1、引言

　　我國的聚酯生產(chǎn)裝置最初是由國外成套引進(jìn)的。根據生產(chǎn)工藝的要求，在生產(chǎn)裝置的不同部位對電機驅動(dòng)有調速的要求，計有漿料輸送泵電機、預聚反應器攪拌器電機、預聚物輸送泵電機、后縮聚反應器攪拌器入口電機、后縮聚反應器攪拌器出口電機、熔體輸送泵電機、消光劑輸送泵電機等。聚酯生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)連續的、自動(dòng)化的過(guò)程，裝置由DCS（集散控制系統）系統集中監控，各個(gè)傳動(dòng)部位接收來(lái)自DCS的控制指令并回饋相應的運行狀態(tài)信號給DCS系統。為了降低投資，國內一些聚酯生產(chǎn)廠(chǎng)家在擴大生產(chǎn)規模時(shí)采用了國內設計單位的設計，同時(shí)一些原來(lái)是進(jìn)口的技術(shù)設備也立足于國內配套，變頻調速系統就是其中之一。

　　2、聚酯裝置對變頻調速系統的要求

　　聚酯生產(chǎn)是連續的過(guò)程，原料在管道內連續地流動(dòng)，一般情況下不允許其中某個(gè)環(huán)節突然中斷，一旦發(fā)生較長(cháng)時(shí)間的中斷可能導致巨額的經(jīng)濟損失。因此，在有可能的部位，管道設計成兩個(gè)通路，每個(gè)通路設有傳動(dòng)裝置，可以互為備用，也可同時(shí)工作。后縮聚反應器攪拌器出入口電機對連續工作的要求更高，由于該部位電機本身無(wú)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置二套互為備用，在運行變頻器出現故障情況下備用變頻器應能盡快投入運行，保證連續生產(chǎn)的需要。

　　3、變頻器的選型

　　由于聚酯生產(chǎn)裝置對傳動(dòng)系統可靠性的較高要求，選擇變頻器必須非常小心。變頻器必須具備如下的特點(diǎn)：（1）、具有較高的可靠性，應選用在國內外具有較長(cháng)時(shí)間考驗的成熟品牌變頻器；（2）、變頻器應具有成熟可靠的電機在線(xiàn)啟動(dòng)功能；（3）、具有重載啟動(dòng)的良好性能；（4）、具有較強的通訊功能擴展性，以便于工廠(chǎng)自動(dòng)化的實(shí)現。

　　根據上述要求，我們選擇了西門(mén)子公司6SE70系列工程型變頻調速裝置。該型變頻器采用磁場(chǎng)定向矢量控制技術(shù)，可應用于高動(dòng)態(tài)性能傳動(dòng)系統的頻率控制、轉速控制和轉矩控制。磁場(chǎng)定向矢量控制方式可以達到同直流傳動(dòng)方式相媲美的動(dòng)態(tài)性能。

　　6SE70系列變頻器具有如下主要特點(diǎn)：

　�。�1）有豐富的軟硬件選件功能，如：進(jìn)線(xiàn)電抗器、無(wú)線(xiàn)電干擾抑制電抗器、輸出濾波電抗器、整流回饋單元、制動(dòng)單元、工藝擴展板（T100、T300、T400）、工藝控制軟件、通訊板、接口板、擴展板等。

　�。�2）豐富的通訊接口，便于實(shí)現與工廠(chǎng)自動(dòng)化系統的聯(lián)網(wǎng)。變頻器標準配置RS232、RS485接口，可選PROFIBUS-DP、CAN、USS等通訊卡。

　�。�3）具有卓越的動(dòng)、靜態(tài)轉矩控制性能，能提供強大的啟動(dòng)轉矩，允許電機重載啟動(dòng)，具有完美的旋轉電機帶載再啟動(dòng)功能。

