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---帮我实现了纺丝“三速”一致性控制
（Power Flex 700 drives solved “three speed” control in producing TOW）
姚金坤（YaoJinKun）
（昆明市穿金路725号:昆明醋酸纤维有限公司。邮编:650224）
（725 Chuan Jin Road Kunming P.R.C;Kunming Cellulose Fibers CO.LTD. P.C;650224）
摘要:丝束是一种高技术产品。生产丝束时整个过程对调速控制要求极高，特别是“三速”一致性控制,
直接影响丝束质量和产能。昆纤公司采用罗克韦尔AB公司变频器解决了调速难题，生产出了世界一流的产品。特别是运用新一代高性能的Power Flex 系列变频器后，使公司在生产规格多样化产品、工艺技改、实时系统控制、生产稳定性、提高产能等，有了更加得心应手的能力。
Abstract:Tow is a high-technology product..To controal speed is required very high in whole producing Tow ,especially the “three speed”. It influences the quality and output of TOW. KCFC have solved the difficult problem by using AC drives of Rockwell company, and produced the highset quality TOW in past. BY using the newest “Power Flex series AC drive”, KCFC is more improved capability in the diversification 、skill 、control 、
Stability 、ect。
关键词: 丝束生产 “三速”控制 AB变频器 品质产能改进
Key words: Producing TOW , Control the “three speed” , AC drive of AB company ,
Improved the quality and output
1．概述
醋酸纤维工业属纺织工业，早在上个世纪二十年代就实现了工业化生产。烟用二醋酸纤维素丝束是一种技术含量较高、品质较高的产品。我国在七十年代、八十年代曾进行了大量的丝束生产工业化试验，最终因产品质量达不到要求而搁浅。直到八十年代末，通过技贸结合的方式引进美国塞拉尼斯（Celanese）生产技术，在江苏南通建立了国内第一家生产企业-南通醋酸纤维有限公司，才开始了国产丝束，结束了我国高品质烟用丝束长期以来全部依赖进口的历史。此后又相继建成珠纤、昆纤、惠大三家醋纤生产企业，并自行研制开发了31个新品、350孔纺丝工艺、丝束生产关键设备纺丝机、卷曲机等，形成了有自主知识产权的丝束生产工业。
丝束生产的关键设备是纺丝机和卷曲机，丝束产品规格的调整、产品质量合格与否，其决定因素是“三速”控制。即计量泵速度、喂丝辊速度、卷曲机速度的控制。
昆明醋酸纤维公司，自95年建厂时就采用了美国罗克韦尔公司的变频器（1336系列），使生产烟用丝束产品质量达到了国际最高标准要求，满足了国内烟草生产对丝束的要求，特别是2004年采用罗克韦尔AB公司新一代高性能的Power Flex 系列变频器后，使昆纤产品在生产规格多样化、工艺技改、实时系统控制、生产稳定性、提高产能等，有了更加得心应手的能力。
2．丝束生产工艺与“三速”控制；
丝束生产工艺主要是将二醋片经浆液制备、3级过滤、纺丝、卷曲、干燥、摆丝、打包7个主工艺段来完成丝束生产和包装。辅助工艺主要是丙酮回收、助滤剂制备、TiO2浆液配制、ST-90制备、公用生产介质（工艺水、软水、蒸汽等）、空调系统等。其中生产不同规格产品、产品质量合格与否的关键是纺丝和卷曲。
2.1 纺丝和卷曲工艺
二醋片经浆液制备、3级过滤后,经制浆段S泵打到纺丝机上端的浆液总管,在浆液总内反复打循环合格后,由大计量泵控制浆液总量，浆液从纺丝机上144个浆液分支管，经对应的144个高精度计量泵控制，计量泵的速度决定了丝束生产的规格。计量泵在运转时把浆液分支管送来的浆液定量送入烛形过滤器，浆液经烛形过滤器后进入浆液预热器，预热的高压浆液经喷丝帽的三层过滤后由喷丝孔喷出,喷出的浆液与纺丝机甬道上部的预热空气一起向下运动，喷丝帽喷出的浆液在均匀热空气的作用下蒸发出丙酮和水份，到甬道底部时形成醋酸纤维单丝。通过喂丝辊的运转将丝从甬道内牵出，通过集丝V形板和集丝罗拉，把单丝汇集成一股丝束,每股丝束经上油辊获取所需的外油含量，再绕过喂丝辊通过节点捕捉器至转向罗拉转900度后，汇集于丝带，根据不同品种要求(20—60)的丝股汇集成丝束带。从纺丝机出来的丝带,在卷曲机对棍的牵引下丝带平展地进入卷曲机腔, 卷曲机腔内受卷曲机压版的压缩变成卷曲丝束,然后喷入卷曲机铺丝器槽,沿槽往下运动后进干燥器,经干燥除丙酮、水份后进入摆丝，打包后完成丝束成品。
(丝束是非常细的,目前生产的丝束规格一根9000米长的丝重为2-4克)
2.2 丝束的质量与“三速”的关系:
从纺丝和卷曲工艺可见,丝束生产的关键是在纺丝机和卷曲机上完成的,其产品规格和质量也是在纺丝机和卷曲机段完成的。控制丝束产品规格、质量、产量的核心工作均集中于“三速”控制，即计量泵、喂丝辊、卷曲机对辊的速度。
