注塑機油電伺服驅(qū)動器多組控制方式的應(yīng)用
發(fā)布時間：2013-09-16
注塑機油電伺服驅(qū)動器多組控制方式的應(yīng)用隨著市場的普及及應(yīng)用層面的深入，及時開發(fā)新功能—多組PID控制顯得尤為重要，它解決了塑機在新工藝新需求的環(huán)境下對油電驅(qū)動器的要求。本文主要講解了多組PID的意義、設(shè)置方式、與三段式PID的比較。
眾所周知，臺達油電伺服驅(qū)動器VFD-VJ在經(jīng)過近兩年的發(fā)展后，功能在逐步完善的同時，也越來越趨向穩(wěn)定。在客戶處的應(yīng)用上，也得到了易上手易調(diào)試的贊譽。我們的FAE、代理商及終端客戶的技術(shù)人員甚至總結(jié)了一套經(jīng)驗參數(shù)，從而更加簡化了調(diào)機過程和售后服務(wù)。
在注塑機上，各主要運動部件在加工時要求動作快速、平穩(wěn)，表現(xiàn)在液壓上就是要求建壓時速度快、保壓時偏壓及震蕩小、泄壓時要及時。這也就是常說的流量和壓力的響應(yīng)速度和控制精度。在這一點，VJ目前正式使用的V2.02版PID控制方式已滿足大部分的控制精度要求。但隨著VJ產(chǎn)品的進一步擴大市場及客戶產(chǎn)品工藝的革新，目前的PID控制不能完好地滿足控制要求，所以臺達推出了新的PID控制功能，并在2011年年底前進行了成功的測試。
V2.02版PID控制模式簡述
目前V2.02版的模式就如同VJ使用手冊上介紹的一樣，一般稱之為三段式PID控制模式，如圖1所示。 
這種方式是將壓力控制分為三個不同的階段，用PID1、PID2及PID3對各自的階段進行處理。涉及到參數(shù)如表1所示。采用此種方式的優(yōu)點是給與不同階段不同的控制特性。而缺點則是，用一套參數(shù)適應(yīng)所有的液壓部件的動作。對不同液壓部件動作要求機械特性趨同，工藝要求盡可能一致。如果其中一個的機械特性或加工工藝有明顯的變化，就會出現(xiàn)無法兼顧或不易調(diào)機的問題出現(xiàn)。 
相應(yīng)的案例
寧波一塑機廠生產(chǎn)的塑機為了滿足其用戶的加工工藝要求，在加工某些注件時，塑機的高壓鎖模需要時間較長的保壓動作。為此進行了相關(guān)的測試工作，下圖是一般正常注塑時高壓鎖模和注射的曲線圖。 
PID的設(shè)置值如表2所示。 
同參數(shù)的情況下，進行高壓鎖模保壓時出現(xiàn)圖3情況。 
很明顯，在高壓鎖模的保壓階段出現(xiàn)了劇烈地震蕩。經(jīng)過數(shù)次的參數(shù)修正后結(jié)果圖4所示。 
雖然在幾次測試過程中，塑機廠經(jīng)過自檢認(rèn)為其高壓鎖模部分的設(shè)計存在一些問題，但修改設(shè)計的成本過高并已批量投產(chǎn)，也認(rèn)可*后的調(diào)試結(jié)果?？蛇@明顯是通過損失射出保壓的穩(wěn)定達到的，而且高壓鎖模保壓時仍存在少余的震蕩，整個調(diào)機過程非常復(fù)雜，不斷修正參數(shù)以找到一個合適的設(shè)置值來平衡所有的液壓動作。
V2.02版*終的PID參數(shù)如表3所示。 
針對這種情況，臺達迅速推出了82.03測試版，經(jīng)客戶配合在同一機臺上進行了測試。
新版PID的應(yīng)用
不同于V2.02版的三段式PID（或一組三段式），新版的則存在兩種PID模式，使用參數(shù)選擇其中任一種。增加了三組全段式PID。新測試版本著少增加控制參數(shù)數(shù)量，不改變控制參數(shù)號的思路，通過增加00-38參數(shù)切換PID的控制模式、二個MI輸入選擇PID組別的方式實現(xiàn)了三組全段式PID控制，每一組PID可以用于相關(guān)聯(lián)的一個液壓動作從建壓、保壓到泄壓的全過程的整定。
所以它的控制簡圖如圖5所示。 
通過三組全段PID的方式，就可以對塑機注射加工過程中每一個液壓動作給出獨自的特性整定，而不需要考慮彼此不同的外部機械特性的干擾了。
具體參數(shù)如表4所示。 
調(diào)機后曲線如圖6所示。 
無論從曲線圖上還是塑機的機械動作上都明顯好于之前的結(jié)果。具體參數(shù)設(shè)置值如表5所示。 
（三組PID的分配：PID1→射出保壓、PID2→高壓鎖模、PID3→其它動作）與V2.02版比較，除了PID的不同外，大家可以發(fā)現(xiàn)00-26（壓力穩(wěn)定區(qū)）的設(shè)置值也不一樣。在V2.02中，00-26參數(shù)主要是起到切換PID1與PID2的作用。一般根據(jù)需要，設(shè)置值在25~50，作用區(qū)與PID2控制區(qū)重合。而在新版的三組全段式PID的控制下，在一個液壓動作過程中，僅有一組（或一個）PID在起作用，如果該參數(shù)設(shè)置仍按以前的經(jīng)驗設(shè)置，會出現(xiàn)在實際壓力達到給定壓力后明顯過沖或建壓時間過長的問題，所以目前看00-26*好設(shè)置為100，使用其作用區(qū)仍與該段的PID控制區(qū)重合，才能達到好的控制效果。
結(jié)束語
雖然很多同類產(chǎn)品也有類似的控制功能，如：三組三段式或外加PID功能卡。但經(jīng)過比較后，發(fā)現(xiàn)或許是調(diào)機過于繁雜如三組三段式，涉及參數(shù)過多；或許是成本增加如外加功能卡，電氣控制設(shè)計線路復(fù)雜，并且在*終的控制效果上并不能達到臺達產(chǎn)品的效用。
通過該客戶近3個月的使用，在不需要客戶對塑機的液壓部分重新設(shè)計的基礎(chǔ)上，該版本的控制非常穩(wěn)定，滿足客戶設(shè)計要求。在調(diào)機難易度和控制穩(wěn)定性上，客戶給出了優(yōu)于競爭對手的結(jié)論。(end) |
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