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        臺達變頻器在粘膠行業(yè)的應用研究

        2014-07-09 14:51:36周州葉榮明尹翠玉
        科技創(chuàng)新與應用 2014年20期
        關鍵詞:粘膠纖維臺達變頻器

        周州 葉榮明 尹翠玉

        摘 要:粘膠纖維行業(yè)是一個傳統(tǒng)的行業(yè),隨著工藝的不斷改進,自動化技術的不斷提高,生產(chǎn)能力得到了突飛猛進的發(fā)展,文章通過對15萬噸粘膠纖維的項目安裝調試及日常維護,總結分析了臺達變頻器在粘膠行業(yè)的應用情況,并對應用的范圍進行了說明。為行業(yè)的自動化改進提供了參考。

        關鍵詞:臺達;變頻器;粘膠纖維;應用

        粘膠纖維是人造纖維的一個主要品種。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,溶解于稀堿液內得到的粘稠溶液稱粘膠,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,因此在連續(xù)化的生產(chǎn)過程中對自動化設備的要求較高。尤其是在喂粕機投料、粘膠過濾以及在紡絲過程中,DCS、PLC以及變頻技術的應用讓生產(chǎn)工藝更加穩(wěn)定可靠。

        臺達變頻器具有功能齊全,調速精度高,體積小,結構緊湊,穩(wěn)定性好及可應用范圍廣等特點。人性化的界面、可靠的數(shù)據(jù)、精確的系統(tǒng),臺達變頻器的優(yōu)越性得到了用戶的認可和贊賞,為用戶提供安全可靠和高性價比的集成解決方案,滿足用戶多樣化和個性化的需求。文章結合臺達變頻器的特點來說明其在粘膠纖維中的應用范圍。

        1 實驗

        1.1 主要儀器、設備

        DCS(橫河西儀YOKOGAWA CS3000)

        臺達VFD-M型變頻器

        臺達變頻器VFD-F系列

        PLC(西門子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→過濾→脫泡→熟成→紡絲→后處理→成品

        2 結果與討

        2.1 喂粕工序

        在喂粕機投料時,操作工在DCS上設置或者調整生產(chǎn)速度,然后喂粕機對上面的纖維素進行稱重,重量信號通過串級控制輸送給堿液的流量計,控制纖維素和堿液的比例,從而使?jié){粥的濃度均勻。

        由于喂粕機有傳送電機、稱重電機以及分頁電機共三臺電機,功率為1.5kW,要求這三臺電機的速度必須同步,若發(fā)生不同步的情況,輕則纖維素會從喂粕機上掉下來,重則造成設備損壞。在控制過程中,由于操作工給出的只是一個信號,要求這三臺電機按同樣的速度運行,在DCS(橫河西儀YOKOGAWA CS3000)中要增加一個輸出就需要增加額外的費用。因此,在實際過程中,通過將電流信號串聯(lián)在這三臺變頻器中,從而解決了同步的問題,簡化了控制過程,節(jié)約了費用。臺達VFD-M迷你型交流馬達驅動器具有簡易向量控制和V/F控制方式,內建串列通訊界面RS-485(速率38400MAX),具有PID控制。能夠出色的完成控制任務,其面板上自帶的調速器還可以方便的進行速度調節(jié)。一般變頻器都是進線和出線在同一排端子,電儀人員在接線時,很容易將線接錯,尤其是小型變頻器。由于接線錯誤將直接導致變頻器炸機。甚至引起線路跳閘,影響生產(chǎn)。臺達VFD-M型變頻器將進線和出線分列在上、下兩端。從而避免了這種情況。在實際應用中取得了不錯的效果。

        2.2 壓榨工序

        經(jīng)過堿液浸漬后的纖維素形成了堿纖維素,通過壓榨機的擠壓,將多余的堿液從漿粕中擠出,使之與堿纖維素分離,同時,把半纖維素及其它雜質盡可能地分離出去。從而提高堿纖維素的純度。采用連續(xù)式浸漬壓榨機壓榨時,在漿粥濃度和供漿粥量不變的情況下,壓榨輥的線速度越快,通過壓榨點(兩壓輥相切點)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速成反比。但若漿粕的壓榨性能改變時,壓榨輥的轉速必須作適當?shù)恼{整,當漿粕不易壓榨時,壓榨輥的轉速須適當調慢,也就是將壓榨的壓力適當提高,以獲得均一的堿纖維素組成。當產(chǎn)量增加,投料速度加快時,漿粥泵供漿粥量應按比例提高,即漿粥泵轉速與產(chǎn)量成正比,與此同時,壓榨輥的轉速也按比例加快,即壓榨輥的轉速與產(chǎn)量成正比。此時壓榨過程堿纖維素所受壓力不變。在過濾工序,粘膠過濾受到壓差的控制,當濾機前后壓差達到設定值時,濾機開始反洗。濾機進口的壓力是操作工設定的。當壓力低時,加大電機的頻率(電機功率22kW),當壓力高時降低電機的頻率。壓力信號經(jīng)PLC(西門子S7-200)處理后,輸送給變頻器,用于調速。變頻器的故障信息及時反饋到上位機。變頻器有手自動控制,自動控制時,頻率信號由上位機給出,手動控制時,頻率信號由控制柜上的電位計進行調節(jié)。在實際使用過程中,由于工藝上產(chǎn)量提高的需要,增加了一臺過濾泵。在自控方面,通過論證,利用原先的變頻器以及壓力信號就能夠滿足工藝要求,臺達VFD-F系列風機水泵專用型提供中大馬力的功率,針對風機水泵運行的負載性質而設計,一臺主機最多可控制四臺電機(可變速一臺、恒速三臺);此外,還擁有加泵/減泵延時以及自動節(jié)能功能,使系統(tǒng)運行更有效率。節(jié)約了成本,提高了企業(yè)的效益。

        2.3 紡絲

        在紡絲過程中,要求各個變頻器的頻率保持一致,防止有速度不均的現(xiàn)象,否則會對絲束和設備造成損壞。

        在紡絲工序,粘膠從計量泵出來以后,依次經(jīng)過紡絲機、一道牽伸機、一道集束機、二道牽伸機、二道集束機、三道牽伸機、牽引機、切斷機后進入下一道工序。其中二道集束機的速度為主速度,其它的速度由二集束根據(jù)各個參數(shù)進行控制(如牽伸比)。變頻器由整流單元進行直流供電,PLC一期工程(5萬噸/年)采用的是西門子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6.52。二期工程(10萬噸/年)采用的是西門子S7-300系列。組態(tài)軟件使用西門子WIN CC。在控制方式上分為手動控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。轉換過程不會產(chǎn)生波動,實現(xiàn)無擾動切換。通過分析,臺達系列變頻器完全能夠適應現(xiàn)場自動化控制的需求。

        3 結束語

        臺達變頻器能夠適應各種不同場合下的應用,安裝維護簡便,和各個型號的PLC以及DCS都有著完美的結合。在節(jié)能環(huán)保、保護設備等方面有著至關重要的作用。在粘膠行業(yè)的生產(chǎn)過程中承擔著保駕護航的責任。其優(yōu)異的性能以及良好的性價比越來越得到廣大自動化工程師和現(xiàn)場維護人員的青睞。

        參考文獻

        [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.中達電通股份有限公司,上海,2005.

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

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