摘要：本文介紹七萬噸直紡滌綸短纖維生產(chǎn)設備工藝流程，自動化控制系統(tǒng)。重點闡述A-B1366Force標準變頻器在滌綸短纖維后處理聯(lián)和機中的系統(tǒng)控制組成和應用方案。 　關(guān)鍵詞：滌綸短纖維 A-B1366Force變頻器 后處理聯(lián)和機 　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、國產(chǎn)化、多品種方向發(fā)展。我國聚酯纖維工業(yè)，從50年代開始研究短纖維到70年代末開始從國外引進成套生產(chǎn)技術(shù)設備，僅用二十年的時間，在促進工業(yè)發(fā)展的快速化方面取得了舉世矚目的成績。我公司自主開發(fā)設計的，國內(nèi)機械制造廠生產(chǎn)的年產(chǎn)七萬噸（兩條100T/D）直紡滌綸短纖維生產(chǎn)設備，融合國內(nèi)外先進工藝技術(shù)，先進的自動控制理論，填補了國內(nèi)的空白。 　　2．七萬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——紡絲計量泵——紡絲組件——中心吹風筒——紡絲上油——卷繞集束——卷繞牽引機——喂入輪——盛絲桶——后紡集束裝置——導絲機——浸漬浴槽——一道牽伸機——水浴牽伸槽——二道牽伸機——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——疊絲機——三棍牽引機——張力架——蒸汽預熱箱——卷曲機——鋪絲機——上油裝置——松弛干燥機——張力機——切斷機——打包機 　　2．2工藝裝備簡介： 　　（1）．熔體輸送系統(tǒng)機構(gòu)：熔體冷卻器；熔體分配器；靜態(tài)混合器；熔體過濾器。 　?。?）．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)。 　?。?）．紡絲計量泵和組件：計量泵臥式安裝；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。 　?。?）．紡絲上油：單側(cè)夾縫式上油器。 　?。?）．卷繞牽引喂入：6棍牽引機加葵花喂入輪。 　?。?）．后牽伸：第一段油浴加熱；第二段蒸汽加熱。 　　（8）．卷曲：張力檢測+蒸汽加熱+機械卷曲+熱空氣鏈板干燥。 　?。?）．后紡聯(lián)合機傳動：采用單機變頻調(diào)速（A-B1336Force中低壓變頻器），現(xiàn)場集中控制。 　?。?0）．打包裝置：采用HV809型打包機。 　　3．滌綸短纖維自動系統(tǒng)控制組成： 　　3．1前紡自動控制系統(tǒng)：（自熔體增壓泵至盛絲桶往復裝置） 采用西門子系列自動控制系統(tǒng)，控制相對獨立、設備可靠性高、響應速度快。包括西門子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)相應的總線要求，留有與工作站通訊網(wǎng)絡相聯(lián)接的軟硬件接口，通過工作站對以上設備進行監(jiān)控。 　　3．2后紡自動控制系統(tǒng)：（自后紡集束裝置至打包裝置） 打包裝置采用HV809型打包機。由于化纖短纖維松散，比重輕，要多次計量壓緊后才能打成一包的特點，因此打包計量控制器既要滿足這些特點，并提供相應控制信號給打包機的PLC和相關(guān)的執(zhí)行機構(gòu)，故采用先進的進口稱重傳感器、計量儀表、PLC及觸摸屏構(gòu)成。 　　后處理聯(lián)和機控制系統(tǒng)（自后紡集束裝置至松弛干燥機裝置），基于現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)，通過DeviceNet與Logix5555 PLC，實現(xiàn)全數(shù)字化，全現(xiàn)場化，現(xiàn)場智能控制，然后進行設備中央集中監(jiān)控。后紡自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡配置圖（見圖一），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開發(fā)版軟件，操作員站裝RSLogix5000運行版軟件。 [align=center] 圖一 后紡自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡配置圖[/align] 　　4．A-B1366Force變頻器在后處理聯(lián)和機中的應用： 　　后處理聯(lián)合機控制系統(tǒng)對產(chǎn)品各參數(shù)、優(yōu)等品率起決定作用，而且生產(chǎn)適應性強，生產(chǎn)品種范圍較廣。后紡由九臺主設備采用單機單變頻拖動形式，采用羅克韋爾自動化A-B1336Force系列中低壓變頻器驅(qū)動控制，單元設備分布范圍廣，負荷功率大，最大為525KW。根據(jù)工藝牽伸比的要求，每個單元機的牽伸速度必須嚴格按一定比例提供，在任何運行狀態(tài)下必須滿足同步的要求，并且要求整個聯(lián)合機同步傳動時具有良好的動靜態(tài)快速響應性能，確保絲束的拉伸張力相對不變。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)線上位機監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)及后處理聯(lián)合機的電氣傳動控制系統(tǒng)，組成了一套既能滿足生產(chǎn)控制需要又代表先進控制技術(shù)的混合型現(xiàn)場集中控制系統(tǒng)（FCS控制系統(tǒng)）。 　　4．1根據(jù)裝機容量的要求，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，該設備由IGBT組成，反饋單元自動檢測電源相位，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。九臺逆變器選用1336Force系列矢量逆變器（見圖二后處理聯(lián)和機變頻器動力配置圖），在單個產(chǎn)品中它集成了高性能馬達控制、數(shù)字通訊能力和先進的動力結(jié)構(gòu)設計，使用最新的IGBT功率模塊和高級的控制算法，以任何速度下的平衡的性能、超常的轉(zhuǎn)矩，使電動機低噪音、高效率的運行。 [align=center] 圖二 后處理聯(lián)和機變頻器動力配置圖 [/align] 　　4．2牽伸比的設置和控制 　　根據(jù)工藝要求和設備性能，主令速度為緊張熱定型1，聯(lián)合機設有低、中、高三種速度。低速為開車準備生頭速度，中速和高速為聯(lián)合機正常運行速度。 　　牽伸比的設置和控制具有靈活設置；低速生頭牽伸比與中高速運行牽伸比自動轉(zhuǎn)換；各種速度下運行牽伸比同步；低、中、高速自由轉(zhuǎn)換，平衡過渡等特點。 　　4．3大功率直流母線平衡能源 　　九臺傳動電機共用一臺大功率整流單元，為其提供共用的直流母排，母排下連接各個單元逆變器。由于滌綸纖維牽伸時前進速度、工藝參數(shù)要求的不同，在某一時間，有的電機處于發(fā)電狀態(tài)，有的電機處于電動狀態(tài)，處于發(fā)電狀態(tài)的電機其逆變器單元發(fā)出電能送到直流母線，再進行電能的從新分配。節(jié)約了電能，沒有造成浪費，又降低了消耗成本。直流母線側(cè)提供制動回饋單元，實現(xiàn)快速制動，全線緊急制動時間小于5秒鐘，并能將制動電能回饋電網(wǎng)。 　　4．4同步控制 　　在九臺逆變器之間具有設備－設備之間的通訊功能，加快了設備之間的通訊速度，設備－設備之間的擾動跟隨性能加強。使系統(tǒng)升速、恒速和減速過程完全同步，確保不斷絲、不纏絲、不回絲，電機不過載，升降速平衡運行。 　　5．結(jié)束語 　　七萬噸直紡滌綸短纖維生產(chǎn)控制系統(tǒng)，設備復雜，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。PLC和傳統(tǒng)的過程控制有機結(jié)合在一起，易于設備管理維護，及新產(chǎn)品開發(fā)。在生產(chǎn)現(xiàn)場、測量控制設備之間實現(xiàn)了開放式、數(shù)字化、多點通訊的底層控制網(wǎng)絡，系統(tǒng)安全性、可靠性充分發(fā)揮。