优化注塑参数来节能 Energy saving by parameter setting

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1 优化注塑参数来节能 Energy saving by parameter setting
达明科技有限公司 唐永坚 2016年11月

2 硬件节能 变量泵 变频器 伺服电机 保温罩 感应加热 红外线加热
注塑机的能耗有以动力与电热两种为主。每种都有其节能的方法。但这些都是基于硬件的，要购买，要替换。

3 注塑参数设定 末段温度设定 塑化速度设定 原来注塑参数的设定也可以节能，可以称为软件的方法，不用买设配，回厂调校便行。
我们研究了两个注塑参数：末段温度设定与塑化速度设定，有明显的节能效果。

4 测量仪器 iPM Intelligent Power Meter 智能电表 数码电表 + 注塑机电脑 测量整机电耗 测量电热电耗
测量每一段电热瓦的电耗 达明科技有限公司研发

5 整机电耗 可以选择测量多长时间或多少个周期。 动力与电热同时测量。 kWh 每什么意思 单位kWh才有意思 kWh/h kWh/50个周期
kWh/kg 0.4 kW/kg is considered an first class energy-saving machine 伺服电机驱动油泵的注塑机，电热%从1/3 到1/2 不等。

6 电热电耗 一段喷嘴，4段料筒电热瓦。 每段都有额定功率、开启时间、实时时间。便能算出在测试时间内每段的开启%、功耗与平均功率。
加起来便有总功耗与总平均功率。

7 末段温度设定 料筒温度 250° C 末段温度 250°C 215° C 180° C PS料 末段就是第 4 段
第 4 段电热瓦与料斗之间，有个冷水环，避免刚进入的料被高温熔化，黏住螺杆，不能加料。 料的温度慢慢上升。可能到第 2 段才达到 PS 所需的 250° C。 我们做了 3 个末段温度来作比较。250° C、215° C 与 180° C。 末段的温度越低，电耗越少，但温度低使粘度高，塑化的扭矩便会提高，驱动油马达便更吃力。 哪个末段温度会更节能？

8 三种末段温度 开启% After steady temperatures are reached, to maintain the set temperatures. ON % of the four zones at 3 end zone temperatures

9 电热电耗 / kg 末段温度 180 °C 215 °C 250 °C 电热电耗 / kg 0.1487, 最低 0.1732
末段温度 180 °C 215 °C 250 °C 电热电耗 / kg 0.1487, 最低 0.1732 0.2009, 最高 节省了 26% 13.8% 0% 1 = 180 deg C barrel zone 4 set temperature, lowest of the 3 2 = 215 deg C 3 = 250 deg C

10 整机电耗 / kg 末段温度 180 °C 215 °C 250 °C 整机电耗 / kg 0.3713 0.3861 0.4131
Remember < 0.4 kWh / kg makes a class 1 machine. 180 deg C is still the lowest of the 3. Quite a bit below 0.4 kWh/kg. 末段温度 180 °C 215 °C 250 °C 整机电耗 / kg 0.3713 0.3861 0.4131 整机节省了 10.1% 6.5% 0%

11 电热电耗 / 整机电耗 40.1%, 44.9%, 48.6% 11

12 塑化速度设定 塑化速度设定 17 % 60% 100% 塑化时间 17.7 秒 4.7 秒 3.1 秒 冷却时间 18 秒

13 开启% 快加料降低了开启%

14 电热电耗 / kg 1 = 17% charging speed 2 = 60% charging speed

15 整机电耗 / kg kW/kg 塑化速度 17% 60% 100% 整机能耗 / kg 0.3682, 最低 0.3861
kW/kg 塑化速度 17% 60% 100% 整机能耗 / kg 0.3682, 最低 0.3861 0.4512, 最高 节省了 18.4% 14.4% 0%

16 电热能耗 / 整机能耗 49%, 44.9%, 37.2%

17 加起来 整机节省了 末段温度 180 °C 215 °C 250 °C 17% 18.4% 塑化速度 60% 10.1%
整机节省了 末段温度 180 °C 215 °C 250 °C 17% 18.4% 塑化速度 60% 10.1% 6.5% | 14.4% 0% 100% Can save 25% when added together?

18 结论 能够节能 电热电耗可能占了整机电耗的一半 关键 iPM简化了整机与电热能耗的测量 降低末段温度 慢的塑化速度 分开电热能耗的测量
分开每段电热能耗的测量 iPM简化了整机与电热能耗的测量

19 后续工作 本试验用了伺服电机驱动的注塑机 对塑化速度的结论，是否应用于 节能与周期时间的权衡 变量泵机 变频器机 定量泵机？
估计周期短，动作快，就不节能 产量与节能的矛盾 Measures integral number of cycles. Can specify number of cycles or duration of test. Results displayed immediately after the number of test shots is done. Results in kWh (0.0949) , kWh/h (2.710) , kWh/50 shots (0.4745) , kWh/kg of parts (0.5272). Cycle time (12.6 s) is also displayed. Please note the average cos phi is also displayed. It helps to find out whether capacitor compensation is needed. Average cos phi = active power Wh / apparent power Vah. Has separate record of heater energy consumption. 1/3 energy consumed is in heaters. ¼ for vdp drive. Input data include injection parameters affecting energy consumption. They are useful in finding the optimal parameters. Three digital meter readings are shown real-time. Can take a screen shot as record in soft copy, using a USB drive.

20 定量泵机 整机多耗电 末段温度 160° C 180° C 塑化速度 33% 19.6% 4.2% 55% 0%