计量泵、喂丝辊、卷曲机速度控制，每一环节决定丝带的内在、外在质量，每一个环节要求极其稳定、控制精度要求高；另外“三速”的一致性是致命的技术要求，整个生产过程中,”三速”匹配后反应出丝带的线速度必须越一致越好，只要有一点匹配不好，丝束生产稳定性和连续性就受到挑战,丝束断带、质量不合格。
2.3纺丝速度和“三速”控制方案：
纺丝速度是丝束生产质量和产量的决定因素。贯穿整个纺丝生产过程中的重要速度，除“三速”外还有上油辊速度、干燥机链板速度，摆丝机对辊速度，每一根合格丝都要经过上速几个速度的有效匹配控制。生产中几个速度做到反应在丝带上的线速度一致性越好，质量、产能越高，生产越稳定和连续。
纺丝速度控制，通常以“三速”中喂丝辊速度为中心，以“三速”控制为主，辅以上油辊速度、干燥机链板速度，摆丝机对辊速度，最终完成整个丝束生产的控制。
在实际生产中,一台变频器控制一台大计量泵速度,通过大计量泵控制144台小计量的浆液速度;一台喂丝辊控制144股丝,又由4台卷曲机配合完成对同一喂丝辊的丝带进行卷曲,每一台纺丝机要对应配合8台卷曲机，由于各设备功率、轴径、工作位置等不同,使”三速”控制变得更加困难。
为做好这些速度的控制，昆纤工程对这些设备速度的控制方案，都采用了罗克韦尔AB公司的变频器，二期工程采用新一代Power Flex系列变频器。采用同一厂家、同一系列，使其有较好的一致性，较成功的决解了纺丝“三速”控制一致性的问题，使昆纤公司开展的工改，生产不同规格、品种的产品，开发企业潜能，提速增产增收都变得能得心应手。
3．Power Flex系列变频器功能及运用效果
罗克韦尔AB公司Power Flex系列变频器是一个大家族，主要分为Power Flex 4系列和Power Flex 7系列两个等级。每个等级中的变频器，针对运用需求又分为几种产品，每一种产品中又根据性能要求不同分为不同档次的产品，这对用户在使用时，既能选到满足生产要求的变频器，又能节约生产投入成本。
昆纤公司丝束生产中选用的Power Flex 系列变频器，主要是Power Flex 40、70、700变频器，是根据工艺控制性能要求和使用环境要求等考虑。选型合理对确保运用效果是非常重要的。本文结合昆纤公司的特点简要交流Power Flex700变频器功能和运用效果：
①．Power Flex 700变频器：控制方式中主要有基本型和带AB专利FORCE技术的磁场定向控制；两种不同的选择对电机速度控制精度要求是有很大差异，当然费用也不一样；选用基本型对电机速度控制精度为0.5%；选用带FORCE技术的速度控制精度为0.001%。在选基本型变频器时，如果要采用无速度传感器矢量控制方式，选择带不带编码器对速度控制精度也是有很大差异的，不带编码器对速度控制精度为0.5%，带编码器反馈对速度控制精度为0.001%。不同的选型对应性能和价格是有差异的。昆纤“三速”控制的关键是“三速”控制后反应的丝束线速度一致性，对单设备速度控制主要是稳定性，故选用Power Flex 700变频器标准型配置。
② Power Flex 700变频器：25HP以下的都内置有动态制动单元。动态制动单元对调速性能要求高，特别对需要快速减速的性能有极好的改善。昆纤丝束生产因需要适应市场对不同规格产品需求，工改需要调速频繁，故在选型时对纺丝、卷曲机配的变频器都考虑了带动态制动单元。
③．Power Flex 700变频器：内置有EMC滤波器和输出共模磁心，能够满足全求EMC电磁兼容性的要求，提供了一体化的集成解决方案；
④．Power Flex 700变频器有较好的网络控制功能，有利于昆纤实现了电气马达调速控制与过程控制系统PCS7，全厂管理控制系统，实时状态在线监视系统等，有效的通信和控制连接。
⑤、Power Flex 700变频器采用了通用人机界面。人机界面包括LCD人机界面模块和基于PC的组态软件。昆纤为完善对变频系统的管理，还配置了DriveTools2000TM 在离线和诊断软件，DriveExplorerTM在线组态软件等，通过这些工具软件，对全厂变频器组态和化、设置和定值管理、故障诊断分析处理、实施预防维修等，都有较大改善。
AB公司的Power Flex系列变频器是一个功能强大、操作灵活、适应性强、使用经济性好的家族产品。除硬件选型时要关注需求功能外，在安装后对其编程组态,做好运用功能选择、参数设置也是非常重要的。昆纤在使用Power Flex系列变频器时，因设置不当也发生过导致影响生产的事故，如摆丝机因减速时间设置不当，在快速减速时导致故障停机，后修改减速时间设置就解决了问题。
综上所述，变频器的运用效果，一是设备选型非常重要，设备本身的性能决定对生产的保障能力。设备选定安装后，做好对其性能的掌握和运用也是非常重要的工作。昆纤使用罗克韦尔公司变频器100多台，新一代高性能的Power Flex 系列60多台，自95年投运到现在，没有发生一次变频器本身的设备事故，其间发生的一些生产事故，经分析都属选型不当和运用时参数设置不当的问题，AB变频器为昆纤生产高品质丝束和稳定、连续生产，做出了很大的贡献。
4．应用体会
通过一期工程（95年）使用罗克韦尔公司1336系列变频器，二期工程（2004年）采用Power Flex系列变频器，我们体会到罗克韦尔公司变频器是高质量，高性能的产品。特别是最新一代Power Flex系列变频器，功能更强大、操作更灵活、对各类设备、使用环境的适应性更强。对有特殊功能要求，如高精度速度控制、苛刻场所应用、多台设备同步性能一致性控制等，都能取得较好的控制效果。昆纤在使用中体会到Power Flex系列变频器，实施对生产设备控制的稳定性、调速性能、网络功能、与工艺过程的联控等，都有较好的效果。