機電文章

一、引言

吹塑機是生產（chǎn）空心塑料製品（如PE瓶子、容器）的關鍵設備（bèi），其工藝涉及擠出、夾持、吹塑、冷卻和開模等（děng）步驟。派克590+直流（liú）調速器以其精（jīng）確的（de）速度和扭矩控製能（néng）力，特別適合控製吹塑機中的直流電機。本文詳細闡（chǎn）述如何（hé）將590+調速器應用於PE材（cái）料吹塑機，涵蓋電（diàn）機功能、接線方案、參數設置、控製係統集成，以及電氣（qì）接線圖和控製（zhì）示意圖的文字描述。

二、吹塑（sù）機電機功能分析

吹塑機（jī）（特（tè）別是用於PE材料的擠出吹塑機）的工藝流程包括：

• 擠出：塑（sù）料顆粒通（tōng）過擠出機螺杆熔（róng）化，形成管狀胚胎（tāi）（parison）。

• 夾持：模具閉合，夾緊胚胎。

• 吹塑：向胚胎內注入空氣，使其膨脹成型。

• 冷卻：冷卻成型製（zhì）品。

• 開模：打開模具，取出（chū）成品。

電機功能（néng）
根據吹塑機（jī）工藝，以下電機適合使用590+直流（liú）調速（sù）器：

• 擠出機電（diàn）機：

• 功能：驅（qū）動螺杆，控製塑（sù）料（liào）熔化和擠出速度。

• 要求：精確速度控製（zhì）、平滑加速/減速、過載保護。

• 原因：PE材料需要穩定的擠出速度以確（què）保胚（pēi）胎均勻，Baumüller強調擠出機需（xū）要高（gāo）扭矩和精確速度控製。

• 夾持單元（yuán）電機：

• 功能：控製（zhì）模（mó）具的開合。

• 要求（qiú）：快速響應、精確速度或位置控製。

• 原（yuán）因：快速、準確的模具動作可提高生產效率，Plastics Technology提到夾持係統需（xū）要精確控製。

電機規格（基（jī）於用戶提供）

• 額定電壓：440V

• 額定電流：25.1A

• 功率：15kW

• 轉速：1500 r/min

• 勵磁：未提（tí）供場（chǎng）電流，假設使用電壓控製模式。

假設：擠出機電機使用上（shàng）述（shù）規格，夾持單元電機規格可能不同（例如（rú）10A，假設值），需根據實際銘牌調整。

三、590+直流調速器應用設計

1. 應用位置（zhì）和功能

• 擠出機電機

• 控製模（mó）式：速（sù）度控製模式（Speed Setpoint）。

• 功能：精確控製螺杆（gǎn）轉速，確保PE材料（liào）熔化均勻；通（tōng）過PID控製（zhì）維持穩定擠出；使用Ramp功能實現平滑啟停。

• 實現：調速器接收PLC的0-10V速度參考信號，通（tōng）過編碼器或直流發電機反饋實際速度。

• 夾持單元電機

• 控製模式：速度控製模式（Speed Setpoint）或位（wèi）置控製模式（若支持）。

• 功（gōng）能：控製模具快速閉合和（hé）打（dǎ）開；確保動（dòng）作精確，減少機（jī）械衝（chōng）擊。

• 實現：調速器接收PLC的開合命令，可能結合限位開關實現位（wèi）置控製。

2. 接（jiē）線方案（àn）

• 電機（jī）連接

• 擠出（chū）機（jī）電機：電樞（shū）連接到調速器A1（正）/A2（負）端子；勵（lì）磁若內部供電，無需連接；若外部，連接FL1/FL2端（duān）子，參考Eurotherm Manual。

• 夾持單元電機：同上，需（xū）根據實際電機規格確認。

• 控製信號連接

• 速度（dù）參考：PLC模擬（nǐ）輸出（0-10V）連接到A4端子（ANIN3），確保信號屏蔽以減少噪（zào）聲（shēng）。

• 啟（qǐ）動/停止：PLC數字（zì）輸出連接到C3端子（zǐ）（DIGN2，啟動（dòng））；PLC數字輸出連接到C4端子（DIGN3，停止，或使用（yòng）單（dān）一信號）。

