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1．引言：隨著聚酯纖維工業(yè)的快速發(fā)展，滌綸短纖維逐漸向大規(guī)模、低成本、國(guó)產(chǎn)化、多品種方向發(fā)展。我國(guó)聚酯纖維工業(yè)，從50年代開(kāi)始研究短纖維到70年代末開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)成套生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，僅用二十年的時(shí)間，在促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的快速化方面取得了舉世矚目的成績(jī)。我公司自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，國(guó)內(nèi)機(jī)械制造廠生產(chǎn)的年產(chǎn)七萬(wàn)噸（兩條100T/D）直紡滌綸短纖維生產(chǎn)設(shè)備，融合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)，先進(jìn)的自動(dòng)控制理論，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。

2．七萬(wàn)噸直紡滌綸短纖維生產(chǎn)工藝：

2．1生產(chǎn)工藝流程：熔體自聚合釜出口――增壓泵――過(guò)濾器――聚合物熱交換器――熔體分配器――靜態(tài)混合器――冷凍閥――紡絲箱體――紡絲計(jì)量泵――紡絲組件――中心吹風(fēng)筒――紡絲上油――卷繞集束――卷繞牽引機(jī)――喂入輪――盛絲桶――后紡集束裝置――導(dǎo)絲機(jī)――浸漬浴槽――一道牽伸機(jī)――水浴牽伸槽――二道牽伸機(jī)――蒸汽加熱箱――緊張熱定型Ⅰ――緊張熱定型Ⅱ――緊張熱定型Ⅲ――油劑噴林――三道牽伸機(jī)――疊絲機(jī)――三棍牽引機(jī)――張力架――蒸汽預(yù)熱箱――卷曲機(jī)――鋪絲機(jī)――上油裝置――松弛干燥機(jī)――張力機(jī)――切斷機(jī)――打包機(jī)

2．2工藝裝備簡(jiǎn)介：

（1）．熔體輸送系統(tǒng)機(jī)構(gòu)：熔體冷卻器；熔體分配器；靜態(tài)混合器；熔體過(guò)濾器。

（2）．熔體保溫系統(tǒng)：熔體自聚合釜出口至熔體分配器采用液相熱媒循環(huán)系統(tǒng)，熔體分配器與紡絲箱體共用同一汽相熱媒系統(tǒng)。

    （3）．紡絲計(jì)量泵和組件：計(jì)量泵臥式安裝；組件采用下裝式。

    （4）．前紡絲束冷卻：由中心向外吹的環(huán)型冷卻。

    （5）．紡絲上油：?jiǎn)蝹?cè)夾縫式上油器。

    （6）．卷繞牽引喂入：6棍牽引機(jī)加葵花喂入輪。

    （7）．后牽伸：第一段油浴加熱；第二段蒸汽加熱。

    （8）．卷曲：張力檢測(cè)+蒸汽加熱+機(jī)械卷曲+熱空氣鏈板干燥。

（9）．后紡聯(lián)合機(jī)傳動(dòng)：采用單機(jī)變頻調(diào)速（A-B1336Force中低壓變頻器），現(xiàn)場(chǎng)集中控制。

（10）．打包裝置：采用HV809型打包機(jī)。

3．滌綸短纖維自動(dòng)系統(tǒng)控制組成：

3．1前紡自動(dòng)控制系統(tǒng)：（自熔體增壓泵至盛絲桶往復(fù)裝置）采用西門(mén)子系列自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制相對(duì)獨(dú)立、設(shè)備可靠性高、響應(yīng)速度快。包括西門(mén)子MICROMASTER440(0.12KW～75KW)系列和6SE71系列變頻器，操作界面，通訊系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)。根據(jù)相應(yīng)的總線要求，留有與工作站通訊網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接的軟硬件接口，通過(guò)工作站對(duì)以上設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

3．2后紡自動(dòng)控制系統(tǒng)：（自后紡集束裝置至打包裝置） 打包裝置采用HV809型打包機(jī)。由于化纖短纖維松散，比重輕，要多次計(jì)量壓緊后才能打成一包的特點(diǎn)，因此打包計(jì)量控制器既要滿足這些特點(diǎn)，并提供相應(yīng)控制信號(hào)給打包機(jī)的PLC和相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，故采用先進(jìn)的進(jìn)口稱重傳感器、計(jì)量?jī)x表、PLC及觸摸屏構(gòu)成。

后處理聯(lián)和機(jī)控制系統(tǒng)（自后紡集束裝置至松弛干燥機(jī)裝置），基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng)，通過(guò)DeviceNet與Logix5555  PLC，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，全現(xiàn)場(chǎng)化，現(xiàn)場(chǎng)智能控制，然后進(jìn)行設(shè)備中央集中監(jiān)控。后紡自動(dòng)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置圖（見(jiàn)圖一），圖中工程師站和操作員站在中央監(jiān)控室；后紡系統(tǒng)1為PLC9A、PLC10A；后紡系統(tǒng)2為公用工程；后紡系統(tǒng)3為松弛干燥系統(tǒng)；后紡系統(tǒng)4為打包、曳引、切斷。工程師站裝RSLogix5000開(kāi)發(fā)版軟件，操作員站裝RSLogix5000運(yùn)行版軟件。