　�。�4）完善的電機保護措施，帶有電機熱電偶（熱電阻）保護接口，或啟用內置的標準電子熱繼電器保護電機。

　�。�5）自動(dòng)識別電機參數，達到最佳控制性能。

　　4、變頻調速系統的構成

　　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(wèn)題就比較突出。為此在變頻器輸入側和輸出側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的作用。輸出側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(gè)不利的影響：一是干擾弱點(diǎn)控制系統，二是在較長(cháng)的電纜中產(chǎn)生漏電流，這個(gè)漏電流有時(shí)足以使變頻器無(wú)法運行。在沒(méi)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線(xiàn)長(cháng)度在100m左右，而使用輸出濾波電抗器時(shí)這個(gè)長(cháng)度可以達到600～800m.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，所以為了保險起見(jiàn)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(xiàn)路構成使用于漿料輸送泵、預聚物輸送泵、熔體輸送泵、消光劑輸送泵、預聚反應器攪拌器電機等的變頻驅動(dòng)。對于后縮聚反應器攪拌器出/入口電機的變頻驅動(dòng)來(lái)說(shuō)，由于電機無(wú)法備用設備，為了提高可靠性，采用兩套變頻器互為備用的方式，、。

　　5、控制方案

　�。�1）變頻器運行/停止控制

　　聚酯生產(chǎn)過(guò)程是由一套DCS系統來(lái)控制的，因此對于不同傳動(dòng)部位的運行/停止控制是由DCS系統來(lái)監控的。另外在傳動(dòng)部位現場(chǎng)設置有起/停操作柱，可以現場(chǎng)起停變頻裝置。為了保證在電網(wǎng)瞬停故障情況下變頻器的正常操作，變頻器起停信號保持電源由UPS提供。另外，為了延長(cháng)變頻器主要元件的使用壽命，變頻器不運行時(shí)其輸入側接觸器時(shí)斷開(kāi)的，即變頻器在接收到運行指令后才啟動(dòng)輸入接觸器。

　�。�2）頻率設定（轉速設定）信號的給定

　　DCS操作人員根據生產(chǎn)需要，在DCS操作室給出頻率（轉速）設定值（DC4~20mA），該給定值經(jīng)裝置于變頻柜內的信號隔離變換器轉變?yōu)镈C0~10V信號并送入變頻器。

　�。�3） 變頻器運行狀態(tài)的監視變頻器的運行狀態(tài)包括開(kāi)關(guān)量和模擬量?jì)煞N，開(kāi)關(guān)量有：變頻器運行（RUN）、故障（FAULT）等；模擬量有：變頻器運行頻率、電機電流、電機轉矩等。

　　開(kāi)關(guān)量以干接點(diǎn)的形式送往DCS，模擬量則經(jīng)信號隔離變換器轉變?yōu)?~20mADC標準信號送給DCS系統。如圖3所示。

　�。�4） 變頻器備用的控制

　　對于后縮聚反應器攪拌器電機，由于有2臺變頻器需要控制，并且要求在一臺變頻器運行中發(fā)生故障時(shí)能迅速切換到另一臺備用變頻器繼續運行，涉及的控制比較復雜，為此設置一套PLC系統來(lái)承擔控制任務(wù)。PLC實(shí)時(shí)監測兩臺變頻器的狀況，在運行變頻器出故障時(shí)，根據預設的控制程序自動(dòng)啟動(dòng)備用變頻器，同時(shí)切換相應的開(kāi)關(guān)量和模擬量。為了保證PLC故障情況下能起用變頻器，另設置應急開(kāi)關(guān)一套，此開(kāi)關(guān)允許啟動(dòng)主機或備機，但不具備自動(dòng)切換功能。

　　6、結束語(yǔ)

　　上述聚酯裝置變頻調速系統已先后在遼化聚酯廠(chǎng)、浙化聚酯裝置中成功應用，運行情況良好。完全滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。與成套引進(jìn)的系統相比較，具有如下明顯優(yōu)點(diǎn)：

　�。�1）造價(jià)大為降低。成套引進(jìn)同類(lèi)設備的價(jià)格在我們自行設計制造設備價(jià)格的2～5倍左右；

　�。�2）可維護性大大提高。成套引進(jìn)的設備往往備件價(jià)格極其昂貴，售后服務(wù)費用很高，而且很難及時(shí)周到。由于我們選用的變頻器及其外圍元件均是國內市場(chǎng)上很容易采購到的，因而可大大降低運行維護費用。

　　綜上所述，國產(chǎn)化的聚酯變頻調速系統完全可取代進(jìn)口產(chǎn)品，具有推廣價(jià)值。

　　參考文獻

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