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6RA70直流调速分析与应用

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6RA70直流调速装置的调试及运用

6RA70直流调速装置的调试及运用
一
个从 站 接 受 Ｐ Ｌ Ｃ的 控 制 。 通 过 对 装
置 的参数 Ｐ １ ９ ８进 行 设 定 来 定 义 每 一 个 挂 在 网络 上 的 ６ Ｒ Ａ ７ ０直 流 调 速 装 置 的
总 线 地 址 ，Ｐ Ｌ Ｃ通 过 过 程 参 数 对 象 Ｐ Ｐ Ｏ （ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ Ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ）包 括 参 数 、过 程 数 据 来 对 装 置 进 行 参 数 读 写 。６ Ｒ Ａ ７ ０ 为我们提供 了 ５ 种Ｐ Ｐ Ｏ类 型 ，我们 选用 Ｐ Ｐ Ｏ Ｉ 类 型使 Ｐ Ｌ Ｃ发送 来 的指令 存 储 在通 讯模 板 的内存 里 ，然 后模 拟量 连接 器将 每 个过 程数 据 Ｐ Ｚ Ｄ（ 包 括控 制字 、状 态字 、 实 际值 、设定值 ）与控制 通道 连接起 来 。 另 外 还 可 以 通 过 装 置 提供 的位 于操 作 面 板 上 的串行 口直接 连 接 Ｐ Ｃ机 ，使 用 软件
关键 词 ： 自动化 ；直流调 速 ；６ Ｒ Ａ７ ０
中图分 类号 ：Ｆ ４ ０
文献 标 识码 ：Ａ
端子 ３ ７控制 装 置 的使 能 ，安装 装 置 在 装 置 停机 的时 候 设置 Ｐ １ ４ ０ ＝ １ 、 近 年 来 直 流 调 速 系 统 在 轧 钢 系 统 柜子 门面 板上 的 “ 使能” 旋 钮来启 动装 置 。 Ｐ １ ４ １ ＝ １ ０ ２ ４ 、１ ４ ２ ＝ １ 、Ｐ １ ４ ３（ 电 机 额 定 转 中 广 泛 运 用 ，其 中在 型 材 机 组 、冷 轧 机 端子 ３ ６ 故 障复位 ，Ｐ ６ ６ ５ ＝ １ ０ 速 ）。设置完 毕后 启动 电机 ，给定转 速为
高 新 技 术
ｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｚ ｉ ｅ Ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ

6RA70系列直流调速装置的应用

6RA70系列直流调速装置的应用

6RA70系列直流调速装置的应用
张建伟
【期刊名称】《齐齐哈尔大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2004(020)001
【摘要】SIMOREG DC Master 6RA70系列整流器是德国西门子公司近年在
6RA24基础上开发研制的系列化产品。

该装置采用紧凑型结构设计,并可通过选择功能附件达到舒适操作,功能扩展,与上位机通讯,网络控制等多种功能。

整流器输入三相电源,可为变速直流驱动提供电枢和励磁供电,额定电枢电流从15A至2000A;整流器还可以通过并联连接,提供大至10000A的电流。

励磁电路可以提供最大40A的电流,单象限工作的整流器,电枢由三相全控桥B6C供电。

【总页数】1页(P104)
【作者】张建伟
【作者单位】齐齐哈尔二机床有限责任公司生产部161005
【正文语种】中文
【中图分类】TH6
【相关文献】
1.6RA70系列直流调速装置的应用技巧 [J], 崔新;孟欣;侯林
2.西门子6RA70系列全数字直流调速装置在中板2800轧机主传动电气系统改造中的应用 [J], 刘青松;江山
3.应用西门子PLC和6RA70系列直流调速装置改造T6916镗铣床 [J], 吴俊
4.全数字直流调速装置6RA70弱磁功能应用研究 [J], 龙刚领;姜燕燕
5.CUD1-L2控制板在西门子6RA70型直流调速装置的应用 [J], 张保师
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Simenes6RA70参数应用

