注塑機油電伺服驅動器多組控制方式的應用隨著市場的普及及應用層面的深入，及時開發新功能—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境下對油電驅動器的要求。本文主要講解了多組PID的意義、設置方式、與三段式PID的比較。
眾所周知，臺達油電伺服驅動器VFD-VJ在經過近兩年的發展后，功能在逐步完善的同時，也越來越趨向穩定。在客戶處的應用上，也得到了易上手易調試的贊譽。我們的FAE、代理商及終端客戶的技術人員甚至總結了一套經驗參數，從而更加簡化了調機過程和售后服務。
在注塑機上，各主要運動部件在加工時要求動作快速、平穩，表現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產品的進一步擴大市場及客戶產品工藝的革新，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。涉及到參數如表1所示。采用此種方式的優點是給與不同階段不同的控制特性。而缺點則是，用一套參數適應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，就會出現無法兼顧或不易調機的問題出現。 
相應的案例
寧波一塑機廠生產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的設置值如表2所示。 
同參數的情況下，進行高壓鎖模保壓時出現圖3情況。 
很明顯，在高壓鎖模的保壓階段出現了劇烈地震蕩。經過數次的參數修正后結果圖4所示。 
雖然在幾次測試過程中，塑機廠經過自檢認為其高壓鎖模部分的設計存在一些問題，但修改設計的成本過高并已批量投產，也認可*后的調試結果。可這明顯是通過損失射出保壓的穩定達到的，而且高壓鎖模保壓時仍存在少余的震蕩，整個調機過程非常復雜，不斷修正參數以找到一個合適的設置值來平衡所有的液壓動作。
V2.02版*終的PID參數如表3所示。 
針對這種情況，臺達迅速推出了82.03測試版，經客戶配合在同一機臺上進行了測試。
新版PID的應用
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數量，不改變控制參數號的思路，通過增加00-38參數切換PID的控制模式、二個MI輸入選擇PID組別的方式實現了三組全段式PID控制，每一組PID可以用于相關聯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。
具體參數如表4所示。 
調機后曲線如圖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果。具體參數設置值如表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，大家可以發現00-26（壓力穩定區）的設置值也不一樣。在V2.02中，00-26參數主要是起到切換PID1與PID2的作用。一般根據需要，設置值在25~50，作用區與PID2控制區重合。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，如果該參數設置仍按以前的經驗設置，會出現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*好設置為100，使用其作用區仍與該段的PID控制區重合，才能達到好的控制效果。
結束語
雖然很多同類產品也有類似的控制功能，如：三組三段式或外加PID功能卡。但經過比較后，發現或許是調機過于繁雜如三組三段式，涉及參數過多；或許是成本增加如外加功能卡，電氣控制設計線路復雜，并且在*終的控制效果上并不能達到臺達產品的效用。
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計的基礎上，該版本的控制非常穩定，滿足客戶設計要求。在調機難易度和控制穩定性上，客戶給出了優于競爭對手的結論。(end) |