大容量短纤维前纺装备解决方案

1  引言

现代化纤生产和设备的特点是技术日趋先进，工艺更为成熟，品种变化越加灵活，更趋于大规模、高质量、低成本的生产经营模式。化纤生产设备继续向大型化、高速化、自动化、柔性化的方向发展。

随着化纤短纤维生产技术的不断进步、社会经济的发展而不断扩大对其的需求量。进口设备的单线生产能力从原来的15-50 吨/ 天，提高到目前的200-250 吨/ 天。因而国产化年产30000 吨（100 吨/ 天）的涤纶短纤维生产设备的开发就越来越受到人们的重视。其与过去的小化纤生产设备相比更具有规模化的优势，将大大降低生产成本、提高劳动生产率。

与过去传统的小化纤的电气控制系统相比较，大容量短纤前纺设备的纺丝机、卷绕机的现场I/O（输入/ 输出点）、A I（模拟量输入点）点数大幅增加（有的甚至增加50% 以上）,随之带来了电气控制中的许多困难，诸如：现场布线与信号干扰E M C 问题、卷绕机高低速切换无扰动要求、盛丝桶的伺服定位控制与丝束精确定长控制等等。以上这些新问题与新要求的产生使得整个大容量短纤系统的电气系统控制难度大为增加。本文将着重介绍我们在研发此类新一代生产设备中所进行的电气控制系统难点分析以及通过产研结合所作的解决方案，供大家分享。

2  大容量短纤前纺装备简述

大容量化纤短纤维前纺设备的主要结构如图1 所示：它主要由纺丝机（图中红线之上部分）、卷绕机（图中红线之下部分）、盛丝桶往复装置等组成。

图1 前纺设备主要结构图

2.1纺丝机

纺丝机主要由纺丝箱体、纺丝组件、纺丝泵、传动装置、冷却吹风、上油装置、联苯锅炉等组成。纺丝机的主要作用是将熔化的熔体通过弯道进入各个纺丝箱体，分配到各纺丝位的熔体经计量泵由纺丝头喷出。喷出的熔体细流受吹风装置的空气冷却凝固成丝条，然后从甬道落下继续冷却。纺丝泵、纺丝箱体如图2 所示。

图2  纺丝泵、纺丝箱体

联苯锅炉加热装置如图3 所示（一般一条生产线有2 台），用来对整个管道及所有纺丝箱体进行保温。

图3  联苯锅炉加热装置

2.2 卷绕机

卷绕机如图4 所示，主要由上油装置、切丝、吸丝装置、网络生头器、牵引机、喂入机等部件组成。其主要作用是在卷绕面板上设置第二道上油系统，为原丝再次上油，随后原丝经牵引辊、导丝辊、喂如轮装置牵伸后落入盛丝桶。

图4  卷绕机 

2.3盛丝桶往复装置

盛丝桶往复装置如图5 所示，主要由纵向、横向运动部件，进、出桶输送部件，台车等组成。它是化纤短纤维生产线中的重要设备，用来盛放由卷绕机牵伸下来的丝束，并通过纵向电机与横向电机的合成运动将丝束在桶里铺成V字型，以满足后纺的牵伸工艺要求。

3  电控难点分析与解决方案

纺丝机、卷绕机、盛丝桶往复装置三部分合起来称为纺丝联合机。在机械上它们属于一条化纤生产线上的三个密不可分的机械装置。但在电气控制系统上，它们可由三个独立的电气控制系统来分别控制，三个系统各有其控制难点。现以年产3万吨纺丝联合机为例介绍如下。