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臺(tái)達(dá)變頻器在粘膠行業(yè)的應(yīng)用研究

2014-07-09 14:51:36周州葉榮明尹翠玉
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年20期
關(guān)鍵詞:粘膠纖維臺(tái)達(dá)變頻器

周州 葉榮明 尹翠玉

摘 要:粘膠纖維行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的行業(yè),隨著工藝的不斷改進(jìn),自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高,生產(chǎn)能力得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,文章通過(guò)對(duì)15萬(wàn)噸粘膠纖維的項(xiàng)目安裝調(diào)試及日常維護(hù),總結(jié)分析了臺(tái)達(dá)變頻器在粘膠行業(yè)的應(yīng)用情況,并對(duì)應(yīng)用的范圍進(jìn)行了說(shuō)明。為行業(yè)的自動(dòng)化改進(jìn)提供了參考。

關(guān)鍵詞:臺(tái)達(dá);變頻器;粘膠纖維;應(yīng)用

粘膠纖維是人造纖維的一個(gè)主要品種。由天然纖維素經(jīng)堿化而成堿纖維素,再與二硫化碳作用生成纖維素黃原酸,溶解于稀堿液內(nèi)得到的粘稠溶液稱(chēng)粘膠,粘膠經(jīng)濕法紡絲和一系列后處理工序即成粘膠纖維。由于粘膠纖維較細(xì),因此在連續(xù)化的生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的要求較高。尤其是在喂粕機(jī)投料、粘膠過(guò)濾以及在紡絲過(guò)程中,DCS、PLC以及變頻技術(shù)的應(yīng)用讓生產(chǎn)工藝更加穩(wěn)定可靠。

臺(tái)達(dá)變頻器具有功能齊全,調(diào)速精度高,體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,穩(wěn)定性好及可應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。人性化的界面、可靠的數(shù)據(jù)、精確的系統(tǒng),臺(tái)達(dá)變頻器的優(yōu)越性得到了用戶(hù)的認(rèn)可和贊賞,為用戶(hù)提供安全可靠和高性?xún)r(jià)比的集成解決方案,滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化和個(gè)性化的需求。文章結(jié)合臺(tái)達(dá)變頻器的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)明其在粘膠纖維中的應(yīng)用范圍。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要儀器、設(shè)備

DCS(橫河西儀YOKOGAWA CS3000)

臺(tái)達(dá)VFD-M型變頻器

臺(tái)達(dá)變頻器VFD-F系列

PLC(西門(mén)子S7-200系列,S7-300 系列)

組態(tài)軟件使用北京亞控科技發(fā)展有限公司的KINGVIEW(組態(tài)王)

1.2 粘膠纖維生產(chǎn)工藝流程

漿粕→喂粕→浸漬→壓榨→粉碎→老成→黃化→溶解→過(guò)濾→脫泡→熟成→紡絲→后處理→成品

2 結(jié)果與討

2.1 喂粕工序

在喂粕機(jī)投料時(shí),操作工在DCS上設(shè)置或者調(diào)整生產(chǎn)速度,然后喂粕機(jī)對(duì)上面的纖維素進(jìn)行稱(chēng)重,重量信號(hào)通過(guò)串級(jí)控制輸送給堿液的流量計(jì),控制纖維素和堿液的比例,從而使?jié){粥的濃度均勻。

由于喂粕機(jī)有傳送電機(jī)、稱(chēng)重電機(jī)以及分頁(yè)電機(jī)共三臺(tái)電機(jī),功率為1.5kW,要求這三臺(tái)電機(jī)的速度必須同步,若發(fā)生不同步的情況,輕則纖維素會(huì)從喂粕機(jī)上掉下來(lái),重則造成設(shè)備損壞。在控制過(guò)程中,由于操作工給出的只是一個(gè)信號(hào),要求這三臺(tái)電機(jī)按同樣的速度運(yùn)行,在DCS(橫河西儀YOKOGAWA CS3000)中要增加一個(gè)輸出就需要增加額外的費(fèi)用。因此,在實(shí)際過(guò)程中,通過(guò)將電流信號(hào)串聯(lián)在這三臺(tái)變頻器中,從而解決了同步的問(wèn)題,簡(jiǎn)化了控制過(guò)程,節(jié)約了費(fèi)用。臺(tái)達(dá)VFD-M迷你型交流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器具有簡(jiǎn)易向量控制和V/F控制方式,內(nèi)建串列通訊界面RS-485(速率38400MAX),具有PID控制。能夠出色的完成控制任務(wù),其面板上自帶的調(diào)速器還可以方便的進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。一般變頻器都是進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)在同一排端子,電儀人員在接線(xiàn)時(shí),很容易將線(xiàn)接錯(cuò),尤其是小型變頻器。由于接線(xiàn)錯(cuò)誤將直接導(dǎo)致變頻器炸機(jī)。甚至引起線(xiàn)路跳閘,影響生產(chǎn)。臺(tái)達(dá)VFD-M型變頻器將進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)分列在上、下兩端。從而避免了這種情況。在實(shí)際應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的效果。

