注塑機(jī)油電伺服驅(qū)動(dòng)器多組控制方式的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2013-09-16
注塑機(jī)油電伺服驅(qū)動(dòng)器多組控制方式的應(yīng)用隨著市場(chǎng)的普及及應(yīng)用層面的深入，及時(shí)開(kāi)發(fā)新功能—多組PID控制顯得尤為重要，它解決了塑機(jī)在新工藝新需求的環(huán)境下對(duì)油電驅(qū)動(dòng)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(tái)達(dá)油電伺服驅(qū)動(dòng)器VFD-VJ在經(jīng)過(guò)近兩年的發(fā)展后，功能在逐步完善的同時(shí)，也越來(lái)越趨向穩(wěn)定。在客戶(hù)處的應(yīng)用上，也得到了易上手易調(diào)試的贊譽(yù)。我們的FAE、代理商及終端客戶(hù)的技術(shù)人員甚至總結(jié)了一套經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，從而更加簡(jiǎn)化了調(diào)機(jī)過(guò)程和售后服務(wù)。
在注塑機(jī)上，各主要運(yùn)動(dòng)部件在加工時(shí)要求動(dòng)作快速、平穩(wěn)，表現(xiàn)在液壓上就是要求建壓時(shí)速度快、保壓時(shí)偏壓及震蕩小、泄壓時(shí)要及時(shí)。這也就是常說(shuō)的流量和壓力的響應(yīng)速度和控制精度。在這一點(diǎn)，VJ目前正式使用的V2.02版PID控制方式已滿(mǎn)足大部分的控制精度要求。但隨著VJ產(chǎn)品的進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)及客戶(hù)產(chǎn)品工藝的革新，目前的PID控制不能完好地滿(mǎn)足控制要求，所以臺(tái)達(dá)推出了新的PID控制功能，并在2011年年底前進(jìn)行了成功的測(cè)試。
V2.02版PID控制模式簡(jiǎn)述
目前V2.02版的模式就如同VJ使用手冊(cè)上介紹的一樣，一般稱(chēng)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(gè)不同的階段，用PID1、PID2及PID3對(duì)各自的階段進(jìn)行處理。涉及到參數(shù)如表1所示。采用此種方式的優(yōu)點(diǎn)是給與不同階段不同的控制特性。而缺點(diǎn)則是，用一套參數(shù)適應(yīng)所有的液壓部件的動(dòng)作。對(duì)不同液壓部件動(dòng)作要求機(jī)械特性趨同，工藝要求盡可能一致。如果其中一個(gè)的機(jī)械特性或加工工藝有明顯的變化，就會(huì)出現(xiàn)無(wú)法兼顧或不易調(diào)機(jī)的問(wèn)題出現(xiàn)。 
相應(yīng)的案例
寧波一塑機(jī)廠生產(chǎn)的塑機(jī)為了滿(mǎn)足其用戶(hù)的加工工藝要求，在加工某些注件時(shí)，塑機(jī)的高壓鎖模需要時(shí)間較長(zhǎng)的保壓動(dòng)作。為此進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試工作，下圖是一般正常注塑時(shí)高壓鎖模和注射的曲線(xiàn)圖。 
PID的設(shè)置值如表2所示。 
同參數(shù)的情況下，進(jìn)行高壓鎖模保壓時(shí)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(guò)數(shù)次的參數(shù)修正后結(jié)果圖4所示。 
雖然在幾次測(cè)試過(guò)程中，塑機(jī)廠經(jīng)過(guò)自檢認(rèn)為其高壓鎖模部分的設(shè)計(jì)存在一些問(wèn)題，但修改設(shè)計(jì)的成本過(guò)高并已批量投產(chǎn)，也認(rèn)可*后的調(diào)試結(jié)果。可這明顯是通過(guò)損失射出保壓的穩(wěn)定達(dá)到的，而且高壓鎖模保壓時(shí)仍存在少余的震蕩，整個(gè)調(diào)機(jī)過(guò)程非常復(fù)雜，不斷修正參數(shù)以找到一個(gè)合適的設(shè)置值來(lái)平衡所有的液壓動(dòng)作。
V2.02版*終的PID參數(shù)如表3所示。 
針對(duì)這種情況，臺(tái)達(dá)迅速推出了82.03測(cè)試版，經(jīng)客戶(hù)配合在同一機(jī)臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)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(cè)試版本著少增加控制參數(shù)數(shù)量，不改變控制參數(shù)號(hào)的思路，通過(guò)增加00-38參數(shù)切換PID的控制模式、二個(gè)MI輸入選擇PID組別的方式實(shí)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(gè)液壓動(dòng)作從建壓、保壓到泄壓的全過(guò)程的整定。
所以它的控制簡(jiǎn)圖如圖5所示。 
通過(guò)三組全段PID的方式，就可以對(duì)塑機(jī)注射加工過(guò)程中每一個(gè)液壓動(dòng)作給出獨(dú)自的特性整定，而不需要考慮彼此不同的外部機(jī)械特性的干擾了。
具體參數(shù)如表4所示。 
調(diào)機(jī)后曲線(xiàn)如圖6所示。 
無(wú)論從曲線(xiàn)圖上還是塑機(jī)的機(jī)械動(dòng)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(dòng)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(gè)液壓動(dòng)作過(guò)程中，僅有一組（或一個(gè)）PID在起作用，如果該參數(shù)設(shè)置仍按以前的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，會(huì)出現(xiàn)在實(shí)際壓力達(dá)到給定壓力后明顯過(guò)沖或建壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)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(dá)到好的控制效果。
結(jié)束語(yǔ)
雖然很多同類(lèi)產(chǎn)品也有類(lèi)似的控制功能，如：三組三段式或外加PID功能卡。但經(jīng)過(guò)比較后，發(fā)現(xiàn)或許是調(diào)機(jī)過(guò)于繁雜如三組三段式，涉及參數(shù)過(guò)多；或許是成本增加如外加功能卡，電氣控制設(shè)計(jì)線(xiàn)路復(fù)雜，并且在*終的控制效果上并不能達(dá)到臺(tái)達(dá)產(chǎn)品的效用。
通過(guò)該客戶(hù)近3個(gè)月的使用，在不需要客戶(hù)對(duì)塑機(jī)的液壓部分重新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，該版本的控制非常穩(wěn)定，滿(mǎn)足客戶(hù)設(shè)計(jì)要求。在調(diào)機(jī)難易度和控制穩(wěn)定性上，客戶(hù)給出了優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的結(jié)論。(end) |
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