• 反饋（kuì）：編碼器連接到調（diào）速（sù）器編碼器輸入端子；直流發電機連接到TB端子。

• 通信：P3端口連接PLC通（tōng）信接口（例如RS-485），用於數據交換。

• 電源連（lián）接

• 主電源（yuán）：三相（xiàng）交流電源（380V或匹配電壓（yā））連接到L1/L2/L3端子。

• 控製電源：24V DC連接到C9（+24V）/C10（0V）端子。

接線注（zhù）意事項

• 使用屏蔽（bì）電纜減少（shǎo）電磁幹擾。

• 確保（bǎo）接（jiē）地良好，符合安全（quán）規範。

• 參考手冊附錄L的接線圖。

3. 參數設置

• 擠出機電機

  
  

  參（cān）數名稱	標簽	設置（zhì）值	範圍	默認值	備注
  ARMATURE V CAL.	20	1.0353	0.9800至1.1000	1.0000	電壓開關設為425V
  CUR. LIMIT/SCALER	15	100.00%	0.00至200.00%	100.00%	對應25.1A
  MAIN CURR. LIMIT	421	100.00%	0.00至200.00%	200.00%	可（kě）根據需求調整
  FIELD CONTROL MODE	209	VOLTAGE	VOLTAGE/CURRENT	VOLTAGE	電壓控製模式
  RATIO OUT/IN	210	90.00%	0.00至100.00%	90.00%	初始勵磁電壓比例（lì）
  SPEED FBK SELECT	10	ENCODER	多（duō）種選（xuǎn）項	-	假設（shè）使用（yòng）編碼器
  MODE	1	Speed Setpoint	多種模式（shì）	-	速度控（kòng）製模式
  RAMP RATE (Accel)	2	5.0秒	0.1至600.0秒	-	平滑加速
  RAMP RATE (Decel)	3	5.0秒	0.1至600.0秒	-	平（píng）滑減速

  
  

• 夾持單（dān）元電機
  假設電流為10A，其他參數類似。

設置步驟

• 通過MMI進入配置模式（CONFIGURE ENABLE = ENABLED）。

• 設（shè）置上述參數，參（cān）考手（shǒu）冊菜單係統。

• 保存參數（CONFIGURE ENABLE = DISABLED）。

4. 控製係統集成

• PLC選型

• 推薦：Siemens S7-1200（緊湊型，適合中小型吹塑機）或S7-300（適合（hé）大型設備）。

• 功能：控製工藝流程（擠出、夾（jiá）持、吹塑、開模）；發送模擬信號（速度參考）和數字信號（啟動/停（tíng）止）；接收調速器反饋（速度、電流、故障）。

• 模塊：模擬輸出模塊（如EM 231，0-10V）；數字（zì）輸出模塊（如EM 222）；通信模塊（如RS-485）。

• HMI選型

• 推薦：Siemens KTP700 Basic或Allen-Bradley PanelView Plus。

• 功能：顯示（shì）擠（jǐ）出速度、電機電流、故障狀態；提供啟動/停止按鈕、速度設置界麵；報警管理（lǐ）。

• 界麵示例：主頁（yè）顯示運行狀態、速度、電流；設置頁調整擠出速（sù）度、夾持速度；報警頁顯示調（diào）速器故障代碼。

• 工控機（可選）

• 推薦：Siemens Simatic IPC477E或Beckhoff CX5130。

• 功能：配方管理（存儲不同PE製品參（cān）數）；數據記錄（生產數（shù）據（jù）、故障日誌）。

• 適（shì）用場景（jǐng）：大型生產線或（huò）需要高級自動化功能時。

• 控製邏輯

• PLC程序：主循（xún）環按工藝順序執（zhí）行（擠出→夾持→吹塑→冷卻→開模）；擠出機啟動時設置速度（dù）參（cān）考（如50%），激活C3端子；停止時關閉（bì）C3，設置速度為0；夾持單元吹塑前發送關閉命令（速度100%），吹塑（sù）後發送打開命令（速度-100%或反向）。

