腺輪生產(chǎn)線紡絲的工藝復(fù)雜，工位多，要求張力控制，有的要求位置控制。大慶腈綸廠95年對其引進(jìn)美國CHEMTEX公司采用美國ACC工藝技術(shù)的年產(chǎn)5萬噸腈綸生產(chǎn)線進(jìn)行了變頻PLC改造。我們采用了“同步運行方式”，設(shè)置“無張力控制環(huán)節(jié)”、“松緊架同步裝置”、行，平穩(wěn)可靠，牽伸倍率由1.04到1.4，年增產(chǎn)382噸，年降低故障、節(jié)省維修費57.5萬元，年提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高等級合格率經(jīng)濟效益325萬元，年節(jié)電58萬KW.97年該項目通過中國石化總公司鑒定，專家結(jié)論是九十年代國際先進(jìn)水平。

蘭化化學(xué)纖維廠是我國1965年從英國考陶爾茨（Courtaulds）引進(jìn)的第一套8000t/a腈綸生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)工藝采用硫氰酸鈉一步法。

腈綸生產(chǎn)過程是一種相當(dāng)精細(xì)的生產(chǎn)過程，調(diào)速精度要求非常高。除纖維的成形和后處理以及毛條加工直接依賴調(diào)速外，紡前準(zhǔn)備和原液系統(tǒng)的液位、壓力、流量控制以及生產(chǎn)的平穩(wěn)性、絲束質(zhì)量、能耗、物耗等都與調(diào)速性能有直接或間接的關(guān)系。該紡絲生產(chǎn)線長達(dá)170米，各道工序絲束的運行速度都是根據(jù)工藝要求來設(shè)定的。原設(shè)計速度控制系統(tǒng)全部采用滑差電機、直流電機及與其配套的電子系統(tǒng)來實現(xiàn)，但由于原英國裝置已運行二十多年，設(shè)備嚴(yán)重老化、故障率高，加上設(shè)備本身復(fù)雜，維修量大，生產(chǎn)上往往一處波動都會引起全線波動，甚至造成全線停車，生產(chǎn)穩(wěn)定性差，非計劃停車次數(shù)多，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。

1995年對紡絲生產(chǎn)線的調(diào)速系統(tǒng)及主要調(diào)速設(shè)備進(jìn)行了全部改造。三條紡絲生產(chǎn)線共安裝變頻調(diào)速器113臺，全部淘汰了滑差電機和直流電機，生產(chǎn)穩(wěn)定性明顯提高，非計劃停車次數(shù)逐步減少，廢絲、廢膠量明顯降低，產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著的提高。

采用變頻調(diào)速技術(shù)后，1995年產(chǎn)量達(dá)到16000t/a，把原設(shè)計能力翻了一番。這一成績的取得，除設(shè)備改造更新外，積極大膽廣泛地采用變頻調(diào)速技術(shù)也是關(guān)鍵因素，僅增加產(chǎn)量一項，每年即可創(chuàng)效益近500萬元以上。

變頻調(diào)速技術(shù)因其穩(wěn)定性好，可靠性高，大人提高了設(shè)備的運行周期，使過去由于電氣儀表原因造成的非計劃停車次數(shù)大幅度下降，每年可增加產(chǎn)量近150噸，增加效益近百萬元。

產(chǎn)品質(zhì)量有了明顯提篼，廢絲、廢膠率逐年下降，NaSCN等原料的單耗亦下降，生產(chǎn)成本降低。

節(jié)約NaSCN320.16噸，增加利潤192.096萬元，節(jié)約材料費近30萬元。合計增加效益表1變頻改造節(jié)電情況測定（以三線離心泵CH532N為例）時間電機型號額定功率運行電流運行轉(zhuǎn)速運行屯壓運行功率改造前改造后從表1可知，節(jié)電效果顯著，經(jīng)實測，當(dāng)用變頻調(diào)速器協(xié)調(diào)控制時，電機運行的電流普遍下降，電機使用功率平均比原來下降50%以上。

