一、引言
吹塑机是生产空心塑料制品（如PE瓶子、容器）的关键设备，其工艺涉及挤出、夹持、吹塑、冷却和开模等步骤。派克590+直流调速器以其精确的速度和扭矩控制能力，特别适合控制吹塑机中的直流电机。本文详细阐述如何将590+调速器应用于PE材料吹塑机，涵盖电机功能、接线方案、参数设置、控制系统集成，以及电气接线图和控制示意图的文字描述。
二、吹塑机电机功能分析
吹塑机（特别是用于PE材料的挤出吹塑机）的工艺流程包括：
电机功能
根据吹塑机工艺，以下电机适合使用590+直流调速器：
电机规格（基于用户提供）
额定电压：440V
额定电流：25.1A
功率：15kW
转速：1500 r/min
励磁：未提供场电流，假设使用电压控制模式。
假设：挤出机电机使用上述规格，夹持单元电机规格可能不同（例如10A，假设值），需根据实际铭牌调整。
三、590+直流调速器应用设计
1. 应用位置和功能
挤出机电机
控制模式：速度控制模式（Speed Setpoint）。
功能：精确控制螺杆转速，确保PE材料熔化均匀；通过PID控制维持稳定挤出；使用Ramp功能实现平滑启停。
实现：调速器接收PLC的0-10V速度参考信号，通过编码器或直流发电机反馈实际速度。
夹持单元电机
控制模式：速度控制模式（Speed Setpoint）或位置控制模式（若支持）。
功能：控制模具快速闭合和打开；确保动作精确，减少机械冲击。
实现：调速器接收PLC的开合命令，可能结合限位开关实现位置控制。
2. 接线方案
电机连接
控制信号连接
速度参考：PLC模拟输出（0-10V）连接到A4端子（ANIN3），确保信号屏蔽以减少噪声。
启动/停止：PLC数字输出连接到C3端子（DIGN2，启动）；PLC数字输出连接到C4端子（DIGN3，停止，或使用单一信号）。
反馈：编码器连接到调速器编码器输入端子；直流发电机连接到TB端子。
通信：P3端口连接PLC通信接口（例如RS-485），用于数据交换。
电源连接
接线注意事项
使用屏蔽电缆减少电磁干扰。
确保接地良好，符合安全规范。
参考手册附录L的接线图。
3. 参数设置
挤出机电机
| 参数名称 | 标签 | 设置值 | 范围 | 默认值 | 备注 |
|---|
| ARMATURE V CAL. | 20 | 1.0353 | 0.9800至1.1000 | 1.0000 | 电压开关设为425V |
| CUR. LIMIT/SCALER | 15 | 100.00% | 0.00至200.00% | 100.00% | 对应25.1A |
| MAIN CURR. LIMIT | 421 | 100.00% | 0.00至200.00% | 200.00% | 可根据需求调整 |
| FIELD CONTROL MODE | 209 | VOLTAGE | VOLTAGE/CURRENT | VOLTAGE | 电压控制模式 |
| RATIO OUT/IN | 210 | 90.00% | 0.00至100.00% | 90.00% | 初始励磁电压比例 |
| SPEED FBK SELECT | 10 | ENCODER | 多种选项 | - | 假设使用编码器 |
| MODE | 1 | Speed Setpoint | 多种模式 | - | 速度控制模式 |
| 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 | - | 平滑减速 |
夹持单元电机
假设电流为10A，其他参数类似。
设置步骤
4. 控制系统集成
PLC选型
推荐：Siemens S7-1200（紧凑型，适合中小型吹塑机）或S7-300（适合大型设备）。
功能：控制工艺流程（挤出、夹持、吹塑、开模）；发送模拟信号（速度参考）和数字信号（启动/停止）；接收调速器反馈（速度、电流、故障）。
模块：模拟输出模块（如EM 231，0-10V）；数字输出模块（如EM 222）；通信模块（如RS-485）。
HMI选型
推荐：Siemens KTP700 Basic或Allen-Bradley PanelView Plus。
功能：显示挤出速度、电机电流、故障状态；提供启动/停止按钮、速度设置界面；报警管理。
界面示例：主页显示运行状态、速度、电流；设置页调整挤出速度、夹持速度；报警页显示调速器故障代码。
工控机（可选）
控制逻辑
示例逻辑（文字描述）
5. 电气接线图和控制示意图
挤出机接线图（文字描述）
[三相电源 380V] --> [L1/L2/L3] --> [590+ 输入端]
[24V DC 电源] --> [C9(+24V)/C10(0V)] --> [590+ 控制电源]
[挤出机电机 电枢] --> [A1/A2] --> [590+ 输出端]
[挤出机电机 励磁] --> [FL1/FL2] --> [590+ 励磁端]（若外部）
[PLC 模拟输出 0-10V] --> [A4(ANIN3)] --> [590+ 速度参考]
[PLC 数字输出] --> [C3(DIGN2)] --> [590+ 启动]
[PLC 数字输出] --> [C4(DIGN3)] --> [590+ 停止]
[编码器] --> [编码器输入] --> [590+ 反馈]
夹持单元接线图（文字描述）
[三相电源 380V] --> [L1/L2/L3] --> [590+ 输入端]
[24V DC 电源] --> [C9(+24V)/C10(0V)] --> [590+ 控制电源]
[夹持电机 电枢] --> [A1/A2] --> [590+ 输出端]
[夹持电机 励磁] --> [FL1/FL2] --> [590+ 励磁端]（若外部）
[PLC 模拟输出 0-10V] --> [A4(ANIN3)] --> [590+ 速度参考]
[PLC 数字输出] --> [C3(DIGN2)] --> [590+ 启动]
[PLC 数字输出] --> [C4(DIGN3)] --> [590+ 停止]
[限位开关] --> [数字输入] --> [590+ 位置反馈]
控制示意图（文字描述）
[操作员] --> [HMI KTP700]
[HMI] --> [PLC S7-1200]
[PLC] --> [模拟输出 Q0.0] --> [挤出机 590+ A4]
[PLC] --> [数字输出 Q0.1] --> [挤出机 590+ C3]
[PLC] --> [模拟输出 Q0.2] --> [夹持 590+ A4]
[PLC] --> [数字输出 Q0.3] --> [夹持 590+ C3]
[挤出机 590+] --> [挤出机电机] --> [螺杆]
[夹持 590+] --> [夹持电机] --> [模具]
[PLC] --> [其他控制] --> [吹塑阀、冷却系统]
四、实施步骤
接线
参数设置
PLC和HMI配置
在PLC中编写工艺控制程序。
配置HMI界面，添加状态显示和控制按钮。
测试通信（PLC与调速器）。
测试与调试
上电，检查调速器状态（无报警）。
通过HMI启动挤出机，验证速度控制。
测试夹持单元开合，确保动作准确。
调整参数（如Ramp时间、PID增益）优化性能。
五、注意事项
六、结论
通过将派克590+直流调速器应用于吹塑机的挤出机和夹持单元，可以实现精确的电机控制，提高PE制品的生产效率和质量。接线方案确保信号传输可靠，参数设置匹配电机需求，PLC和HMI集成实现自动化控制。本方案为通用设计，实际应用中需根据具体设备和工艺微调。