Simenes6RA70参数应用

西门子6RA70调速装置的整定与运行当前，西门子6RA70系列调速装置是主要的几种进口全数字直流调速装置之一，已广泛应用于各行业领域。

该装置用于直流电机调速，与模拟装置相比，除去性能上的优势外，主要是调整全数字化。

该装置功能多，而在通常使用的场合下,并不需要动用很多参数。

对绝大多数初次使用着来说，应从能使调速装置先运行起来着手。

以下以带测速发电机的Z4直流电机为例说明接线及参数调整过程。

调速装置为6RA70－6DS22即单象限不可逆系统。

１．硬件接线当然应该先选型，即按照电机功率选用与之相匹配的调速装置，通常调速装置的额定功率和电流应不小于电机的额定参数。

如图：为电机与调速装置的接线。

图中接线端子X171 、X174、X175和其它端子都在6RA70的门背面及装置内，并有明显的标记。

端子1U1、1V1、1W1接进线，端子1C1、1D1接电机电枢。

除应有足够的导线截面外，一般都应有如图所示的快熔、进线电抗器。

也可在直流侧加装快熔。

端子5U1、5W1为控制电源，请注意，仅接控制电源就可以设置参数。

端子3U1、3W1为励磁电源接入。

端子3D、3C接电机磁场。

端子103、104接测速发电机。

给定由X174的4接入，1、5为0V，2为10V。

端子X171的34为24V，端子38、37为启动，即该两端子接入24V时系统起动。

请注意该系统模拟0V与数字0V不应相连。

其它端子功能见图。

２．参数设置首先将P051设为40，这样参数才可以被修改。

P052设为3可显示所有参数。

以下参数是必需要设置的。

P076.001 最大电流/额定电流10~100%P076.002 最大励磁电流/额定励磁电流~100%P078.001 电枢回路供电电压1U1、1V1、1W1的值P078.002 励磁回路供电电压5U1、5W1的值P100 额定电枢电流P101 额定电枢电压P102 额定励磁电流P083 （=1）测速机由X13 X14 输入P741 最大转速对应测速发电机电压P082 （=2）励磁电流=P257P257 (=0) 停机励磁电流=0P258 (=0) 停机励磁延时=0P081 （=0）无弱磁P171 电流限幅0~300%P108 最大速度R/pmP180 转矩限幅0~300%P700 （=0）4、5给定0~10VP051 （=25）电枢、励磁电流调节器优化P051 （=26）速度调节器优化P490 （=0）电机无温度传感器３．运行a．依次合QF1、QF2、QF3，并依次检查各交流电压。

西门子直流调速装置6RA70 在车床中的应用

西门子直流调速装置6RA70 在车床中的应用

CFHI2009年第4期（总130期）yz.js@设备维护及改造CFHI TECHNOLOGY1.东北特钢集团北满基地装备动力部过程控制室工程师，黑龙江富拉尔基161041西门子直流调速装置6RA70在车床中的应用傅立峰1锻钢公司金工部的8m 车床原来的直流调速系统由交流电动机（异步机）拖动直流发电机实现交变，再由直流发电机给需要调速的直流电动机供电。

为了给直流发电机和直流电动机提供励磁电源，专门设有一台直流励磁发电机。

这种由机组供电的直流调速系统在20世纪60年代以前使用非常广泛。

而如今该设备陈旧落后，效率低下，故障率高，一直处于半停产状态。

为挖掘设备潜力我们对此系统进行了技术改造。

其中直流电动机的直流调速系统采用了西门子直流调速装置6R A70。

1直流调速系统的基本原理随着电力传动装置在现代化工业生产中的广泛应用，以及对其生产工艺、产品质量的要求不断提高使得对现代调速系统的要求也越来越高。

目前，随着交流调速技术的发展，交流传动技术得到了广泛应用，但直流传动调速在某些场合仍还保留着一定的市场。

而且随着计算机技术的发展，过去的模拟控制系统正在被数字控制系统所替代。

在带有微机的通用全数字直流调速装置中，在不改变硬件或改动很少的情况下，仅依靠软件支持,就可以方便地实现各种调节和控制功能，因而，通用全数字直流调速装置的可靠性和应用的灵活性大大优于模拟控制系统。

