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機械模具

塑料機械業(yè)主要自動化產品使用狀況

August.8
中國工業(yè)設備…
  塑料機械自動化市場2005年超過了10億元,同比增長5.6%。目前,塑料機械上使用的自動化產品主要有控制系統(tǒng),傳動控制,運動控制,人機界面和傳感器這幾類。
  其中,傳動控制、控制器和低壓電器是目前塑料機械自動化市場最重要的三大產品。2005年,該三類產品的銷售額分別占塑機自動化市場總規(guī)模的48%、23%和15%。
  塑料機械行業(yè)的主要自動化產品的使用情況如下:
  1.) 控制器
  目前國內的塑料機械的控制主要采用專用控制器和PLC,少數低端設備采用繼電器控制。國內生產的塑料機械的控制點一般在128IO以內,少數大型塑料薄膜生產線的控制點可能超過6,000 IO點,使用多個PLC和IPC。
  不同的塑料機械類型選用的控制器的類型也有差別,注塑機和小型吹塑機主要使用專用控制器(嵌入式產品),少量使用PLC和繼電器;擠出設備主要使用PLC,少量使用專用控制器;輔助設備主要使用PLC和繼電器控制。
  由于普通塑料機械的控制相對簡單,而機器大多是單機操作,受到機械可靠性水平的限制,塑料機械對控制系統(tǒng)可靠性的要求不太高,因此采用嵌入式產品開發(fā)的專用控制器能夠滿足絕大多數用戶的需求,價格上具有很大的優(yōu)勢,因而在本行業(yè)得到廣泛的應用,尤其是在注塑機上更是普遍應用,在吹塑設備上的應用比例也比較高。在擠出設備上,由于PLC的可靠性高、開發(fā)周期短和應用成熟,PLC的應用占據了主導地位。目前在本行業(yè)使用較多的PLC品牌有Siemens、Omron、Mitsubishi、NAIS、LG等。Siemens提供了系列基于PLC的塑料機械控制器。
  隨著塑料機械技術的發(fā)展,控制器已經不是簡單的動作控制,而是包括熔體溫度、注射壓力、注射速度、保壓時間、冷卻過程及液壓回路的各種參數的綜合控制。過去大多數采用開環(huán)控制,目前正在向閉環(huán)控制方向發(fā)展。新的設備對控制器的控制能力和響應速度有了更進一步的要求,傳統(tǒng)的基于嵌入式產品的控制器難以滿足這些要求,因此在新型的設備和大型設備上以PLC為主。這種以PLC在高端和大型設備上使用、專用控制器在中低端設備上使用的狀況在今后3年內在塑料機械行業(yè)不會改變。具有競爭性的價格是進入數量最大的通用塑料機械控制器市場的前提。
  2.) 傳動
  塑料機械的傳動主要指油泵電機和螺桿擠出機電機,功率大多在5.5–55 KW之間,更大功率采用多電機解決方案。
  塑料機械的生產過程特點具有非常大的節(jié)能潛力,以注塑機為例,注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階段,各個階段需要不同的壓力和流量。對于油泵馬達而言,注塑過程是處于變化的負載狀態(tài),在定量泵的液壓系統(tǒng)中,油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量,多余的液壓油通過溢流閥回流,此過程稱為高壓節(jié)流,這種回流會造成能量的損失。變頻器的使用能夠解決這個問題,通過調節(jié)油泵轉速,油泵能夠在注塑機生產的各個不同階段提供適當的油壓,最大程度的降低能量損失。最早在塑料機械上使用變頻器的是一些最終用戶,系統(tǒng)集成商為他們提供了塑料機械的變頻節(jié)能改造方案,成效顯著,因而越來越多的塑料機械用戶采用變頻器改造了他們的設備。應對這種需求,塑料機械生產廠商也開始在塑料機械上使用變頻器,塑料機械的用戶可以選擇帶變頻器的型號。為降低一次性投資,目前大多數用戶仍然選擇了不帶變頻器的塑料機械,他們可以在隨后的使用過程中進行變頻節(jié)能改造。 
  塑料機械使用變頻器的主要目的在于節(jié)能,對變頻器的要求相對較低,目前市場上的主要供應商都能夠提供滿足塑料機械使用的變頻器產品,因此價格成為進入市場的關鍵因素,國內廠商具有一定的優(yōu)勢,他們在塑料機械行業(yè)表現最好。
  3.) 運動控制
  伺服及運動控制產品主要用于全電塑料機械上,用于取代傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。相對液壓系統(tǒng)而言,伺服系統(tǒng)具有控制精度高、維護量小、生產環(huán)境好、生產效率高和省電的優(yōu)點,越來越多的用于產品精度要求較高的場合,如手機,汽車和醫(yī)療器械等行業(yè)。
  由于液壓式塑料機械的發(fā)展進步,目前能夠滿足幾乎所有的要求,因此,全電塑料機械雖然具有更高的技術指標,但是過高的成本限制了它在市場上的迅速發(fā)展,只有少量的生產,而且主要面對國外市場。
  盡管伺服產品價格正在降低,但是液壓注塑機技術也得到了較大的改進,因此,在最近幾年伺服產品在中國塑料機械行業(yè)的應用狀況不會有太大的變化,只在高檔機型上少量使用。由于伺服產品本身的特性,塑料機械廠家需要外來的技術力量為他們提供解決方案。
  從塑料機械自動化市場的整體來看,該行業(yè)目前的增長主要來自塑料機械配套傳動市場的增加。

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