摘要：本文介紹七萬噸直紡滌綸短纖維生產設備工藝流程，自動化控制系統。重點闡述A-B1366Force標準變頻器在滌綸短纖維后處理聯和機中的系統控制組成和應用方案。 　關鍵詞：滌綸短纖維 A-B1366Force變頻器 后處理聯和機 　1．引言： 隨著聚酯纖維工業的快速發展，滌綸短纖維逐漸向大規模、低成本、國產化、多品種方向發展。我國聚酯纖維工業，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技術設備，僅用二十年的時間，在促進工業發展的快速化方面取得了舉世矚目的成績。我公司自主開發設計的，國內機械制造廠生產的年產七萬噸（兩條100T/D）直紡滌綸短纖維生產設備，融合國內外先進工藝技術，先進的自動控制理論，填補了國內的空白。 　　2．七萬噸直紡滌綸短纖維生產工藝： 　　2．1生產工藝流程：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）．熔體輸送系統機構：熔體冷卻器；熔體分配器；靜態混合器；熔體過濾器。 　　（2）．熔體保溫系統：熔體自聚合釜出口至熔體分配器采用液相熱媒循環系統，熔體分配器與紡絲箱體共用同一汽相熱媒系統。 　　（3）．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：由中心向外吹的環型冷卻。 　　（5）．紡絲上油：單側夾縫式上油器。 　　（6）．卷繞牽引喂入：6棍牽引機加葵花喂入輪。 　　（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+蒸汽加熱+機械卷曲+熱空氣鏈板干燥。 　　（9）．后紡聯合機傳動：采用單機變頻調速（A-B1336Force中低壓變頻器），現場集中控制。 　　（10）．打包裝置：采用HV809型打包機。 　　3．滌綸短纖維自動系統控制組成： 　　3．1前紡自動控制系統：（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，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，中央控制系統。根據相應的總線要求，留有與工作站通訊網絡相聯接的軟硬件接口，通過工作站對以上設備進行監控。 　　3．2后紡自動控制系統：（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和相關的執行機構，故采用先進的進口稱重傳感器、計量儀表、PLC及觸摸屏構成。 　　后處理聯和機控制系統（自后紡集束裝置至松弛干燥機裝置），基于現場總線的分布式控制系統，通過DeviceNet與Logix5555 PLC，實現全數字化，全現場化，現場智能控制，然后進行設備中央集中監控。后紡自動控制系統網絡配置圖（見圖一），圖中工程師站和操作員站在中央監控室；后紡系統1為PLC9A、PLC10A；后紡系統2為公用工程；后紡系統3為松弛干燥系統；后紡系統4為打包、曳引、切斷。工程師站裝RSLogix5000開發版軟件，操作員站裝RSLogix5000運行版軟件。 [align=center] 圖一 后紡自動控制系統網絡配置圖[/align] 　　4．A-B1366Force變頻器在后處理聯和機中的應用： 　　后處理聯合機控制系統對產品各參數、優等品率起決定作用，而且生產適應性強，生產品種范圍較廣。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動控制，單元設備分布范圍廣，負荷功率大，最大為525KW。根據工藝牽伸比的要求，每個單元機的牽伸速度必須嚴格按一定比例提供，在任何運行狀態下必須滿足同步的要求，并且要求整個聯合機同步傳動時具有良好的動靜態快速響應性能，確保絲束的拉伸張力相對不變。羅克韋爾A-B新一代Controllogix系統和A-B整流柜、回饋單元及逆變器，提供了整條生產線上位機監控網絡系統及后處理聯合機的電氣傳動控制系統，組成了一套既能滿足生產控制需要又代表先進控制技術的混合型現場集中控制系統（FCS控制系統）。 　　4．1根據裝機容量的要求，選用A-B公司的2364－GJN型整流電流柜，柜 內包括斷路器、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 　　量反饋到電網中去，并內置電抗器，以防造成電網波動。九臺逆變器選用1336Force系列矢量逆變器（見圖二后處理聯和機變頻器動力配置圖），在單個產品中它集成了高性能馬達控制、數字通訊能力和先進的動力結構設計，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、超常的轉矩，使電動機低噪音、高效率的運行。 [align=center] 圖二 后處理聯和機變頻器動力配置圖 [/align] 　　4．2牽伸比的設置和控制 　　根據工藝要求和設備性能，主令速度為緊張熱定型1，聯合機設有低、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換；各種速度下運行牽伸比同步；低、中、高速自由轉換，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、工藝參數要求的不同，在某一時間，有的電機處于發電狀態，有的電機處于電動狀態，處于發電狀態的電機其逆變器單元發出電能送到直流母線，再進行電能的從新分配。節約了電能，沒有造成浪費，又降低了消耗成本。直流母線側提供制動回饋單元，實現快速制動，全線緊急制動時間小于5秒鐘，并能將制動電能回饋電網。 　　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．結束語 　　七萬噸直紡滌綸短纖維生產控制系統，設備復雜，數據采集量大，系統集成度高，組網靈活，管理能力強。PLC和傳統的過程控制有機結合在一起，易于設備管理維護，及新產品開發。在生產現場、測量控制設備之間實現了開放式、數字化、多點通訊的底層控制網絡，系統安全性、可靠性充分發揮。