现在的直流调速系统大多为在双闭环II 型调速系统，电动机、晶闸管整流装置、触发装置都可按照负载的工艺要求来设计和选择。

根据生产机械和工艺的要求提出系统的稳态和动态性能指标并设计合适的校正环节来满足系统的性能要求。

现在的直流调速系统大多采用串联校正的方法。

在自动控制系统中，为了区分系统的稳态精度，按照系统中所含积分环节的个数，把系统分为0型、I 型、II 型等系统。

系统型号越高，系统的精确度越高，但相对稳定性越来越差。

其中0型系统的稳态精度最低，而III 型及III 型以上的系统则不易稳定，实际上极少应用。

数字式直流调速装置6RA70实验

数字式直流调速装置6RA70实验

实验七数字式直流调速装置6RA70实验一、实验目的1.掌握直流全数字调速装置参数设定和系统组态方法2.掌握直流调速系统的构成和运行原理二、实验内容1.直流全数字调速装置（6RA70）的接线和参数设置2.直流调速系统的速度控制3.动态参数设定三、实验模板和仪器1.电压给定板B96072.数字量给定板B96083.接触器板B96014.直流调速装置EFA T-DCOOO4 装置板EFA T-DC0004I 主回路接口板EFA T-DC0004II 调节回路接口板5.直流电动机机组6.万用表7.专用电缆线（J1、J2、J3、YD1、YD2）四、设备额定参数1.6RA70全数字型直流调速装置电枢：输入3AC 400V 50/60HZ 13A输出DC +-420V 15A磁场：输入2AC 400V 50/60HZ 3A输出DC 325V 3A2.直流电动机电枢电压220V 电枢电流1.6A磁场电流0.11A转速2000r/m3.测速发电机转速2000r/m时10V五、实验线路图7-1 数字式直流调速装置(6RA70)实验接线图六、实验步骤1.接线按图示线路接线，QS1选用主控板上三相电源开关，QS2选用主控面板上单相电源开关。

将RW1电位器旋转至中间位，使其在通电后的输出电压为零，置SB14~SB17为断开状态。

2.参数设定合上QS1空气开关，接通三相电源，装置面板上显示运行状态07.0进到参数化状态置P051=21 恢复工厂设置P051=40 受权给使用人员的参数设置权P052=3 显示所有参数(1)输入电动机参数P100.001=1.6A电枢电流额定值P101.001=220V 电枢电压额定值P102.001=0.11A磁场电流额定值P114.001=10 S 电机热时间常数(2)调整整流器额定电流P076.001=20% 使整流器电枢额定直流与电动机相匹配,即15A×20%=3AP076.002=10% 使整流器励磁额定直流电流与电动机相匹配,即3A×10%=0.3A(3)调整实际整流器供电电压P078.001=380V 电枢回路实际供电电压P078.002=380V 磁场回路实际供电电压(4)模拟测速机反馈P083=1 测速机反馈P741=10V 最高转速时的测速机电压P200=10 反馈斜波时间常数10ms(5)磁场控制P082=2 弱磁，在达到运行状态07或更高状态时，经P257参数设定的时间延迟后，自动减至由P257设定的励磁电流P257=20% 减为原来电流的20%P258=2S 2S后自动减弱(6)电流、转矩限幅P171=100% 转矩方向I的电流限幅P172=100% 转矩方向II的电流限幅P180=100% 转矩方向I的转矩限幅P181=100% 转矩方向II的转矩限幅(7)斜坡函数发生器P303=5S 加速时间P304=5S 减速时间P305=1S 初始圆弧P306=1S 最终圆弧(8)定义点动运行方式P435.03=10 选择36号端的SB14闭合时为点动运行（开关量连接器B0010为端子6的状态）P436.03=5 定义点动运行速度为50%的额定转速(连接器KOO5连接的信号为50%)(9)模拟量（输出口）信号监视P750=190 选择模拟量输出端子14/15，显示斜坡函数发生器的输出信号P751=2 接入带符号的信号（反向）或=0 接入带符号的信号（不反向）P752=1ms 信号滤波时间为1msP753=10 输出规格化（-10V-+10V）P754=0 偏置为0(10)开关量（输出口）信号监视P770.001=0 端子46的开关量输出不反号P771=12 监视36号端子的状态（开关量信号B0012为端子36的状态）3.最优化运行合上QS2空气开关，(1)设置P051=25（电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行）按下P键，驱动装置运行状态在07.0，按下SB15，KM合闸，驱动装置状态显示1.1。

