摘要：
本文介紹了德力西變頻器在江蘇某纖維素公司生產(chǎn)線上的應(yīng)用，詳細(xì)的敘述了在生產(chǎn)線中變頻調(diào)速器的調(diào)試過(guò)程，列舉了調(diào)試過(guò)程中遇到的難題，指出了變頻系統(tǒng)的優(yōu)越性，并給出了完善的解決方案。

關(guān)鍵詞：纖維素 德力西變頻器 程序運(yùn)行 同步控制

前言：
中國(guó)加入WTO至今，隨著紡織品配額的取消，開始進(jìn)入了后配額時(shí)代。紡織產(chǎn)品對(duì)設(shè)限國(guó)家的出口大幅增長(zhǎng)，使得紡織企業(yè)的優(yōu)勢(shì)得到了進(jìn)一步的體現(xiàn)，同時(shí)給中國(guó)的紡織加工企業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，只有把握好新的發(fā)展機(jī)遇、確保產(chǎn)品的質(zhì)量、降低產(chǎn)品的成本，才能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，保持領(lǐng)先。在降低產(chǎn)品的成本措施方面，節(jié)約電能成為其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

一、纖維素的生產(chǎn)工序
纖維素是棉紡織品的重要原料來(lái)源。棉的纖維素含量在95——97%，是用棉短絨等作為原料優(yōu)化處理得來(lái)的。經(jīng)過(guò)加工處理可制造人造絲和人造棉，其生產(chǎn)過(guò)程工序繁多，工藝復(fù)雜。該公司生產(chǎn)的纖維素主要來(lái)源于棉漿粕，經(jīng)過(guò)我公司工程人員的實(shí)地察看，其生產(chǎn)工序流程大致分為以下幾個(gè)部分：

其中每道工序的變頻器配置如下：

棉漿粕的生產(chǎn)流程是先將原材料（短棉絨）投入到兩個(gè)大型的蒸球中，然后往蒸球通入高溫高壓的蒸汽，通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)進(jìn)行定時(shí)的正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到對(duì)原材料進(jìn)行充分蒸煮的目的。經(jīng)過(guò)工藝要求規(guī)定的時(shí)間后，蒸球停止旋轉(zhuǎn)，并卸掉蒸汽壓力。將蒸煮后的原料投入冷水池進(jìn)行冷卻，然后再用抽料泵抽到碎漿機(jī)中，進(jìn)行細(xì)切割；在原料進(jìn)行細(xì)加工后，送到除砂機(jī)中，過(guò)濾掉其中的雜質(zhì)，再抽到漂洗池中漂洗，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)漂洗，直到原料變成白色。然后在抽料泵的帶動(dòng)下，送到成形生產(chǎn)線上，經(jīng)過(guò)濾干、熱壓、拉伸等工序后，產(chǎn)品被送到切割線上，切割成了標(biāo)準(zhǔn)尺寸的板狀棉塊。
二、變頻器應(yīng)用方案
針對(duì)纖維素每道生產(chǎn)工序的不同要求，結(jié)合德力西CDI9000系列變頻器的技術(shù)特點(diǎn)，我們?cè)诋a(chǎn)品的調(diào)試過(guò)程中針對(duì)每道工序的不同要求，采用了以下方案：
1．蒸煮
在蒸煮這一道工序上，由于蒸球每隔一定時(shí)間需要正反轉(zhuǎn)切換旋轉(zhuǎn)，因此我們采用變頻器的程序運(yùn)行方式。CDI9000系列變頻器有多達(dá)七段不同速度、不同時(shí)間（最長(zhǎng)可達(dá)6000S）的自動(dòng)程序運(yùn)行功能。在第一段速方向設(shè)為正轉(zhuǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，第二段速方向設(shè)為反轉(zhuǎn)和相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，依次類推，將程序運(yùn)行方式定義為循環(huán)運(yùn)行，即可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工作。