示例邏輯（文字描述）

• 按下“開始”按鈕（niǔ）：輸出速度參考（Q0.0，0-10V）到A4；激（jī）活（huó）C3（Q0.1，啟動）。

• 夾持階段：輸出夾持速度（Q0.2，0-10V）到夾持調速器（qì）A4；激（jī）活夾持（chí）C3（Q0.3，啟動（dòng））。

5. 電氣接（jiē）線圖和控製示意圖

• 擠出機接線圖（文字描述）
  [三相電源 380V] --> [L1/L2/L3] --> [590+ 輸入端（duān）]
  [24V DC 電源] --> [C9(+24V)/C10(0V)] --> [590+ 控製電源]
  [擠出機電機 電樞] --> [A1/A2] --> [590+ 輸出端]
  [擠出機電機 勵磁] --> [FL1/FL2] --> [590+ 勵磁端]（若外部）
  [PLC 模擬輸出 0-10V] --> [A4(ANIN3)] --> [590+ 速度參考]
  [PLC 數字輸出] --> [C3(DIGN2)] --> [590+ 啟動]
  [PLC 數字輸出] --> [C4(DIGN3)] --> [590+ 停止]
  [編碼器] --> [編（biān）碼器輸入（rù）] --> [590+ 反饋]

• 夾持單元接線圖（文字（zì）描述）
  [三相電源 380V] --> [L1/L2/L3] --> [590+ 輸入端]
  [24V DC 電源] --> [C9(+24V)/C10(0V)] --> [590+ 控製（zhì）電源]
  [夾持電機 電樞] --> [A1/A2] --> [590+ 輸出端（duān）]
  [夾持電機 勵磁] --> [FL1/FL2] --> [590+ 勵磁端]（若外部）
  [PLC 模擬輸出 0-10V] --> [A4(ANIN3)] --> [590+ 速度參考]
  [PLC 數字輸出] --> [C3(DIGN2)] --> [590+ 啟動（dòng）]
  [PLC 數字輸出（chū）] --> [C4(DIGN3)] --> [590+ 停止]
  [限位開關] --> [數字輸（shū）入] --> [590+ 位置反饋]

• 控製（zhì）示意圖（文字描述）
  [操作員] --> [HMI KTP700]
  [HMI] --> [PLC S7-1200]
  [PLC] --> [模擬輸出 Q0.0] --> [擠出機 590+ A4]
  [PLC] --> [數字輸出 Q0.1] --> [擠出機 590+ C3]
  [PLC] --> [模擬輸出 Q0.2] --> [夾持（chí） 590+ A4]
  [PLC] --> [數（shù）字輸出 Q0.3] --> [夾持 590+ C3]
  [擠出機（jī） 590+] --> [擠出機電機（jī）] --> [螺杆]
  [夾持 590+] --> [夾持（chí）電機] --> [模具]
  [PLC] --> [其他控製] --> [吹塑閥、冷卻係統]

四、實（shí）施步驟

1. 接線

• 確認電源電壓（380V或匹配）。

• 連（lián）接電機電樞（A1/A2）、勵磁（FL1/FL2，若需）。

• 連接控製電源（C9/C10）。

• 連接PLC模擬輸出到A4，數字輸出到C3/C4。

• 連（lián）接反饋設備（編碼器或直流發電機）。

• 連接P3端口到PLC通信接口。

2. 參數設置

• 進入MMI，設置CONFIGURE ENABLE = ENABLED。

• 設置電樞電壓、電（diàn）流限製（zhì）、勵磁模式等參數。

• 配置速度反（fǎn）饋和控製模式。

• 保存參數，設置CONFIGURE ENABLE = DISABLED。

3. PLC和HMI配置

• 在（zài）PLC中編（biān）寫工藝控（kòng）製程序。

• 配置HMI界麵，添加狀態顯示和控製（zhì）按鈕（niǔ）。

• 測試通信（PLC與調速（sù）器）。

4. 測試與調（diào）試

• 上電，檢（jiǎn）查調速器狀態（無報警）。

• 通過HMI啟動擠出機，驗證（zhèng）速度控製。

• 測試夾持單元開合，確保動作準確。

• 調（diào）整參數（如Ramp時間、PID增益）優化性能。

五、注意事項

• 安全：接線前斷電，遵守電氣安全（quán）規範。

• 調（diào）試：逐步測（cè）試，避免電機過載或機械損壞。

• PE材料特（tè）性：確保擠出速度與溫度控製協調，參考ScienceDirect。

• 手冊參考：詳細接線和參數設置需查閱Eurotherm Manual。

六、結論

通過將派克590+直流調速器應用於吹塑機的擠出機和夾持單元，可以實現精確的電機（jī）控製，提高PE製品的生產效率和質量。接線方案確保（bǎo）信號傳輸可靠，參數設置匹配電（diàn）機需求（qiú），PLC和HMI集成實（shí）現自動化（huà）控製。本方案為通用設計，實際應用中（zhōng）需根據具體設備和工藝微調。