浅谈6RA70系列直流调速装置及其应用

浅谈6RA70系列直流调速装置及其应用

浅谈6RA70系列直流调速装置及其应用摘要本文针对6RA70的相关特点、基本调速原理及其在铜加工生产中的应用进行了简单的分析和介绍。

关键词6RA70；直流调速；接触网导线引言直流传动通常是成本较低的传动解决方案，它凭借着性能可靠和运行平稳的优点应用于许多工业领域。

云南云铜合金材料有限公司多年来一直采用上引连铸→连续挤压→拉拔的工艺进行铜及铜合金接触网导线的生产，其中拉拔工艺以意大利SICTRA公司制造的SBB4T100重型四机联动拉丝机为主，设备主要驱动电机均使用6RA70直流调速装置控制。

1 6RA70系列全数字直流调速装置及其特点6RA70是一种全数字控制装置，采用三相交流电源直接供电。

其结构紧凑，可用于调速直流电机电枢和励磁供电。

该装置的额定电流范围为15～2000A，可通过并联其他西门子整流器实现扩展。

该装置的主要技术特点为：（1）操作简单：6RA70内装有一个电子箱，箱内装有调节板，电子箱内可装用于功能扩展和串行接口的控制板，各个部分容易拆装，维修简单便捷。

装置自带操作面板，无须外接任何附加设备即可完成参数的设置。

外部信号的连接（模拟量及开关量的输入/输出、脉冲编码器等）通过可连接端子排完成。

装置软件储存于闪存中，可使用串行接口快捷地进行软件升级。

（2）功率部分：6RA70可根据使用场合的不同来选择单象限或四象限的工作方式。

所有监视、调节、控制与辅助功能都由微处理器来完成，可设置给定值、反馈值为数字量或模拟量。

（3）软件结构：电枢和励磁回路所有调节和传动控制功能都由微处理器C163和C167负责完成。

软件中的调节功能通过参数构成的程序模块来实现。

（4）优化过程：6RA70系列整流装置在出厂时已完成参数的配置，选用自优化过程可支持调节器的设定，通过专门的关键参数进行自优化选取，此外自动优化过程中的所有参数还可通过操作面板进行设置。

（5）USS-通信协议：USS-通信协议是Siemens专门为驱动装置开发的一种通信协议，在操作面板、驱动装置、调试软件的连接中得到大量的应用。

6RA70直流调速器使用技术资料


2020/3/1
北京天华博实电气技术有限公司
4
THBS
三相全控桥式整流电路
1. 带电阻负载时的工作情况 电路工作波形如图2所示。
α=0o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕 组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电 压的交点，同时也是线电压的交点。在分析ud的波形时，既可从 相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。
2020/3/1
北京天华博实电气技术有限公司
6
THBS
三相全控桥式整流电路
当触发角α改变时，电路的工作情况将发生 变化。图3 给出了α=30o时的波形。从ωt1角 开始把一个周期等分为6段，每段为60o与α ＝0o时的情况相比，一周期中ud波形仍由6 段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等 仍符合表1的规律。区别在于，晶闸管起始 导通时刻推迟了30o,组成 ud 的每一段线电 压因此推迟30o，ud平均值降低。晶闸管电 压波形也相应发生变化如图所示。图中同时 给出了变压器二次侧a相电流 ia 的波形，该 波形的特点是，在VT1处于通态的120o期间 ，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形 相同，在VT4处于通态的120o期间，ia波形 的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值 。
5）α＝0o时晶闸管承受的电压波形如图2所示。图中仅给出VT1的电压波形。将此波形与三相半波中的VT1电 压波形比较可见，两者是相同的，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也与三相半波时一样。
图2中还给出了晶闸管VT1流过电流 iVT 的波形，由此波形可以看出，晶闸管一周期中有120o处于通态，240o 处于断态，由于负载为电阻，故晶闸管处于通态时的电流波形与相应时段的ud波形相同。
2020/3/1

浅析直流调速装置6RA70的性能与运用

浅析直流调速装置6RA70的性能与运用西门子全数字直流调速装置6RA70为双闭环直流调速系统，具有控制精度高、响应速度快、运行稳定、便于调整等优点；经过简单的调试与优化即可获得理想的使用效果。

通过现场总线与PLC结合，可以构成实用，高效的自动化系统。

标签：直流调速；调试与优化；PROFIBUS-DP网络全数字控制系统性能好，可靠性高，可以满足高动态品质与高调速精度的要求，全数字装置还提供了对传动系统完备的监控保护与故障自诊断功能，同时还拥有方便快捷的通讯联网形式，可以同自动化系统联网通讯，进行参数的设定和各种信息的交换。