2.2 壓榨工序

經(jīng)過(guò)堿液浸漬后的纖維素形成了堿纖維素,通過(guò)壓榨機(jī)的擠壓,將多余的堿液從漿粕中擠出,使之與堿纖維素分離,同時(shí),把半纖維素及其它雜質(zhì)盡可能地分離出去。從而提高堿纖維素的純度。采用連續(xù)式浸漬壓榨機(jī)壓榨時(shí),在漿粥濃度和供漿粥量不變的情況下,壓榨輥的線(xiàn)速度越快,通過(guò)壓榨點(diǎn)(兩壓輥相切點(diǎn))的堿纖維素層越薄。壓榨的壓力就越小,獲得的堿纖維素組成含甲種纖維素量越低。堿纖維素越濕,因此堿纖維素組成中甲種纖維素含量與壓榨輥的轉(zhuǎn)速成反比。但若漿粕的壓榨性能改變時(shí),壓榨輥的轉(zhuǎn)速必須作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,當(dāng)漿粕不易壓榨時(shí),壓榨輥的轉(zhuǎn)速須適當(dāng)調(diào)慢,也就是將壓榨的壓力適當(dāng)提高,以獲得均一的堿纖維素組成。當(dāng)產(chǎn)量增加,投料速度加快時(shí),漿粥泵供漿粥量應(yīng)按比例提高,即漿粥泵轉(zhuǎn)速與產(chǎn)量成正比,與此同時(shí),壓榨輥的轉(zhuǎn)速也按比例加快,即壓榨輥的轉(zhuǎn)速與產(chǎn)量成正比。此時(shí)壓榨過(guò)程堿纖維素所受壓力不變。在過(guò)濾工序,粘膠過(guò)濾受到壓差的控制,當(dāng)濾機(jī)前后壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí),濾機(jī)開(kāi)始反洗。濾機(jī)進(jìn)口的壓力是操作工設(shè)定的。當(dāng)壓力低時(shí),加大電機(jī)的頻率(電機(jī)功率22kW),當(dāng)壓力高時(shí)降低電機(jī)的頻率。壓力信號(hào)經(jīng)PLC(西門(mén)子S7-200)處理后,輸送給變頻器,用于調(diào)速。變頻器的故障信息及時(shí)反饋到上位機(jī)。變頻器有手自動(dòng)控制,自動(dòng)控制時(shí),頻率信號(hào)由上位機(jī)給出,手動(dòng)控制時(shí),頻率信號(hào)由控制柜上的電位計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際使用過(guò)程中,由于工藝上產(chǎn)量提高的需要,增加了一臺(tái)過(guò)濾泵。在自控方面,通過(guò)論證,利用原先的變頻器以及壓力信號(hào)就能夠滿(mǎn)足工藝要求,臺(tái)達(dá)VFD-F系列風(fēng)機(jī)水泵專(zhuān)用型提供中大馬力的功率,針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵運(yùn)行的負(fù)載性質(zhì)而設(shè)計(jì),一臺(tái)主機(jī)最多可控制四臺(tái)電機(jī)(可變速一臺(tái)、恒速三臺(tái));此外,還擁有加泵/減泵延時(shí)以及自動(dòng)節(jié)能功能,使系統(tǒng)運(yùn)行更有效率。節(jié)約了成本,提高了企業(yè)的效益。

2.3 紡絲

在紡絲過(guò)程中,要求各個(gè)變頻器的頻率保持一致,防止有速度不均的現(xiàn)象,否則會(huì)對(duì)絲束和設(shè)備造成損壞。

在紡絲工序,粘膠從計(jì)量泵出來(lái)以后,依次經(jīng)過(guò)紡絲機(jī)、一道牽伸機(jī)、一道集束機(jī)、二道牽伸機(jī)、二道集束機(jī)、三道牽伸機(jī)、牽引機(jī)、切斷機(jī)后進(jìn)入下一道工序。其中二道集束機(jī)的速度為主速度,其它的速度由二集束根據(jù)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制(如牽伸比)。變頻器由整流單元進(jìn)行直流供電,PLC一期工程(5萬(wàn)噸/年)采用的是西門(mén)子S7-200系列。組態(tài)軟件使用北京亞控科技發(fā)展有限公司的KINGVIEW(組態(tài)王),版本號(hào)6.52。二期工程(10萬(wàn)噸/年)采用的是西門(mén)子S7-300系列。組態(tài)軟件使用西門(mén)子WIN CC。在控制方式上分為手動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。通過(guò)分析,臺(tái)達(dá)系列變頻器完全能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制的需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

臺(tái)達(dá)變頻器能夠適應(yīng)各種不同場(chǎng)合下的應(yīng)用,安裝維護(hù)簡(jiǎn)便,和各個(gè)型號(hào)的PLC以及DCS都有著完美的結(jié)合。在節(jié)能環(huán)保、保護(hù)設(shè)備等方面有著至關(guān)重要的作用。在粘膠行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中承擔(dān)著保駕護(hù)航的責(zé)任。其優(yōu)異的性能以及良好的性?xún)r(jià)比越來(lái)越得到廣大自動(dòng)化工程師和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的青睞。

參考文獻(xiàn)

[1]楊希安,吳慧俊.粘膠纖維原液制造[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1983.

[2]VFD-M使用手冊(cè).中達(dá)電通股份有限公司,上海,2005.

[3]VFD-F使用手冊(cè).中達(dá)電通股份有限公司,上海,2008.

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