在注射成型中使用变频驱动器可以节省资金

在寻找降低成本的方法时，减少总用电量可以显著提高工厂的底线。在确定节约能源的机会时，考虑您的注射成型操作。大量生产的福音，注塑成型是一个常见的工艺发现在许多制造工厂。工艺冷却系统是注塑作业中最大的能源用户之一，它有机会节省25%至50%或更多的成本。

在这些工厂里，塑料被熔化，然后注入模具。然后，一针冷却液穿过系统，冷却模具中的材料，帮助塑料定型。

当水阀打开和关闭时，系统中可以看到压力波动。当所有阀门都关闭时，会在系统中产生冲击。这就是为什么注射成型操作通常有一个持续运行的旁路回路。虽然这种方法可以使阀门保持打开状态，防止系统过度加压，但它可能会带来很高的能源成本。

另一种更节能的方法是通过在电机上增加一个变频驱动器(VFD)并消除旁路回路来优化系统。然后，可以通过改变泵的速度来适应压力的变化，并根据需求循环多个泵的开关来实现节能。

vfd是通过改变电机输入频率和电压来控制交流电机速度和转矩的可调速驱动器。从固定速度冷却方式切换到变速冷却方式

使泵系统可以改变速度和保持峰值效率时，输出需求的变化，在注射成型操作。

换句话说，VFD是必要的第一步。但这只是第一步。为了实现系统效率和可靠性的最大化，了解系统需求并实施解决方案来优化电机、驱动器和泵以及整个流程是非常重要的。下面介绍所涉及的内容。

转向闭环系统

注射成型冷却系统传统上作为开环系统运行，旨在保持恒定的压力和流量(速度)。注塑机控制器根据机器的过程逻辑通过打开和关闭阀门来访问冷却液，该过程逻辑测量模具温度并打开/关闭值以允许冷却。

换句话说，开环系统就像驾驶一辆汽车，油门踏板踩在地板上，用刹车来控制速度。电机将全速运行(这当然是一种能源浪费)。

另一方面，闭环系统的工作原理类似于汽车的巡航控制。想要的速度是选定的，这取决于汽车的发动机做任何事情来保持这个速度在山上和下山。

在注塑冷却过程中，通过在系统中添加压力传感器，可以实现类似的闭环结果，从而可以测量压力，从而使系统能够自我调节。成型过程仍然像在前面的例子中那样运行。然而，冷却控制器不是全速运行，而是调节泵和驱动器以保持压力和流量。

这些增加的能量所节省的数量取决于操作员调整闭环过程的能力。这需要关注过程度量。为了实现最大程度的控制，需要使用具有高分辨率信号的压力传感器和提供PID控制的驱动器。

PID循环的使用

比例积分微分(PID)控制器是一种利用控制回路反馈机制来调节系统中的温度、流量、压力、速度和其他过程变量的仪器。

PID在很多方面都像家用恒温器。在冷却泵的情况下，用户确定必须保持的液体流量的设定点，并指定公差和与之相关的其他参数，例如:

• 系统必须保持多接近设定值才能实现和保持最佳性能
• 任何偏离设定值的运动是否应限制在刚高于或低于原始设置
• 系统偏离设定值后返回设定值的速度。

当PID循环在驱动器中运行时，它会观察进程反馈循环，以确定进程变化的速度。然后调整驱动器的输出来补偿这些变化。

它做出这些改变的速度很重要。要理解其中的原因，请考虑一位希望保持平均时速55英里的司机。在此过程中，驱动程序的功能类似于PID。在用力踩下油门踏板后，汽车会迅速加速，比如在几秒钟内达到45到48英里/小时，但耗油量也高于平均水平。

然后，司机可能会减少油门踏板上的压力，向汽车的发动机提供反馈，表明司机希望减慢加速速度。这使得汽车可以相对地滑翔到55的设定点。虽然它可能需要更长的时间来提高最后10英里/加仑的速度，但它也消耗更少的汽油。

一旦达到了理想的速度，如果速度计接近每小时60英里，司机不会自动踩刹车，如果速度下降到每小时53英里，司机也不会猛踩油门。与逐渐改变速度相比，保持在接近“设定值”的速度会消耗更多的汽油，并造成更颠簸的行驶。

过程冷却系统也是如此。将驱动器编程到太接近设定值——或者尽可能快地返回设定值——可能是不必要的，而且会阻碍优化工作。最好把时间花在了解系统的动态，并在泵的最佳效率范围内运行。

【分头】泵的选择、运行时间

优化过程还需要仔细研究基于负载优化泵送效率的方法。例如，考虑一个注射成型操作，有一个100马力的泵，以固定的速度、压力和流量连续运行。如果工厂的两条、三条或四条注塑生产线在运行，同样的泵也会运行。

但是，如果100马力的马达换成了两个50马力的马达，想想会发生什么。一条或两条生产线上的生产可能只有一台泵在运行。当泵达到一个设定值时，第二个电机可能启动。当新的生产线投产或停产时，泵可以一起运行或来回循环。通过共享运行时间，磨损可以均匀地分布在泵之间。

通过在两台或多台设备之间分散使用(一台主机，另一台从机)，可以优化泵送曲线。通过分析流量曲线与扬程压力的关系，可以确定泵操作的最佳顺序，以产生最佳压力。还可以评估能源使用，以创建负载占空比，描述与不同生产水平相关的生产计划和冷却负荷。

(小标题}最后的话

就其本身而言，VFD的添加可以帮助提高系统效率。通过将VFD设置为PID模式，并结合适当的泵序列，从开环切换到闭环电机控制，可以帮助加工冷却系统，如注塑机，降低能源成本25 - 50%。这种类型的流程优化将增加能源节约，并最大限度地提高系统效率项目的投资回报。

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