一、6RA70装置的优点6RA70系列全数字直流调速装置是西门子传动部推出的新一代直流调速产品，与原有的系列相比，具有功能强大、控制可靠、结构紧凑、维护保养简单等优点。

该装置的主要特点如下：（1）用于脉冲编码器反馈的闭环控制，真正实现无静差调速系统。

（2）开环和闭环控制电子模板CUDl和CUD2是全数字调速装置的核心硬件。

主要完成：电枢、励磁回路的开闭环及触发脉冲的控制，速度给定，接受速度反馈，装置运行使能控制，组态输入输出控制端等。

（3）電流调节器、速度调节器通过自动优化得到调节器的相关参数，如电机的电阻，电感，弱磁的优化运行可得到电机的磁化曲线。

（4）通过选择斜坡上升、下降时间，过渡圆弧等时间来实现起制动、加速度的曲线过渡，减少因速度突变而引起的电流过大和机械冲击现象，有利于延长装置本身寿命和机械设备寿命。

（5）装置提供了丰富的自由软件模块连接，可以通过开关量的连接和模拟量连接能任意配置所需的控制功能。

二、装置的调试与优化1、装置的调试①P051为访问权限参数，需要修改参数时应将P051置为“40”修改完成后应将P051重新置“0”。

②P100、P101、P102、P114为电动机的铭牌参数，如P100为电枢额定电流，P101为电枢额定电压。

在调试时需按电动机实际值输入。

③实际速度检测数据设置P083 = 2，速度实际值由脉冲编码器提供（K0040 ）。

6RA70在直流传动系统中的应用

学术研讨南|=科技2006年第3期6RA70在直流传动系统中的应用王华∞马利军②(①天津西¨子电气传动有限公司②天津sEw一电气传动有限公司)摘要介~gSIM()REG6RA70的特点，对系统各主要模块的功能进行了论述，介绍了它的工作原理，系统具有安全、可靠等特点，关键词6RA70结构工作原理应用SIMOREG6RA7【】系列整流装置为三相交流电源直接供电的仝数字控制装置，其结构紧凑.用十可调速直流电机电枢和励磁供电，装置额定电流为15A～2000A.并且可通过并联SIMOREG整流装置进行扩展。

，根据不同的应用场合.可选择单象限或叫象限工作的装置，装置本身带有参数设定单元.不需要其它的任何附加没备即可完成参数的没定..所有的控制、调节、监视及附加功能都}=}l微处理器来实现。

可选择给定值和反馈值为数字量和模拟量。

16RA70结构SIMOREG6RA7【1系列整流装置特点为体积小.结构紧凑。

、装置的门内装有一个电子箱，箱内装入凋节板，电子箱内可装用于技术扩展和串行接U的附DU板。

各个单元很容易拆装.使装置维修服务变得简单、易行。

SIMOREG6RA?()电枢吲路为三相桥式电路，单象限工作装置的功率部分电路为三相全控桥.删象限工作装置的功率部分电路为两个三相全控桥。

励磁蚓路采用单相半控桥。

额定电流在15A一850A的装置(交流输入电压~00VU'1‘，电流至1200A)，电枢和励磁回路的功率部分为电绝缘晶『甲】管模块，所以，其散热器不带电，更大电流或输入电压高的装置，电枢H路的功率部分为平板式晶闸管。

