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文档简介
1、soiora聚酯装置变频调速系统1、引言我国的聚酯生产装置最初是由国外成套引进的。根据生产工艺的婆求,在生产装 置的不同部位对电机驱动有调速的要求,计冇浆料输送泵电机、预聚反应器搅拌器电机、预 聚物输送泵电机、后缩聚反应器搅拌器入口电机、后缩聚反应器搅拌器出口电机、熔体输送 泵电机、消光剂输送泵电机等。聚酯牛产过程是一个连续的、自动化的过程,装置由dcs (集 散控制系统)系统集中监控,各个传动部位接收來自dcs的控制指令并回馈和应的运行状态 信号给dcs系统。为了降低投资,国内一些聚酯生产厂家在扩大生产规模时采用了国内设计 单位的设计,同时一些原來是进口的技术设备也立足于国内配套,变频调速系
2、统就是其中z2、聚酯装置对变频调速系统的要求聚酯牛产是连续的过程,原料在管道内连续地流动,一般情况下不允许其中某个 环节突然中断,一旦发牛较长时间的中断可能导致巨额的经济损失。因此,在冇可能的部位, 管道设计成两个通路,每个通路设有传动装置,可以互为备用,也可同时工作。后缩聚反应 器搅拌器出入口电机对连续工作的要求更高,山于该部位电机本身无法备份,对变频器的可 靠性要求就大大提高,因此一般要求变频器设置二套耳为备用,在运行变频器出现故障情况 下备用变频器应能尽快投入运行,保证连续生产的需要。3、变频器的选型由于聚酯生产装宜对传动系统可靠性的较高要求,选择变频器必须非常小心。变 频器必须具备如下
3、的特点:(1)、具有较高的可靠性,应选用在国内外具有较长时间考验 的成熟品牌变频器;(2)、变频器应具有成熟可靠的电机在线启动功能;(3)、具有重载 启动的良好性能;(4)、具有较强的通讯功能扩展性,以便于工厂白动化的实现。根据上述要求,我们选择了酋门子公司6se70系列工程型变频调速装置。该型变 频器采用磁场定向矢量控制技术,可应用于高动态性能传动系统的频率控制、转速控制和转 矩控制。磁场定向矢量控制方式可以达到同直流传动方式相媲美的动态性能。6se70系列变频器具有如下主要特点:(1)有丰富的软硕件选件功能,如:进线电抗器、无线电t扰抑制电抗器、输出 滤波电抗器、整流回馈单元、制动单元、工
4、艺扩展板(t100、t300、t400)、工艺控制软件、 通讯板、接口板、扩展板等。(2)丰富的通讯接口,便于实现与工厂口动化系统的联网。变频器标准配置rs2 32、rs485 接口,可选 profibus-dp、can、uss 等通讯卡。(3)具有卓越的动、静态转矩控制性能,能提供强大的启动转矩,允许电机重载 启动,具有完美的旋转电机带载再启动功能。(4)完善的电机保护措施,带有电机热电偶(热电阻)保护接口,或启用内置的 标准电子热继电器保护电机。(5)口动识别电机参数,达到最佳控制性能。4、变频调速系统的构成由于一套装置屮采用了较多的变频器,因此变频器产生的谐波问题就比较突出。为此在变频器
5、输入侧和输出侧均女装交流电抗器。输入电抗器主要起抑制谐波对电网的污 染并冇效地改善功率因数的作用。输出侧电抗器则主要起抑制高次谐波的作用。变频粘输出 电压中包含的高次谐波冇两个不利的影响:一是干扰弱点控制系统,二是在较长的电缆中产 牛漏电流,这个漏电流有时足以使变频器无法运行。在没有输出滤波电抗器情况下,电机与 变频器z间的最大允许导线长度在100m左右,而使用输出滤波电抗器时这个长度可以达到 600800m.由于聚酯生产装置往往比较庞人,电机与变频器z间的距离都比较远,所以为了 保险起见需加装电抗器。另外,输出电抗器对保护电机绝缘也有好处。上述一次线路构成使用于浆料输送泵、预聚物输送泵、熔体
6、输送泵、消光剂输送 泵、预聚反应器搅拌器电机等的变频驱动。对于后缩聚反应器搅拌器出/入口电机的变频驱 动来说,由于电机无法备用设备,为了提高町靠性,采用两套变频器互为备用的方式,、。5、控制方案(1)变频器运行/停止控制聚酯生产过程是由一套dcs系统来控制的,因此对于不同传动部位的运行/停止控 制是山dcs系统來监控的。另外在传动部位现场设置有起/停操作柱,可以现场起停变频装 置。为了保证在电网瞬停故障情况下变频器的正常操作,变频器起停信号保持电源山ups 提供。另外,为了延长变频器主要元件的使用寿命,变频器不运行吋其输入侧接触辭吋断开 的,即变频器在接收到运行指令后才启动输入接触器。(2)频
7、率设定(转速设定)信号的给定dcs操作人员根据生产需要,在dcs操作室给出频率(转速)设定值(dc420ma), 该给定值经装置于变频柜内的信号隔离变换器转变为dcoiov信号并送入变频器。(3)变频器运行状态的监视变频器的运行状态包括开关量利模拟量两种,开关 虽冇:变频器运行(run)、故障(fault)等;模拟量冇:变频器运行频率、电机电流、电 机转矩等。开关量以干接点的形式送往dcs,模拟量则经信号隔离变换器转变为4辽omadc标 准信号送给dcs系统。如图3所示。(4)变频器备用的控制对于后缩聚反应器搅拌器电机,由于有2台变频器需要控制,并且要求在一台变 频器运行中发生故障时能迅速切换
8、到另一台备用变频器继续运行,涉及的控制比较复杂,为 此设置一套plc系统來承担控制任务。plc实吋监测两台变频器的状况,在运行变频器岀故 障时,根据预设的控制程序自动启动备用变频器,同时切换相应的开关虽和模拟量。为了保 证plc故障情况下能起用变频器,另设置应急开关一套,此开关允许启动主机或备机,但不 具备自动切换功能。6、结束语上述聚酯装迸变频调速系统已先后在辽化聚酯厂、浙化聚酯装迸屮成功应用,运 行情况良好。完全满足生产工艺的要求。与成套引进的系统相比较,具有如下明显优点:(1)造价人为降低。成套引进同类设备的价格在我们自行设计制造设备价格的2 5倍左右;(2)可维护性大大提高。成套引进的设备往往备件价格极其昂贵,售后服务费用 很高,而且很难及时周到。由于我们选用的变频器及其外围元件均是国内市场上很容易采购 到的,因而可大大降低运行维护费用。综上所述,国产化的聚酯变频调速系统完全时取代进口产品,具有推广价值。参考文献1 s1m0vert masterdrives矢量控制三相交流传动系统电压源型变频调速,s1e mens公司产品样本,1999.2 中国电工技术学会电工标准化研究会编。电丄最新基础标准应用手册m.北 京:机械工业出版社,1992.3 佟纯厚。近代交流调速m.北京:冶金工业出版社,1989.想找解决暖通自控方案的中央空调温控器、三速开关、电动 阀、电动调
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