在運(yùn)行過(guò)程中，還可以通過(guò)變頻器的顯示器監(jiān)測(cè)電機(jī)的各種工作狀態(tài)以及程序運(yùn)行的每個(gè)工作段的剩余時(shí)間。如果需要暫停工作時(shí)，可以通過(guò)按下控制面板上的程序暫停開關(guān)，暫停蒸球電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。再次工作時(shí)，變頻器將按照設(shè)定好的程序繼續(xù)運(yùn)行。這樣，不但省略了傳統(tǒng)線路中繁多的正反轉(zhuǎn)控制電路裝置和延時(shí)切換時(shí)間繼電器電路，而且保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了工作效率，使系統(tǒng)工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
2．碎漿
碎漿機(jī)是由75KW的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)直徑2米多的圓盤刀架，對(duì)蒸球后的原料進(jìn)行細(xì)加工。在工作過(guò)程中，變頻器執(zhí)行停機(jī)時(shí)，3臺(tái)碎漿機(jī)均產(chǎn)生了“OU”（過(guò)壓）故障保護(hù)，在經(jīng)過(guò)仔細(xì)的觀察分析后，發(fā)現(xiàn)變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，并沒(méi)有發(fā)生異常動(dòng)作，但是只要一停機(jī)，由于圓盤刀架很大的慣性作用，使電動(dòng)機(jī)處于反向饋電狀態(tài)。此時(shí)電機(jī)會(huì)回饋電能給變頻器，造成變頻器的直流母線電壓升高，產(chǎn)生過(guò)電壓故障保護(hù)。

在對(duì)停機(jī)時(shí)間沒(méi)有特別要求的前提下，我們將減速時(shí)間延長(zhǎng)至100秒，再次啟、停變頻器并觀察變頻器的母線電壓顯示值，碎漿機(jī)已經(jīng)能夠平穩(wěn)停機(jī)，母線電壓顯示值變化范圍也在安全的范圍內(nèi)。
3．除砂
除砂機(jī)的主要作用是使上一道工序下來(lái)的原料經(jīng)過(guò)其錐形的玻璃管和旋轉(zhuǎn)的濾網(wǎng)進(jìn)行雜質(zhì)過(guò)濾。如果采用5.5KW的電動(dòng)機(jī)直接工頻運(yùn)行，將會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沖擊力，有可能使玻璃管爆裂。因此，我們將變頻器的運(yùn)行頻率限定了上限頻率和下限頻率的范圍，即使操作工人在設(shè)定頻率時(shí)誤操作，也可以保證除砂玻璃管件設(shè)備的安全運(yùn)行。
4．漂白
纖維素的漂白是整個(gè)工序中，加工時(shí)間最長(zhǎng)的一道。除砂后的原料被送到漂洗池后，由漂洗池底部的電機(jī)拖動(dòng)攪拌輪，來(lái)推動(dòng)原料和水的混合物進(jìn)行不斷的漂洗，直至原料漂洗成白色。由于漂洗的過(guò)程中，要不斷的濾除污水和添加化學(xué)物質(zhì)，所以在這個(gè)過(guò)程中，還需要不斷的改變攪拌速度。考慮到變頻器安裝在距離較遠(yuǎn)的集控室，操作很不方便。我們采取變頻器遠(yuǎn)控與本地的切換控制；在飄洗池旁邊安裝遠(yuǎn)程操作控制箱，為防止信號(hào)干擾，信號(hào)控制連接線全部采用屏蔽線并可靠接地。遠(yuǎn)程操作控制箱加裝調(diào)速電位器、按鈕、轉(zhuǎn)速表等，可以滿足頻率調(diào)節(jié)、啟/?？刂?、轉(zhuǎn)速顯示等基本功能。在集控室的操作工人如果想通過(guò)變頻器本體上面的鍵盤來(lái)進(jìn)行操作，只需要將本地/遠(yuǎn)控切換開關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)即可，這樣實(shí)現(xiàn)了多地控制，方便了工人操作。
5．成形
成形生產(chǎn)線與造紙線有著相似之處。各個(gè)滾筒之間必須維持同步運(yùn)轉(zhuǎn)，否則棉板將會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)地方受力不均勻而斷掉。因此在成形生產(chǎn)線調(diào)試時(shí)，還必須采用一個(gè)外加的同步控制器來(lái)控制6臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步速度。