該廠目前有200臺電動機使用了變頻調(diào)速器，其使用變頻器前電動機功率總和為828.4kw，使用后功率總和為467.6Ikw.每臺電動機按設(shè)計一年運行8000小時，（實際上大于8000小時）則每年可節(jié)電288萬kw.h，每度電按0.21元計，每年可節(jié)約60萬元左右。

200臺變頻器投資約300萬元，綜合效益一千萬元，滌綸前紡生產(chǎn)線儀征化纖聯(lián)合公司滌綸一廠前紡變頻控制系統(tǒng)是80年代引進(jìn)西德AEG公司技術(shù)，由國內(nèi)組裝的電壓型SCR逆變器，由于系統(tǒng)是分立器件，可靠性低，由于SCR不能自關(guān)斷、要是使其關(guān)斷，增加強迫關(guān)斷電路，使設(shè)備體積增大。由計量泵和卷繞機構(gòu)組成一條生產(chǎn)線，計量泵有24臺、由一臺變頻器控制，卷繞由7輥、5輥和喂入輪組成。7輥有7臺電機，由一臺變頻器控制；5輥有5臺電機，由一臺變頻器控制，喂入輪一臺電機由單臺變頻器控制。為了保證精度，從計量泵到卷繞機構(gòu)共計37臺電機全部采用永滋或永磁反應(yīng)式同步電機，卷繞7輥、5輥和喂入輪嚴(yán)格按工藝給定的比例運行，保證微張力牽伸。并要求在低速伸頭完成后，卷繞各輥按比例和固定的斜率升到高速生產(chǎn)。原系統(tǒng)為4備1（或2備1）系統(tǒng)，即有四條常用生產(chǎn)線，一條線后備，主回路由電磁接觸器聯(lián)鎖切換，控制信號的邏輯電路由中間繼電器構(gòu)成并完成切換，而模擬電路（如設(shè)定信號、比例信號）的切換，靠更換接插頭電纜完成，切換很頻繁，與中央控制的邏輯聯(lián)系靠很多中間繼電器來完成。由于控制落后，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，改造成為必然。1993年深圳華能公司和滌綸一廠共同設(shè)計了由富士變頻器和可編程控制器組成的前紡電氣傳動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)頻率設(shè)定電路采用數(shù)字設(shè)定方法，不僅達(dá)到工藝要求的篼精度要求，設(shè)定分辨率達(dá)到0.01HZ，而且從根本上解決了模擬設(shè)定電路的溫度漂移問題。在調(diào)試和生產(chǎn)運行中證明了這一點。

系統(tǒng)的所有操作，即變頻器的啟動、停止，包括現(xiàn)場的低速、高速信號和系統(tǒng)間的連鎖信號與儀表系統(tǒng)的信號控制、主臺與備臺的切換邏輯連，全部用一臺PLC來實現(xiàn)，大大簡化了外部接線，省去了所有的中間繼電器，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性，因為PLC的所有輸入、輸出均有指示，也為系統(tǒng)的維護帶來很多便利條件。

以主臺與備臺的切換舉例，原系統(tǒng)在主備臺切換時，有專用的切換控制柜，在切換柜上完成主回路的切換，有一批中間繼電器完成相應(yīng)的邏輯連鎖。變頻器的模擬設(shè)定等信號要靠接插件改變連接來實現(xiàn)，而現(xiàn)在的系統(tǒng)只要一只轉(zhuǎn)換開關(guān)，就可將主回路的切換和控制回路、設(shè)定電路的所有信號的切換工作完成，中間邏輯、連鎖邏輯完全由PLC的軟件來實現(xiàn)，從而大大簡化了切換操作，提高了切換速度，降低了故障率。

切斷機儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸四廠紡絲車間切斷機為20世紀(jì)80年代引進(jìn)德國產(chǎn)品，屬雙閉環(huán)直流調(diào)速控制，投產(chǎn)以來，逐漸暴露一點問題，不能適應(yīng)“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的要求，其問題是：系統(tǒng)振蕩。控制系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速，對速度環(huán)，電流環(huán)和反饋等參數(shù)的調(diào)整配合要求相當(dāng)高。稍有參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，反饋信號干擾，就會產(chǎn)生切斷機刀盤振蕩，造成切絲長度不等，機械齒輪磨損等，嚴(yán)重影響紡絲的正常運行。

