技术要求从原丝到生产出碳纤维产品要经过予氧化、氧化（予炭化）、炭化、表面处理4道工序，如所示。在生产过程中，120股原丝并排，以每分钟8米的速度运行，经过上述4道工序。整个过程从原丝投入到产出成品大约需要两个多小时。控制传动的8台电机分别为予氧化工序3台、氧化工序3台、炭化工序1台、最后收丝1台。
由于传动比不同，每台电机运行的速度也不同，但每一工序丝的运行线速度是一致的。这就要求8台电机所对应的变频器控制不但要求同步，而且还要控制每根丝具有一定的张力，张力的大小要恰到好处。当张力小时，丝的下垂会被加热炉内的电热丝烧断，造成生产中断，废品增加；张力大时，会产生断丝，影响生产的正常运行。由于生产过程中温度的变化，8台电机传动的连接部有时会出现线速度差，导致8台电机工作不同步，因此要求每台变频器具有整体运行中的“单机单调”功能。为了便于调试，每台变频器不但具有单启动、单停止、单调整的性能要求，还要具有单机正反转功能。为了满足生产需要，要求8台变频器工作同步，能够整体启动、停机，并且8台变频器按照各自变频器设定的频率进行整体正转和整体反转。在不改变各变频器之间频率比的情况下，能够整体同步调速8台变频器。当整体运行时，若其中一台变频器发生故障或者紧急人为停车，其它变频器则不能整体启动和运行，以保证维修人员的安全。另外，为防止工作人员不慎把衣服卷入机器等特殊情况的发生，在生产线的多处相应部位设置急停开关。当某台变频器发生故障时，控制系统会使整体停车，并将故障位置报警输出。
在生产过程中，操作人员能够在控制台的控制面板上随时观察每台变频器的运行情况。每台变频器设置一个3位开关，由操作人员选择正转、反转、停车。在控制面板上设置一个3位开关，专门用于控制整体运行时的正转、反转和停车。为了区分整体运行还是单台运行，设置一个2位开关来选择。面板上设有一个电位器，用于整体运行时同步调速8台变频器，按照设定的频率比运行。
硬件配置系统的电源输入端口经过2个空气开关联接2台5kVA的单相220V稳压器，用于解决因电网电压不稳而引起的干扰问题。为了降低制作成本，变频器选用西门子MICROMAS-TER系列MM75/2型机器，该机器调速精度为1%，可以4象限运行。单相或者三相220V交流输入，三相220V输出。系统控制选用日本欧姆龙C60P可编程序控制器，模拟控制的电源采用外接+10V线性电源，用电位器分压的方式给各台变频器提供控制电压。每台得到的控制电压相同。控制柜上方装有2台轴流风扇，为8台变频器和PLC强制风冷。实现同步控制和软件设计的几个问题（1）单机和整机的正反向运行每台变频器的单机正、反向运行和整机正反向运行，均使用同样的方式控制。
当整机运行时，把控制开关拨到整机运行位置，输入点0002与24V不相连，0002为常闭点。当选择正向运行时，0003常开点闭合，经常闭点0002和1102，内部继电器1000动作，使1000常开点闭合，致使外部继电器输出COM和0504点闭合，这时1号变频器正向运行。同样，整机运行选择反向运行时，0004常开点闭合，经常闭点0002和1102，内部继电器1001动作，致使外部继电器输出COM和0505点闭合，这时1号变频器反向运行。当选择单机运行时，输入点0002与+24V相连，0002常开点闭合，当选择正向运行时，常开点0005闭合，经闭合的0002点和常闭点1102，使内部继电器1000动作，常开点1000闭合，1号变频器正向运行。同样，当选择单机反向运行时，常开点0006闭合，经闭合的常开点0002和常闭点1102，内部继电器1001动作，使得外部继电器输出COM和0505点闭合，1号变频器作反向运行。整机和单机运行的程序中设置互锁，以防止误动作。（2）急停和故障停机程序的设计当现场出现问题需要急停时，按急停开关，导致0107常开点闭合。（3）整体运行中的同步与运行中的单台调整整体运行中的同步是控制成败的关键，其主要因素为：a.机械传动设备的传动必须完好，能完全与变频控制同步，不存在滑动失步问题，如果调整中忽视这个问题，一旦同步不好就会误认为变频器调速精度不够，把工作引入误区；b.传动比计算正确，各台变频器控制电机传动的线速度差能及时准确地调整；c.依靠综合方面的经验，解决好这三方面问题，就能保证系统同步。整体运行中的“单台单调整”通过面板控制来实现，当出现传动中的线速度差时，先把整体控制转换为单台控制，然后找到所对应的变频器（变频器的控制面板呈现在控制台面板上），按下“速度上升”和“下降”键，就能够方便地调整变频器工作频率，消除线速度差，使系统同步。
结束语碳纤维是一材多能、一材多用的高科技技术产品，变频同步控制系统在碳纤维生产线上的成功应用有力地保证了碳纤维产品的质量。本文介绍的控制方法和软件设计技术先进、性能可靠，对提高我国碳纤维生产技术具有促进作用。
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