。 1． 液压伺服系统 采用DVP （digital velocity & pressure）卡和MOOG D660系列伺服阀可以实现精确、重复性高的注塑射胶过程。DVP 卡有以下功能： (1)闭环射胶速度控制（带压力限制保护）。 (2) 由速度模式可切换到压力模式。 (3)保压闭环控制。 (4)射胶过程中的背压闭环控制。 此控制算法内置，并提供GOUI 软件，闭环的控制参数（P、I增益等）可从个人电脑中下载到 DVP 卡ROM 中并存储，也可以直接从DVP 卡中上载数据。D660系列伺服阀先导级采用了伺服射流管，降低了能耗，提高了阀的坚固性。由于伺服射流管先导级具有很高的无阻尼自然频率（500Hz），因此，此种阀的动态响应较高，并被广泛应用于塑料机械、压铸机、重工业等，并在实践中体现出卓越的性能。 2． 全电动伺服系统 众所周知，全电动注塑机是一个新的市场趋势。同液压机相比，具有以下优点： (1)重复性高。 (2)运行费用低，节约能源可达50%。 (3)维修较少，维护容易。 (4)噪音低，且没有液压污染，适用于制药等特殊行业。 MOOG 是最早进入全电动注塑行业的专业控制厂商之一，向合作伙伴提供DBS、DBM、DS2000 系列驱动器FASTACT 系列电机。DS2000 驱动器和 FAS T 交流伺服电机具有以下特点： (1)驱动器可接受三相，50Hz，65～506V的任意电压。 (2)可设定控制交流伺服电机或异步电机。 电流环可根据伺服电机特点配置，并按DC BUS 变化自动调节，同时提供B.E.M.F 补 偿以及相位自校正功能速度环内集成了3种数字滤波器，动态性能良好等等。 吹塑控制领域 对于中空制品来说，控制型坯壁厚对于产品质量的提高和成本的降低非常重要。制品在吹气成型过程中若没有得到有效控制，冷却后会出现厚薄不均的状况，厚薄不均的坯壁产生的应力也不同，薄的位置容易出现破裂。采用壁厚控制系统后，可使芯轴缝隙随着型坯位置变化而变化，产生厚薄均匀的制品。耐冲击力试验表明，壁厚均匀的制品不仅强度有很大提高，同时也节省了原料，缩短了成品冷却时间，降低了次品率。 在吹塑控制领域，MOOG可提供独立的壁厚控制系统或整机控制方案。两种方案可根据用户的实际情况选用。 1.独立的壁厚控制系统（Parison control） 目前，MOOG 提供30点、100点的壁厚控制器 DIGIPACK ，可用于控制储料缸式和连续式吹塑机型坯壁厚。 储料缸式机器常用于制造较大的容器。DIGIPACK根据储料缸电子尺反馈控制口模开度，LCD纵坐标显示储料缸位置，横坐标显示口模开度。连续式机器通常有多个模头，DIGIPACK根据工作循环时间控制口模开度，此时LCD纵坐标显示循环时间，通常是以切刀动作作为一个完整循环的开始。 由于DIGIPACK 的输出为±100MA，所以可以直接驱动MOOG G631系列伺服阀（机械反馈式），不需要放大器来驱动。DIGIPACK+ G631 3005也是目前国内外客户常用的一种配置，系统具有极高的稳定性和准确性。 2． 整机控制方案(TMC)： 除了独立的壁厚控制系统之外，MOOG还提供TMC（Total Machine Control）方案。M400 系列控制器实质上是一种可用于多个行业的高性能PLC，硬件采用模块化结构。硬件上除了常用的数字量、模拟量输入输出、温度模块等，还有可专用于吹塑机壁厚控制的专家模块 M480 （此模块也可用做开合模等的闭环控制）。 M400 采用实时分时多任务操作系统，可定义每个任务的优先级和循环时间，整个系统的实时性可得到优化。LOGOS （M400）的编程软件为塑料机械控制提供了大量的功能块函数。 对于温度控制，用户不必编写代码，只需设定一些必要参数（如温度、采样时间、报警温度）即可，系统可根据参数进行自诊定，得到合适的PID 等参数。 对于壁厚控制，系统提供了128点的壁厚编辑页面，可增加、删除点，并可选择两点之间的插补方式（直线、圆弧或高次曲线）。另可根据机器设定连续式或储料缸式。 对于位置、速度、压力的闭环控制，系统可让用户进行10段曲线设定，以优化系统的性能。 编程系统遵循IEC1131-3标准，允许采用梯形图、指令表、顺序功能图以及高级语言。且不同的任务可根据要求采用不同的编程语言。 信息来源于：塑料产业网