插卡故障率高。由于該系統(tǒng)由兩組可控硅實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，現(xiàn)場操作正、反轉(zhuǎn)頻繁，系統(tǒng)經(jīng)常在兩個象限間變化，因而封鎖邏輯功能負(fù)擔(dān)很重。在使用過程中，曾出現(xiàn)封鎖邏輯損壞現(xiàn)象。

制動抱閘卡死。系統(tǒng)制動部分采用電磁抱閘原理。實際運行中，啟停車相當(dāng)頻繁，而制動單元磨擦片極易損壞并卡死，現(xiàn)場條件又使得換卸工作相當(dāng)不便，這種類型故障往往需相當(dāng)長時間才能修復(fù)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

4電機碳刷磨損快、火花大。直流電機及測速發(fā)電機碳刷磨損快，經(jīng)常造成火花增大，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性降低，并增加了日常工作的維護量。

為此，1993年在深圳華能的配合下，對該設(shè)備進(jìn)行了改造。

在新系統(tǒng)中，核心環(huán)節(jié)變頻單元，選擇了具有90年代水平日本富士公司生產(chǎn)的FRN5000G7S系列變頻器，該變頻器控制器采用了雙16位CPU，并具有高速轉(zhuǎn)矩限定，轉(zhuǎn)差率補償控制等特殊功能。對中心環(huán)節(jié)一信號處理單元，選擇了具有90年代先進(jìn)水平的可編程控制器。

新系統(tǒng)中采用了微處理機，增加了全工藝流程顯示功能，一旦出現(xiàn)故障，馬上能采取相應(yīng)的處理手段，充分利用富士變頻器的優(yōu)點，對輸出電流、輸出頻率（輸出轉(zhuǎn)速）都做了限定（并對其數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理）。從而提供了系統(tǒng)的可靠性。

利用國產(chǎn)交流電機與系統(tǒng)配套，采用原系統(tǒng)中的產(chǎn)量顯示功能，可靠并降低了成本。

由于富士變頻控制器、微處理機都具有計算機通訊接口，便于今后系統(tǒng)擴充，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。實踐證明，新設(shè)計的系統(tǒng)是十分成功的。

新系統(tǒng)于1993年3月制造完成，4月調(diào)試空運成功。7月上機運行，經(jīng)過5個月的運行，證明其性能優(yōu)異，完全滿足工藝生產(chǎn)要求。運行穩(wěn)定、可靠，無任何故障出現(xiàn)，具有很強的實用性，完全達(dá)到原系統(tǒng)的指標(biāo)，經(jīng)試用證明，新系統(tǒng)還有如下特點：該系統(tǒng)控制性能，產(chǎn)品適應(yīng)范圍（調(diào)速范圍）達(dá)到并超過了原德國設(shè)計系統(tǒng)，切斷速度在原設(shè)計50~350m/min之內(nèi)系統(tǒng)控制穩(wěn)定，并根據(jù)工藝要求可調(diào)。

新系統(tǒng)保護功能強（13種），并具有故障記憶、自診斷、顯示功能。對分析故障及解決問題提供了強有力的手段。

調(diào)試簡單。新系統(tǒng)所有參數(shù)的設(shè)定及修改均有面板的主鍵盤來完成。與以前的系統(tǒng)相比，大大縮短了時間，簡化了調(diào)整方法，使其更易掌握。

新系統(tǒng)中采用的變頻器具有很多獨特的、有實用價值的功能。如高速轉(zhuǎn)矩的計算、轉(zhuǎn)矩的限定、電流限定等功能。這些特性保證了新系統(tǒng)的性能優(yōu)異。

新系統(tǒng)功率因數(shù)高，諧波成分小。因為系統(tǒng)中變頻器整流側(cè)采用的二極管橋，因此實測功率因數(shù)都很篼，均在0.95以上，而原設(shè)計系統(tǒng)功率因數(shù)值僅在0.45-0.8之間。

