[00719103]大型湿法多形纤维腈纶纺丝多线控制系统研制

腈纶具有人造羊毛之称，是各国重点发展的产业之一。由于生产工艺复杂，控制要求高，仅少数发达国家可以制造腈纶纺丝生产线。 作为国家重点项目的中石化安庆分公司共有6条腈纶纺丝生产线，引进美国姜子公司的工艺生产设备，日本安川公司提供成套控制系统，用于生产圆形腈纶纤维。这6条生产线经长期运行，控制系统设备老化、备品备件缺乏，生产维护受限，每年因控制设备故障，给企业造成数千万元的经济损失。随着异形扁平腈纶纤维市场需求的扩大，对腈纶纺丝生产线控制系统提出了更高的性能要求，但由于原设备商的关键技术封闭性，无法进行生产线升级改造。 中石化安庆分公司与合肥工业大学于2005年2月签订技术合同，共同研制大型湿法多形纤维腈纶纺丝多线控制系统，突破国外对腈纶纺丝生产线控制系统关键技术的封锁。 方法算法创新：以“硫氰酸钠二步法”腈纶纺丝生产线及生产工艺为对象，自主研究设计了多点张力与负载转矩智能观测器、基于独立虚拟速度标幺值的多辊分解协调高精度同步调速与张力控制方案，解决了牵伸力矩和卷绕张力的非线性动态变化难以控制的问题，大大提高了控制系统性能，既满足圆形纤维腈纶纺丝生产工艺的控制要求，又满足异形扁平纤维生产工艺的控制要求，实现了原生产线的功能升级。 工程技术创新：依据腈纶纺丝生产工艺要求，自主设计研制了基于现场总线技术的三层架构分布式控制网络、基于有线/无线通信技术的实时数据传输网络、基于共直流母线技术的交流驱动装置、基于蓄能技术的初生纤维防断头稳压装置、基于动态逻辑切换技术的单对多冗余容错备用控制装置以及电气与PLC控制柜，研制成功腈纶纺丝生产线控制系统成套装置，实现了多形纤维腈纶纺丝多线控制系统的国产化、工程化、标准化，完全替代了国外进口成套装置，满足了大规模长期连续平稳生产的需要。 控制系统性能的提升，使圆形纤维生产能力最大可提升8％，并使多形纤维生产工艺得以改进创新。在国内开始生产出了异形扁平纤维。产品经质量检验属优等品，并获得了第三方产品评价报告的赞誉。 经安庆石化总厂6条腈纶纺丝生产线全年连续不间断开车运行，控制精度高于原进口系统，制成率由原来的98.5％提高到99.3％。年产腈纶约6.8万吨，年产值约9亿元，提高了企业的经济效益。 该项目获授权发明专利3项，发表学术论文十余篇。由凌永顺院士领衔的省科技成果鉴定意见认为：该控制系统方案设计先进合理，性价比高，有明显创新，其技术在总体上居于同行业国内领先水平。查新报告表明：该控制系统在多点高精度同步调速、初生纤维防断头、单对多冗余容错动态备用、无线移动在线监控以及松弛环控制、张力控制等方面技术先进、合理有效，具有创新性。