采用CDI9000系列變頻器具有的雙通道頻率給定方式，該同步器除了提供給每臺(tái)變頻器一個(gè)主同步速度外，還可以對(duì)每臺(tái)變頻器進(jìn)行速度微調(diào)，進(jìn)一步減少各滾筒之間的同步速度誤差，使成形生產(chǎn)線各個(gè)滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)速度更加準(zhǔn)確和可靠，有效的保證了棉板受力均勻。
6．切割
棉板成品是根據(jù)切刀運(yùn)轉(zhuǎn)一周的速度快慢與成形生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)速度之間的比例來(lái)確定產(chǎn)品的成形尺寸，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試后，可以得到一個(gè)電動(dòng)機(jī)的速度值（即f），將該頻率值輸入到變頻器的參數(shù)中，切割電機(jī)根據(jù)該頻率輸出一個(gè)的固定速度，帶動(dòng)切刀循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，即可切割出標(biāo)準(zhǔn)尺寸的棉板。
三、應(yīng)用效果
該公司的纖維素生產(chǎn)線調(diào)試完成后，已經(jīng)正常運(yùn)行了3個(gè)多月，累計(jì)生產(chǎn)纖維素四千多噸。我公司工程人員最近對(duì)該公司的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行了回訪，并和用戶進(jìn)行了詳細(xì)交流，總結(jié)出了采用德力西CDI9000系列變頻器后的應(yīng)用效果：
1：實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)電流平滑、調(diào)速精度高、對(duì)設(shè)備的沖擊力小、控制方式多樣化等傳統(tǒng)工頻系統(tǒng)中所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。
2：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率和系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。
3：對(duì)電機(jī)設(shè)備提供了多種諸如過(guò)載、過(guò)流、缺相、短路、過(guò)熱等多種保護(hù)功能。
4：采用了變頻器的本地/遠(yuǎn)控切換功能，實(shí)現(xiàn)多地的靈活控制；通過(guò)計(jì)算機(jī)與485通訊接口連接，將會(huì)更加的便于操作者對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和控制。
5：通過(guò)該公司與鄰近公司同類生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)以及兩個(gè)公司的用電記錄比較：該公司采用變頻系統(tǒng)的生產(chǎn)線，纖維素產(chǎn)品的合格率及產(chǎn)量與鄰近公司采用工頻系統(tǒng)的生產(chǎn)線同比提高20%；由于電機(jī)采取靈活的調(diào)速控制，能最大限度的降低了負(fù)載的電能消耗（這一點(diǎn)在漂洗池的攪拌機(jī)和抽料泵上尤為明顯）。經(jīng)過(guò)用電記錄比較和計(jì)算，節(jié)電率達(dá)到了32.8%，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
四、結(jié)束語(yǔ)
CDI9000系列變頻器自投入市場(chǎng)以來(lái)，已經(jīng)在全國(guó)的電力、紡織與化纖、建材、石油、化工、冶金、市政、造紙、食品飲料、煙草等行業(yè)以及公用工程（中央空調(diào)、供水、水處理、電梯等）得到了普遍的推廣和應(yīng)用。在實(shí)際的工程方案應(yīng)用當(dāng)中，不但要了解變頻電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程，而且在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量的采用變頻器本身所具有的各種功能。這樣，有益于整個(gè)變頻電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單化和智能化。近年來(lái)，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，電能的需求也將越來(lái)越大，在國(guó)家提倡“節(jié)能革命”的今天，尤其是在電能緊張的地區(qū)，對(duì)企業(yè)落后的電氣傳動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行變頻改造，將會(huì)成為一種趨勢(shì)和時(shí)尚。

參考資料
棉漿粕纖維素生產(chǎn)工藝講解（廠家資料）
CDI9000系列變頻器說(shuō)明書（德力西變頻器有限公司2005版）