新系統(tǒng)有比較優(yōu)越的價格性能比，而且體積小，重量輕，更換方便。

系統(tǒng)可靠性高。由于該系統(tǒng)采用交流電機，無滑環(huán)和炭刷、不可能打火和更換，提高了設(shè)備可靠性。

提高生產(chǎn)效益。原切斷機投產(chǎn)以來，累計故障停產(chǎn)50次，每次平均。5天。

電控系統(tǒng)比較如下表：項目原設(shè)計新設(shè)計電路型式專用電流型通用電壓型精度0.001數(shù)字量設(shè)定調(diào)速范圍控制電路形式數(shù)一模混合雙CPU全數(shù)字化控制功能實現(xiàn)碼件編碼設(shè)定（軟件）電流波形階梯波接近正弦波速度環(huán)有無啟動方式硬啟動軟啟動調(diào)整方式電位器鍵盤輸入保護功能5種故障記憶功能13種擴展無5種標(biāo)準(zhǔn)選擇通訊功能無RS232C串行接口容量顯示電壓、電流全工藝過程、電壓電流價格35萬元17萬元長絲高速紡天津石油化工廠長絲廠高速紡螺桿擠壓機調(diào)速系統(tǒng)是八十年代由日本引進(jìn)的。經(jīng)過幾年來（特別是近年來）的運行，逐漸暴露出了問題。

不適應(yīng)負(fù)荷品種大范圍變化的需求，生產(chǎn)過程中時有跳閘現(xiàn)象出現(xiàn)（先天存在）。據(jù)開車6年來統(tǒng)計，每年均在十次以上（90、91年多達(dá)40次/年以上），嚴(yán)重影響了紡絲的正常進(jìn)行。

由于現(xiàn)場環(huán)境不良等原因，造成PG測速反饋環(huán)節(jié)故障而導(dǎo)致的螺桿擠壓機停車現(xiàn)象也屢有發(fā)生（開車以來發(fā)生16起）。

原裝置功率因數(shù)低，諧波成分高，對電網(wǎng)污染大。

原裝置本身由于元器件等問題，近年來也偶有故障發(fā)生，然而備件供應(yīng)困難、周期長（要2年左右），價格高（一套控制板要13萬元人民幣左右），因此這一環(huán)節(jié)也直接影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定。

由于上述問題的存在，從90年開始，被迫在部分螺桿擠壓機上采取了減位生產(chǎn)等措施。僅此一項每年就使該廠損失利稅數(shù)百萬元以上。

據(jù)此原因，該廠會同深圳華能公司對POY螺桿擠壓機調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改造。

A、在新系統(tǒng)中，核心環(huán)節(jié)一變頻單元，我們選擇了九十年代水平，日本富士公司生產(chǎn)的FRN5000G74系列變頻器。該變頻器控制回路采用雙十六位CPU，控制采用磁通控制SPWM模式，并具有高速轉(zhuǎn)矩限定、轉(zhuǎn)差頻率補償控制等特殊功能。

B、新系統(tǒng)中壓力調(diào)節(jié)部分仍采用了原裝置中的智能化壓力調(diào)節(jié)器（型號：SLCD-120B〈曰本YEW公司產(chǎn)>）。

C、利用FRNIC5000G7/P7系統(tǒng)變頻器特有的轉(zhuǎn)差補償控制功能，去掉了PG測速反饋環(huán)節(jié)，進(jìn)一步簡化了系統(tǒng)。

D、該系統(tǒng)控制性能，產(chǎn)品適應(yīng)范圍（調(diào)速范圍）達(dá)到并超過了原日方設(shè)計的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在生產(chǎn)250dtex（最大規(guī)格品種）poy絲時，喉部壓力可保證在+.5Mpa之內(nèi)。

