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西门子控制系统在大容量短纤维前纺设备中的应用

汤俊杰西门子(中国)有限公司上海分公司薛峰上海二纺机股份有限公司

汤俊杰(1978年~),男，工程师。现任西门子公司东区OEM应用支持高级经理，从事化纤设备的电气设计。

摘要：介绍了西门子控制系统在化纤短纤维大容量前纺设备中的应用，其中包括纺丝机、卷绕机、丝桶往复装置电气控制系统的组成、应用及其特点，以及丝桶往复装置关键的丝束精确定长的控制要点。

Abstract:ThisarticleintroducestheapplicationofSIEMENSconfigurationinthechemicalfiberequipments,includingthecomposition,applications,andcharactereristicsoftheelectricalcontrolsystemofspinningmachine,windingmachineandbarrelreciprocatingdevice.Andalsointroducesthekeycontrolpointofthreadfixed-lengthforthebarrelreciprocatingdevice.

关键词：S7-300;纺丝机；卷绕机；丝桶往复

KeyWords:S7-300;spinningmachine;windingmachine;barrel;reciprocating

0引言

现今，世界化纤生产和设备的特点是技术日趋先

进，工艺更为成熟，品种变化更为灵活，更趋于大规模化、高质量、低成本的生产经营模式。生产设备继续向大型化、高速化、自动化、柔性化的方向发展。

化纤短纤维的生产随着技术的不断进步，社会

经济的发展而不断扩大。单线生产能力从原来的15~50t/天，如今甚至提高到了200~250t/天。而国产化的年产30000t(100t/天)的涤纶短纤维生产设备的技术完善性与设备可靠性则日趋成熟与完善。与过去的小化纤生产设备相比更具有规模化的优势，大大降低了生产成本，同时提高了劳动生产率，产生了相当可观的经济效益。

1大容量短纤前纺设备介绍

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、卷绕机、丝桶往复组成(这三大部分时常合起来被称为纺丝联合机)。

图1前纺设备主要结构布置

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1.1纺丝机

纺丝机主要由纺丝箱体(一般每条生产线有4个纺丝箱体)、纺丝组件、纺丝泵传动装置(一般每条生产线有32个纺丝泵)、冷却吹风、上油装置以及联苯加热装置等组成。其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纺丝泵与纺丝箱体

联苯加热装置(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，如图3所示。

图3联苯加热装置

1.2卷绕机

卷绕机主要由狭缝上油装置、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。卷绕机如图4所示。

图4卷绕机示意

1.3丝桶往复装置

丝桶往复装置主要由纵向、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一个重要设备，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，丝桶往复装置如图5所示。

图5丝桶往复装置

2电气控制系统介绍

选用了西门子控制系统使得整个大容量短纤维设备的控制系统具备如下的特点：

1.基于现场总线的控制系统FCS,系统高度稳定可靠，具有很强的抗干扰能力；

2.开放式的总线，能方便地容纳第三方设备；

3.变频调速采用大功率、高精度的直流母线变频传动系统；

4.实现全数字化、全现场化控制；5.设备集中监控、友好的人机界面；

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6.可以实现车间和工厂级的信息化管理，向信息监控系统自动提供实时数据。

2.1纺丝机控制系统

纺丝机的控制系统部分选用西门子S7-300+M420+ET200M+TP177B的控