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(jìn)成套生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，僅用二十年的時間，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。我公司自主開發(fā)設(shè)計的，國內(nèi)機(jī)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(shè)備，融合國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)，先進(jìn)的自動控制理論，填補(bǔ)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(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。
（5）．紡絲上油：單側(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+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：采用單機(jī)變頻調(diào)速（A-B1336Force中低壓變頻器），現(xiàn)場集中控制。
（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(fù)裝置） 采用西門子系列自動控制系統(tǒng)，控制相對獨(dú)立、設(shè)備可靠性高、響應(yīng)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(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，通過工作站對以上設(shè)備進(jìn)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(jī)。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(yīng)控制信號給打包機(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、計量儀表、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(jìn)行設(shè)備中央集中監(jiān)控。后紡自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(yùn)行版軟件。
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。后紡由九臺主設(shè)備采用單機(jī)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(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，并且要求整個聯(lián)合機(jī)同步傳動時具有良好的動靜態(tài)快速響應(yīng)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(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(jī)變頻器動力配置圖），在單個產(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)的動力結(jié)構(gòu)設(shè)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(jī)低噪音、高效率的運(yùn)行。
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，平衡過渡等特點。
4．3大功率直流母線平衡能源
九臺傳動電機(jī)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(jìn)速度、工藝參數(shù)要求的不同，在某一時間，有的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，有的電機(jī)處于電動狀態(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，沒有造成浪費(fèi)，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(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)備之間的擾動跟隨性能加強(qiáng)。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(jī)不過載，升降速平衡運(yùn)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(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)品開發(fā)。在生產(chǎn)現(xiàn)場、測量控制設(shè)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(luò)，系統(tǒng)安全性、可靠性充分發(fā)揮。
