一种凝固浴喷丝头位置的控制系统及使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种凝固浴喷丝头位置的控制系统及使用方法，其解决了由人工操作和巡检来控制纺丝工段凝固浴的喷丝头位置，容易引起凝固浴液面波动，造成空气高度不稳定，影响产品质量，导致断丝的问题，设有喷丝头升降系统、DCS系统和流量温度调节系统，所述喷丝头升降系统与所述DCS系统电连接，所述DCS系统与所述流量温度调节系统电连接；所述喷丝头升降系统用于调整喷丝头位置，同时反馈喷丝头位置；所述DCS系统用于接收喷丝头位置信号，根据设定值控制喷丝头动作；所述流量温度调节系统用于监控调整凝固浴流量及温度。本发明专利技术适用于碳纤维生产领域。维生产领域。维生产领域。

【技术实现步骤摘要】
一种凝固浴喷丝头位置的控制系统及使用方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维生产领域，具体地说，涉及一种凝固浴喷丝头位置的控制系统及使用方法。

技术介绍

[0002]PAN基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、奶疲劳、抗蠕变、导电、隔热及热膨胀系数小等特征，是具有综合优异性能的新型碳材料，广泛应用于航空、航天、化工、建筑及体育用品等行业。PAN基碳纤维的生产过程包括：聚合、回收、纺丝、氧化、碳化等阶段。
[0003]纺丝工段是整个碳纤维生产的中间环节，改环节控制的好坏，直接影响貌似含量，控制不好更是容易产生断丝，喷丝头的稳定性提升，可以减少因为掉浆、虹吸原因造成的凝固浴液面的波动，减少凝固浴喷丝头的更换频率，提高单个喷头的连续运行时间，同时提高原液的可纺性、均匀性。目前国内的干喷湿纺凝固浴控制多是人工操作，无法克服人工操作带来的控制滞后，凝固浴液面不平稳，空气层不稳定。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的如下问题：由人工操作和巡检来控制纺丝工段凝固浴的喷丝头位置，容易引起凝固浴液面波动，造成空气高度不稳定，影响产品质量，导致断丝，提供一种测量精度高、控制指标稳定的凝固浴喷丝头位置的控制系统及使用方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术提供一种凝固浴喷丝头位置的控制系统，设有喷丝头升降系统、DCS系统和流量温度调节系统，所述喷丝头升降系统与所述DCS系统电连接，所述DCS系统与所述流量温度调节系统电连接；所述喷丝头升降系统用于调整喷丝头位置，同时反馈喷丝头位置；所述DCS系统用于接收喷丝头位置信号，根据设定值控制喷丝头动作；所述流量温度调节系统用于监控调整凝固浴流量及温度。
[0006]优选地，所述喷丝头升降系统设有位置传感器、变频器组件、变频电机、压力传感器和触摸屏；所述位置传感器、变频器组件和压力传感器与所述DCS系统电连接，所述变频器组件与所述变频电机电连接，所述变频电机通过连杆与喷丝头组件连接，所述触摸屏与所述DCS系统采用以太网通讯方式交互数据。
[0007]优选地，所述位置传感器采用绝对式编码器，所述绝对式编码器设有码盘和码尺，每一个位置对应一个确定的数字码。
[0008]优选地，所述流量温度调节系统设有流量调节阀、温度调节阀、温度传感器、凝固浴流量计和凝固浴液位计，所述温度传感器、凝固浴流量计与所述DCS系统电连接，所述流量调节阀、温度调节阀与所述DCS系统电连接；所述流量调节阀控制调节回路，所述凝固浴流量计做为所述调节回路的副回路，所述位置传感器做为所述调节回路的主回路，实现串级调节。
[0009]优选地，所述流量调节阀上设有检测流量调节阀阀门位置的位置开关，所述温度调节阀上设有检测温度调节阀阀门位置的位置开关，所述流量调节阀和温度调节阀根据阀
门开度，分别构成单回路控制：所述DCS系统接收所述凝固浴流量计信号或温度传感器的温度信号，调节所述流量调节阀或温度调节阀的阀门开度，把所述流量调节阀或温度调节阀的阀门的位置信号反馈至所述DCS系统。
[0010]优选地，所述DCS系统设有偏差控制模块、PID控制模块、联锁控制模块、压力控制模块和温度控制模块；所述偏差控制模块用于调节测量值与设定值偏差，当偏差过大自动调节失败，则报警并输出信号将控制回路切换至手动；所述PID控制模块是在工业控制应用中的反馈回路部件；所述联锁控制模块在喷丝头压力偏差大于设定偏差或凝固浴系统运行故障，用于停止喷丝板进料并转为手动操作；所述压力控制模块用于控制管线内的压力的稳定，保证喷丝板出口压力的恒定；所述温度控制模块用于监控凝固浴温度范围，当温度偏差大于设定值偏差时，温度控制模块强制输出调节阀开度保持不变，同时自动状态解除，切换至手动操作。
[0011]优选地，还设有蜂鸣器及报警按钮。
[0012]本专利技术提供一种凝固浴喷丝位置控制系统的启动方法，其引用了上述凝固浴喷丝头位置的控制系统，其具体步骤为：
[0013](1)检查线路无误，进行逐级送电；
[0014](2)测试变频电机、变频器组件和位置传感器，调节流量调节阀和温度调节阀的阀门开度；
