美国F370密炼机主机控制系统的改造
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2020-10-21
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美国美国F370密炼机主机控制系统的改造密炼机主机控制系统的改造
密炼机是轮胎行业炼胶生产的重要设备，华南轮胎公司1996年引进了美国FARREL公司F370密炼机组。电机选
用美国通用公司生产的直流电机，进线电压为600V，电机功率为3000HP，额定电流3350A，应用范围的过载电
流6700A时可持续60s（允许短时过载到8710A）。
0 前言
密炼机是轮胎行业炼胶生产的重要设备，华南轮胎公司1996年引进了美国FARREL公司F370密炼机组。电机选用美国通
用公司生产的直流电机，进线电压为600V，电机功率为3000HP，额定电流3350A，应用范围的过载电流6700A时可持续60s
（允许短时过载到8710A）。驱动部分采用的是美国通用公司DC2000直流双驱动器并联运行装置（单台直流驱动器输出的电
流2250A），整流变压器、平波
由于种种原因，该设备在运行时，存在着三种故障。①电机在空负荷运行时会无缘无故停止运行（显示通信故障）；②设
备在自动运行时调速电位器如果旋转到零速时电机会不受控制反转；③在炼胶负载较大时会停机。为了解决以上存在问题，我
们尝试用西门子全数字直流调速装置和技术进行改造。
1 改造后电气传动系统构成
我们采用SIEMENS公司SIMOREG全数字直流调速装置和技术，利用原系统的整流变压器、平波电抗器、主开关、测速
编码器、功率单元与原有的系统正确连接和兼容，适应生产工艺负荷的大范围变化。
1.1 主回路的构成
改造后系统主回路构成如图1所示。由于本系统为大容量
1.2 触发系统及控制过程
采用两套6日A70可逆全数字直流调速装置，分别构成主、从机的控制核心，对两套可逆功率部分分别进行触发控制，我
们采用了四象限的 SIMOREG 6RA 70装置，励磁回路采用单相半控桥，装置的额定励磁电流为50 A，电枢不口励磁回路所有
的调节和传动控制功能通过两台高效能的微处理器实现，调节功能在软件中通过参数构成的程序模块来实现。
（1） 转速给定值：转速给定值分为手动和自动两种方式，均为模拟量给定4-20 mA信号，对应0-100％给定值，100％给定值
对应电机最大转速，自动给定值的大小由上位机的原料配方决定。
（2） 转速实际值：由600脉；中／转脉冲编码器实现。
（3）
（4） 电流限幅：在转矩限幅器之后的可调电流限幅器用来保扩整流装置电机。最小设定值总是作为电流限幅。
（5） 由于我们采用的是四象限控制的装置，本身具有无环流控制逻辑，它与电流调节回路共同完成转矩改变符号时的逻辑控
制。必要时可借助参数设定封锁一个转矩方向。
（6） 优化过程：6日A70装置的自优化过程可支持调节器的设定，我们分别对主、从机进行了优化，达到了装置与电机之间
的最佳匹配。
（7） 主从通讯采用6RA 70装置点对点接口2，在整流装置之间可进行下列数据交换：发送控制字和实际值、接收状态字和给
定值。
2 负载特性
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在6RA 70装置中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行
串级连接。转速调节器用于转速的抗扰调节并使之在稳态时无静差，其输出限幅值决定允许的最大电流；电流调节器用于电流
跟随，过流自动保护和及时抑制电压扰动。双闭环调速系统的两个调节器一般采用P，调节器。这样，可以使系统获得良好的
静、动态性能。所以，系统在启动和升速过程中，能够在电流受电机过载能力约束的调节下，表现出很快的动态跟随性；在减
速过程中，由于主回路的可逆性，6RA 70装置的双闭环调速系统可以实现快速叵馈制动。
由于密炼机系统的负载为橡胶原材料及相关成分配方，密度大、特性软，因此决定了电气控制系统特？quot;软"的特点。由于
优化功能和带载运行时的精调，使电气系统控制特性和负载特性达到了较好的匹配，使成品料的性能指标达到了工艺要求。
3 结论
经过近两个月的运行，证明了本系统有较好的稳定性与可靠性，采用这种通讯方式简单、实用、经济、使用操作方便，也
说明了6RA 70装置用于密炼机系统控制是有效和可行的。
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