這小于工藝允許壓力偏差值，而調(diào)速范圍可達(dá)原系統(tǒng)的數(shù)倍以上。

E、新系統(tǒng)保護功能強（13種）并具有故障記憶及自診斷功能。一旦變頻器出現(xiàn)問題，這對分析故障及解決問題提供了強有力的手段。

F、調(diào)試簡單：新系統(tǒng)所有參數(shù)的設(shè)定及修改均由面板上的鍵盤來完成。較以前的系統(tǒng)，大大縮短了調(diào)整時間，簡化了調(diào)整方法，使一般人更易掌握。

G、新系統(tǒng)中采用的變頻器具有很多獨特的、有實用價值的功能。如：篼速轉(zhuǎn)矩計算、轉(zhuǎn)矩限定、轉(zhuǎn)差補償控制、電流限定等功能。這些特性，保證了新系統(tǒng)的優(yōu)異性能。

H、新系統(tǒng)功率因數(shù)高，諧波成分小。因為系統(tǒng)中變頻器整流側(cè)采用的二極管橋，因此實測功率因數(shù)很高，均在0.97以上，而日方設(shè)計系統(tǒng)cos 4值在0.40.8之間。下表是3臺螺桿機實測值：3臺螺桿機實測值生產(chǎn)品種：16Sdtex項目原系統(tǒng)現(xiàn)系統(tǒng)擠壓機號p有功Q無功P視在I、新系統(tǒng)有比較優(yōu)越的價格性能比，且體積小、重量輕、更換方便。

卷繞機使用的電動機是特殊電機，起動電流是運行電流的15倍左右，頻繁起動容易燒毀電機。

鋸齒波發(fā)生器是模擬量控制，控制精度低、溫漂大、抗干擾差。

卷繞機用電動機技術(shù)數(shù)據(jù)如下：摩擦輥電機（也稱FR電機）種類容量（KW）電壓（V）電流（A）級數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)（頻率，HZ）同步電動機橫動電動機（也稱TR電機）種類容量（KW）電壓（V）電流（A）級數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)（頻率，HZ）異步電動機基于以上原因，1996年初決定對原集中變頻系統(tǒng)進(jìn)行改造，雙方工程技術(shù)人員經(jīng)過試驗分析，選用了在國際上較先進(jìn)的日本明電舍VT210S具有卷繞機要求的擺頻功能系列變頻器，其特點如下：頻率精度較高，數(shù)字設(shè)定±。1%，適合紡絲生產(chǎn)要求；抗干擾能力較強，而對其他電氣設(shè)備干擾小：故障診斷功能強：23種代碼分別代表過流、過壓、欠壓、過熱、過載、I/O、接地、CPU等等。對故障狀態(tài)下的電流、頻率都有記載，便于故障分析和處理。

內(nèi)部輸入/輸出信號，既有RY接點繼電器輸出，又有集電極開路輸出；變頻器具有往復(fù)運行方式功能，適合紡織機械要求橫動速度反復(fù)變化的需要，不用另加鋸齒波信號源；改造后的變頻器的負(fù)載運行測試數(shù)據(jù)如下：電動機起動電流（A）起動時間（s）運行電流（A）改造前改造后改造前改造后改造前改造后以上數(shù)據(jù)看出采用明電舍210S型變頻器做卷繞機單臺控制后電動機起動電流明顯減小，實現(xiàn)了所謂的“軟”起動，與改造前起動電流50A比較，沖擊電流減小80%設(shè)備投入運行以來，沒有一臺卷繞機電動機燒毀，過去平均每月要燒毀電動機1.5-2臺。

改造后擺頻部分的工藝參數(shù)可以用數(shù)字量精確控制，使產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量大幅度提高。

48臺卷繞機變頻系統(tǒng)由“集中”變頻控制改造成“單臺”變頻控制后，穩(wěn)定了工藝，不到一年即收回改造投資，改造非常成功，為該廠提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加產(chǎn)品產(chǎn)量打下基礎(chǔ)。

聚酯生產(chǎn)線聚酯生產(chǎn)是連續(xù)的過程，我國的聚酯生產(chǎn)裝置最初是從國外成套引進(jìn)，最近幾年由于擴容，多數(shù)由國內(nèi)設(shè)計并購國內(nèi)設(shè)備來完成增容改造。我公司參加并完成如遼化聚酯廠和浙化聯(lián)聚酯裝置的改造，由于均選用進(jìn)口變頻器，低壓開關(guān)，接觸器等。既保證了設(shè)備可靠性，又降低了設(shè)備成本。

