技術(shù)要求從原絲到生產(chǎn)出碳纖維產(chǎn)品要經(jīng)過予氧化、氧化（予炭化）、炭化、表面處理4道工序，如所示。在生產(chǎn)過程中，120股原絲并排，以每分鐘8米的速度運(yùn)行，經(jīng)過上述4道工序。整個過程從原絲投入到產(chǎn)出成品大約需要兩個多小時。控制傳動的8臺電機(jī)分別為予氧化工序3臺、氧化工序3臺、炭化工序1臺、最后收絲1臺。

　　由于傳動比不同，每臺電機(jī)運(yùn)行的速度也不同，但每一工序絲的運(yùn)行線速度是一致的。這就要求8臺電機(jī)所對應(yīng)的變頻器控制不但要求同步，而且還要控制每根絲具有一定的張力，張力的大小要恰到好處。當(dāng)張力小時，絲的下垂會被加熱爐內(nèi)的電熱絲燒斷，造成生產(chǎn)中斷，廢品增加；張力大時，會產(chǎn)生斷絲，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。由于生產(chǎn)過程中溫度的變化，8臺電機(jī)傳動的連接部有時會出現(xiàn)線速度差，導(dǎo)致8臺電機(jī)工作不同步，因此要求每臺變頻器具有整體運(yùn)行中的“單機(jī)單調(diào)”功能。為了便于調(diào)試，每臺變頻器不但具有單啟動、單停止、單調(diào)整的性能要求，還要具有單機(jī)正反轉(zhuǎn)功能。為了滿足生產(chǎn)需要，要求8臺變頻器工作同步，能夠整體啟動、停機(jī)，并且8臺變頻器按照各自變頻器設(shè)定的頻率進(jìn)行整體正轉(zhuǎn)和整體反轉(zhuǎn)。在不改變各變頻器之間頻率比的情況下，能夠整體同步調(diào)速8臺變頻器。當(dāng)整體運(yùn)行時，若其中一臺變頻器發(fā)生故障或者緊急人為停車，其它變頻器則不能整體啟動和運(yùn)行，以保證維修人員的安全。另外，為防止工作人員不慎把衣服卷入機(jī)器等特殊情況的發(fā)生，在生產(chǎn)線的多處相應(yīng)部位設(shè)置急停開關(guān)。當(dāng)某臺變頻器發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)會使整體停車，并將故障位置報警輸出。

　　在生產(chǎn)過程中，操作人員能夠在控制臺的控制面板上隨時觀察每臺變頻器的運(yùn)行情況。每臺變頻器設(shè)置一個3位開關(guān)，由操作人員選擇正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停車。在控制面板上設(shè)置一個3位開關(guān)，專門用于控制整體運(yùn)行時的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停車。為了區(qū)分整體運(yùn)行還是單臺運(yùn)行，設(shè)置一個2位開關(guān)來選擇。面板上設(shè)有一個電位器，用于整體運(yùn)行時同步調(diào)速8臺變頻器，按照設(shè)定的頻率比運(yùn)行。

　　硬件配置系統(tǒng)的電源輸入端口經(jīng)過2個空氣開關(guān)聯(lián)接2臺5kVA的單相220V穩(wěn)壓器，用于解決因電網(wǎng)電壓不穩(wěn)而引起的干擾問題。為了降低制作成本，變頻器選用西門子MICROMAS-TER系列MM75/2型機(jī)器，該機(jī)器調(diào)速精度為1%，可以4象限運(yùn)行。單相或者三相220V交流輸入，三相220V輸出。系統(tǒng)控制選用日本歐姆龍C60P可編程序控制器，模擬控制的電源采用外接+10V線性電源，用電位器分壓的方式給各臺變頻器提供控制電壓。每臺得到的控制電壓相同。控制柜上方裝有2臺軸流風(fēng)扇，為8臺變頻器和PLC強(qiáng)制風(fēng)冷。實現(xiàn)同步控制和軟件設(shè)計的幾個問題（1）單機(jī)和整機(jī)的正反向運(yùn)行每臺變頻器的單機(jī)正、反向運(yùn)行和整機(jī)正反向運(yùn)行，均使用同樣的方式控制。

　　當(dāng)整機(jī)運(yùn)行時，把控制開關(guān)撥到整機(jī)運(yùn)行位置，輸入點0002與24V不相連，0002為常閉點。當(dāng)選擇正向運(yùn)行時，0003常開點閉合，經(jīng)常閉點0002和1102，內(nèi)部繼電器1000動作，使1000常開點閉合，致使外部繼電器輸出COM和0504點閉合，這時1號變頻器正向運(yùn)行。同樣，整機(jī)運(yùn)行選擇反向運(yùn)行時，0004常開點閉合，經(jīng)常閉點0002和1102，內(nèi)部繼電器1001動作，致使外部繼電器輸出COM和0505點閉合，這時1號變頻器反向運(yùn)行。當(dāng)選擇單機(jī)運(yùn)行時，輸入點0002與+24V相連，0002常開點閉合，當(dāng)選擇正向運(yùn)行時，常開點0005閉合，經(jīng)閉合的0002點和常閉點1102，使內(nèi)部繼電器1000動作，常開點1000閉合，1號變頻器正向運(yùn)行。同樣，當(dāng)選擇單機(jī)反向運(yùn)行時，常開點0006閉合，經(jīng)閉合的常開點0002和常閉點1102，內(nèi)部繼電器1001動作，使得外部繼電器輸出COM和0505點閉合，1號變頻器作反向運(yùn)行。整機(jī)和單機(jī)運(yùn)行的程序中設(shè)置互鎖，以防止誤動作。（2）急停和故障停機(jī)程序的設(shè)計當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)問題需要急停時，按急停開關(guān)，導(dǎo)致0107常開點閉合。（3）整體運(yùn)行中的同步與運(yùn)行中的單臺調(diào)整整體運(yùn)行中的同步是控制成敗的關(guān)鍵，其主要因素為：a.機(jī)械傳動設(shè)備的傳動必須完好，能完全與變頻控制同步，不存在滑動失步問題，如果調(diào)整中忽視這個問題，一旦同步不好就會誤認(rèn)為變頻器調(diào)速精度不夠，把工作引入誤區(qū)；b.傳動比計算正確，各臺變頻器控制電機(jī)傳動的線速度差能及時準(zhǔn)確地調(diào)整；c.依靠綜合方面的經(jīng)驗，解決好這三方面問題，就能保證系統(tǒng)同步。整體運(yùn)行中的“單臺單調(diào)整”通過面板控制來實現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)傳動中的線速度差時，先把整體控制轉(zhuǎn)換為單臺控制，然后找到所對應(yīng)的變頻器（變頻器的控制面板呈現(xiàn)在控制臺面板上），按下“速度上升”和“下降”鍵，就能夠方便地調(diào)整變頻器工作頻率，消除線速度差，使系統(tǒng)同步。

　　結(jié)束語碳纖維是一材多能、一材多用的高科技技術(shù)產(chǎn)品，變頻同步控制系統(tǒng)在碳纖維生產(chǎn)線上的成功應(yīng)用有力地保證了碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量。本文介紹的控制方法和軟件設(shè)計技術(shù)先進(jìn)、性能可靠，對提高我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)具有促進(jìn)作用。