圖一    后紡自動(dòng)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置圖

4．A-B1366Force變頻器在后處理聯(lián)和機(jī)中的應(yīng)用：

后處理聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品各參數(shù)、優(yōu)等品率起決定作用，而且生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)品種范圍較廣。后紡由九臺(tái)主設(shè)備采用單機(jī)單變頻拖動(dòng)形式，采用羅克韋爾自動(dòng)化A-B1336Force系列中低壓變頻器驅(qū)動(dòng)控制，單元設(shè)備分布范圍廣，負(fù)荷功率大，最大為525KW。根據(jù)工藝牽伸比的要求，每個(gè)單元機(jī)的牽伸速度必須嚴(yán)格按一定比例提供，在任何運(yùn)行狀態(tài)下必須滿足同步的要求，并且要求整個(gè)聯(lián)合機(jī)同步傳動(dòng)時(shí)具有良好的動(dòng)靜態(tài)快速響應(yīng)性能，確保絲束的拉伸張力相對(duì)不變。羅克韋爾A-B新一代Controllogix系統(tǒng)和A-B整流柜、回饋單元及逆變器，提供了整條生產(chǎn)線上位機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及后處理聯(lián)合機(jī)的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)，組成了一套既能滿足生產(chǎn)控制需要又代表先進(jìn)控制技術(shù)的混合型現(xiàn)場(chǎng)集中控制系統(tǒng)（FCS控制系統(tǒng)）。

4．1根據(jù)裝機(jī)容量的要求，選用A-B公司的2364－GJN型整流電流柜，柜內(nèi)包括斷路器、整流模塊、直流電抗器及控制板等元件；反饋單元采用2364FA－MIN逆變反饋器，該設(shè)備由IGBT組成，反饋單元自動(dòng)檢測(cè)電源相位，能將能

量反饋到電網(wǎng)中去，并內(nèi)置電抗器，以防造成電網(wǎng)波動(dòng)。九臺(tái)逆變器選用1336Force系列矢量逆變器（見(jiàn)圖二后處理聯(lián)和機(jī)變頻器動(dòng)力配置圖），在單個(gè)產(chǎn)品中它集成了高性能馬達(dá)控制、數(shù)字通訊能力和先進(jìn)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用最新的IGBT功率模塊和高級(jí)的控制算法，以任何速度下的平衡的性能、超常的轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)低噪音、高效率的運(yùn)行。

                 圖二    后處理聯(lián)和機(jī)變頻器動(dòng)力配置圖    

4．2牽伸比的設(shè)置和控制

     根據(jù)工藝要求和設(shè)備性能，主令速度為緊張熱定型1，聯(lián)合機(jī)設(shè)有低、中、高三種速度。低速為開(kāi)車準(zhǔn)備生頭速度，中速和高速為聯(lián)合機(jī)正常運(yùn)行速度。

     牽伸比的設(shè)置和控制具有靈活設(shè)置；低速生頭牽伸比與中高速運(yùn)行牽伸比自動(dòng)轉(zhuǎn)換；各種速度下運(yùn)行牽伸比同步；低、中、高速自由轉(zhuǎn)換，平衡過(guò)渡等特點(diǎn)。    

4．3大功率直流母線平衡能源

     九臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)共用一臺(tái)大功率整流單元，為其提供共用的直流母排，母排下連接各個(gè)單元逆變器。由于滌綸纖維牽伸時(shí)前進(jìn)速度、工藝參數(shù)要求的不同，在某一時(shí)間，有的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，有的電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，處于發(fā)電狀態(tài)的電機(jī)其逆變器單元發(fā)出電能送到直流母線，再進(jìn)行電能的從新分配。節(jié)約了電能，沒(méi)有造成浪費(fèi)，又降低了消耗成本。直流母線側(cè)提供制動(dòng)回饋單元，實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)，全線緊急制動(dòng)時(shí)間小于5秒鐘，并能將制動(dòng)電能回饋電網(wǎng)。

     4．4同步控制

     在九臺(tái)逆變器之間具有設(shè)備－設(shè)備之間的通訊功能，加快了設(shè)備之間的通訊速度，設(shè)備－設(shè)備之間的擾動(dòng)跟隨性能加強(qiáng)。使系統(tǒng)升速、恒速和減速過(guò)程完全同步，確保不斷絲、不纏絲、不回絲，電機(jī)不過(guò)載，升降速平衡運(yùn)行。

5．結(jié)束語(yǔ)

      七萬(wàn)噸直紡滌綸短纖維生產(chǎn)控制系統(tǒng)，設(shè)備復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集量大，系統(tǒng)集成度高，組網(wǎng)靈活，管理能力強(qiáng)。PLC和傳統(tǒng)的過(guò)程控制有機(jī)結(jié)合在一起，易于設(shè)備管理維護(hù)，及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通訊的底層控制網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)安全性、可靠性充分發(fā)揮。