聚酯生產(chǎn)中，有調(diào)速要求的有辛鮮淥捅玫緇⒃ぞ鄯從ζ鶻漣杵韉緇⒃ぞ畚鍤淥泵電機、后縮聚反應(yīng)器攬拌器人□電機、后縮聚反應(yīng)器攪拌器出□電機、熔體輸送栗電機、消光劑輸送泵電機等。聚酯生產(chǎn)過程是一個連續(xù)的、自動化的過程，裝置由DCS（集散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)集中監(jiān)控，各個傳動部位接收來自DCS的控制指令并回饋相應(yīng)的運行狀態(tài)信號給DCS系統(tǒng)。

一般情況下不允許其中某個環(huán)節(jié)突然中斷，一旦發(fā)生較長時間的中斷可能導(dǎo)致巨額的經(jīng)濟損失。因此，在有可能的部位，管道設(shè)計成兩個通路，每個通路設(shè)有傳動裝置，可以互為備用，也可同時工作。后縮聚反應(yīng)器攪拌器出入口電機對連續(xù)工作的要求更高，由于該部位電機本身無法備份，對變頻器的可靠性要求就大大提高，因此一般要求變頻器設(shè)置二套互為備用，在運行變頻器出現(xiàn)故障情況下備用變頻器應(yīng)能盡快投入運行，保證連續(xù)生產(chǎn)的需要。

由于聚酯生產(chǎn)裝置對傳動系統(tǒng)可靠性要求較篼，滿足電機的在線啟動，重載啟動功能及較強的通訊擴展功能，我們采用德國西門子變頻器及日本富士變頻器。

聚酯變頻調(diào)速系統(tǒng)的一次回路構(gòu)成如所示。

（單臺變頻驅(qū)功由于一套裝置中采用了較多的變頻器，因此變頻器產(chǎn)生的諧波問題就比較突出。為此在變頻器輸入側(cè)和輸出側(cè)均安裝了交流電抗器。輸入電抗器主要起抑制諧波對電網(wǎng)的污染并有效地改善功率因數(shù)的作用。輸出側(cè)電抗器則主要起抑制高次諧波的作用。變頻器輸出電壓中包含的高次諧波有兩個不利的影響：一是干擾弱電控制系統(tǒng)，二是在較長的電纜中產(chǎn)生漏電流，這個漏電流有時足以使變頻器和計算機無法工作。在沒有輸出濾波電抗器情況下，電機與變頻器之間的最大允許導(dǎo)線長度在100米左右，而使用輸出濾波電抗器時這個長度可以達(dá)到600800米。由于聚酯生產(chǎn)裝置往往比較龐大，電機與變頻器之間的距離都比較遠(yuǎn)，所以為了保險起見需加裝電抗器。另外，輸出電抗器對保護電機絕緣也有好處。

上述一次線路構(gòu)成適用于漿料輸送泵、預(yù)聚物輸送泵、熔體輸送泵、消光劑輸送泵、預(yù)聚反應(yīng)器攪拌器電機等的變頻驅(qū)動。對于后縮聚反應(yīng)器攪拌器出/人口電機的變頻驅(qū)動來說，由于電機無法備用設(shè)置，為了提高可靠性，采用兩套變頻器互為備用的方式，其一次線路圖如。

這樣設(shè)計的調(diào)速系統(tǒng)，在遼化、浙化聯(lián)運行的都很成功，達(dá)到了工藝要求和增容的目標(biāo)。同國外進(jìn)口的聚脂裝置相比，有如下的特點：可靠性、實用性高于原進(jìn)口設(shè)備。由于是國內(nèi)設(shè)計，目的性明確，且設(shè)備均選用國外最先進(jìn)的變頻器和低壓電器，因而在可靠性、實用性方面都要優(yōu)于原進(jìn)口設(shè)備。