[0015](3)测试触摸屏通讯、凝固浴出口压力；
[0016](4)串级副回路切换到自动调节，主回路投入到串级调节；
[0017](5)投入运行。
[0018]本专利技术还提供一种凝固浴喷丝位置控制系统的控制方法，其引用上述凝固浴喷丝头位置的控制系统，其特征是，其具体步骤为：
[0019](1)凝固浴喷丝位置控制系统启动，位置传感器输出信号，传送到DCS系统，所述DCS系统接收温度传感器和凝固浴流量计信号；
[0020](2)所述DCS系统根据当前位置传感器测量值，设定给定值，输出信号至所述变频器组件；
[0021](3)所述变频器组件驱动所述变频电机，所述变频电机带动喷丝头运动，同时DCS系统调节温度调节阀和调节流量调节阀的阀门开度，保证凝固浴液位与喷丝头相对位置保持不变；
[0022](4)当位置传感器测量值等于设定值，所述变频电机停止转动。
[0023]本专利技术提供了一种凝固浴喷丝头位置的控制系统及使用方法，具备以下有益效果：
[0024](1)采用DCS系统接收喷丝头位置传感器的位置信号，DCS系统根据设定值，采用PID控制，通过变频器和电机带动喷丝头组件上下动作，位置传感器反馈的信号与设定值一定时，停止动作，实现精准定位，且通过串级调节，真正保证凝固浴液位与喷丝喷丝头相对位置保持不变，实现凝固浴空气层的稳定；
[0025](2)采用触摸屏，在触摸屏上可以实现DCS系统的所有操作，便于操作工现场调节工况。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术的系统投用流程图；
[0028]图3为本专利技术凝固浴升降系统的仪表回路图。
[0029]图中：1.位置传感器；2.变频器组件；3.变频电机；4.触摸屏；5.蜂鸣器；6.压力传感器；7.流量调节阀；8.温度调节阀；9.温度传感器；10.凝固浴流量计；11.凝固浴液位计；12.偏差控制模块；13.PID控制模块；14.联锁控制模块；15.压力控制模块；16.温度控制模块。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，本专利技术提供的一种凝固浴喷丝头位置的控制系统，设有喷丝头升降系统、DCS系统和流量温度调节系统喷丝头升降系统与DCS系统电连接，DCS系统与流量温度调节系统电连接；喷丝头升降系统用于调整喷丝头位置，同时反馈喷丝头位置，DCS系统用于接收喷丝头位置信号，根据设定值控制喷丝头精准动作，流量温度调节系统用于监控调整凝固浴流量及温度，保证凝固浴液位与喷丝板的喷丝头相对位置保持不变，实现凝固浴空气层的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凝固浴喷丝头位置的控制系统，其特征是，设有喷丝头升降系统、DCS系统和流量温度调节系统，所述喷丝头升降系统与所述DCS系统电连接，所述DCS系统与所述流量温度调节系统电连接；所述喷丝头升降系统用于调整喷丝头位置，同时反馈喷丝头位置；所述DCS系统用于接收喷丝头位置信号，根据设定值控制喷丝头动作；所述流量温度调节系统用于监控调整凝固浴流量及温度。2.根据权利要求1所述凝固浴喷丝头位置的控制系统，其特征在于，所述喷丝头升降系统设有位置传感器、变频器组件、变频电机、压力传感器和触摸屏；所述位置传感器、变频器组件和压力传感器与所述DCS系统电连接，所述变频器组件与所述变频电机电连接，所述变频电机通过连杆与喷丝头组件连接，所述触摸屏与所述DCS系统采用以太网通讯方式交互数据。3.根据权利要求2所述凝固浴喷丝头位置的控制系统，其特征在于，所述位置传感器采用绝对式编码器，所述绝对式编码器设有码盘和码尺，每一个位置对应一个确定的数字码。4.根据权利要求2所述凝固浴喷丝头位置的控制系统，其特征在于，所述流量温度调节系统设有流量调节阀、温度调节阀、温度传感器、凝固浴流量计和凝固浴液位计，所述温度传感器、凝固浴流量计与所述DCS系统电连接，所述流量调节阀、温度调节阀与所述DCS系统电连接；所述流量调节阀控制调节回路，所述凝固浴流量计做为所述调节回路的副回路，所述位置传感器做为所述调节回路的主回路，实现串级调节。5.根据权利要求4所述凝固浴喷丝头位置的控制系统，其特征在于，所述流量调节阀上设有检测流量调节阀阀门位置的位置开关，所述温度调节阀上设有检测温度调节阀阀门位置的位置开关，所述流量调节阀和温度调节阀根据阀门开度，分别构成单回路控制：所述DCS系统接收所述凝固浴流量计信号或温度传感器的温度信号，调节所述流量调节阀或温度调节阀的阀门开度，把所述流量调节阀或温度调节阀的阀门的位置信号反馈至所述DCS系统。6.根据权利要求4所述凝固浴喷丝头...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩波，齐志军，张超，周占发，张新伟，杨文涛，霍兆明，时英勇，宋立志，王春晓，
申请(专利权)人：荣成碳纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：