这时散热器是带电的.功率部分的所有接线端子都在前l自j。

额定＜=125A的装置为自然风冷.额定在＞=210A的装置为强迫风冷(Jx【机)。

6RA70装置在rJ内部有一个基本操作板PMLf，基本操作板PMIJ的s个起段数码管和137i-发光二极管用于状态显示，3个按键用于参数设定。

6RA70装置也可以选用OPIs，选件OPIS.q‘以装在装置的门上也可以装在装置之外，如柜门上，在此情况下.用一根.5m长左彳T的电缆与0P1s相连接。

6RA70直流调速分析与应用


摘
要： 文章概 述了 ＳＥ ＮＳ公司 的 ６ ＩＭＥ ＲＡ７ 直流调速装置的硬件及软件原理 、故 障查询 、故障指示 及对 部分硬件 电路进行了细致 ０
的分析 。
关键词 ：ＲＡ７ 装置硬件 ； ６ ０ 系统 软件 ； 直流调速 中图分类号 ： Ｍ９ １ １ Ｔ ２． 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ３ ７ ４ ２ ０ ）０ — １６ ０ １０ — ２ １（０ ８ ６ ０ ０ — ３
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ａ ｙｓｓ ｏ ｅ Ｓ ｅ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｎ ｌ ｉ ｆ ｔ ｉ ｍｅ ｓ ６ ｈ ｎ ＲＡ ７ ｐ ｅ ｅ ｕ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｍ．Ｔｈ ａ ｄ ０ Ｓ ｅ ｄ ｒ ｇ ｌ ｔｏ ｙｓｅ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ａ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｏ ｅ ｒ ｎ ｏ ｔ ｒ ｆｔ ｈ
ｓ ｓ ｅ ａ ｅ ａ ｓ ｕ ｌｎ ｄ ｙ ｔ ｍ ｒ ｌｏ ｏ ｔｉ ｅ ．
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ：６ ｙ ｒ ｓ ＲＡ ７ ｙ ｔｍ；ｓ ｓｅ ｏ ｗａｅ ｄ ｒｃ— ｕ ｒ ｎ ｐ ｅ ｅ ｕ ａｉｎ ０ｓ ｓｅ ｙ ｔｍ ｓ ｆ ｒ ； ｉｅ ｔｃ ｒｅ ｔ ｅ ｄｒ ｇ ｌｔｏ ｔ ｓ
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《 动 技 应 ０８ 第２卷 期 自 化 术与 用 ２０年 ７ 第６
经 验 交 流
Ｔ ｃ ｉ ａＩ ｅ ｈｎ ｃ Ｃｏｍ ｍｕｎ ｃ ｔｏ ｓ ｉａ ｉｎ
６ Ａ７ Ｒ ０直 流 调 速 分 析 与应 用
郝 全 田
（ 河南省安 阳钢铁集 团公 司 ， 河南 安 阳 ４ ５ ０ ） ５ ０ ４
与主 回路 相序要 严格一 致 ， 这样在 现场调 试 中就 很不方
便 。另外 ， 从严格 意义上讲 ，ＲＡ２ ６ ４和 ６ ＲＡ２ ３并不完 全 是 全数字装 置。 因为 ６ ＲＡ２ ２的励磁 电流控制 环是模 拟
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106 | T echniques of Automation & Applications６ＲＡ７０直流调速分析与应用郝全田（河南省安阳钢铁集团公司，河南　安阳　４５５００４）摘 要：文章概述了ＳＩＥＭＥＮＳ公司的６ＲＡ７０直流调速装置的硬件及软件原理、故障查询、故障指示及对部分硬件电路进行了细致的分析。

关键词：６ＲＡ７０装置硬件；系统软件；直流调速中图分类号：ＴＭ９２１．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００８）０６－０１０６－０３An Analysis of the 6RA70 DC Speed Regulation SystemHAO Quan-tian(Anyang Iron & Steel G roud Co.,Ltd Anyang 445004 China)Ａｂｓｔｒａｃｔ：　This paper presents an analysis of the Siemens 6RA70 Speed regulation system. The hardware and software of thesystem are also outlined.Keywords: 6RA70 system; system software; direct-current speed regulation收稿日期：２００８－０２－１９１ 引言安钢高线主轧线上１架－１８架轧机设备采用美国摩根最新的模块化轧机设备，其传动采用直流调速系统，由全数字６ＲＡ７０直流装置供电。

其中粗、中轧为单机驱动，预精轧为两套６ＲＡ７０直流装置并联驱动。

直流主电机采用直流不可逆调速系统，全数字控制系统性能好，可靠性高，可以满足高动态品质与高调速精度的要求，全数字装置还提供了对传动系统完备的监控保护与故障自诊断功能，同时还拥有方便快捷的通讯联网形式，可以同自动化系统联网通讯，进行参数的设定和各种信息的交换［２］。

自从２０世纪８０年代中后期，德国Ｓｉｅｍｅｎｓ公司推出ＳＩＭＯＲＥＧ　Ｋ　６ＲＡ２２以来，到现在又相继推出了６ＲＡ２３、６ＲＡ２４和６ＲＡ７０。

他们的共同特点是采用单片机开、闭环控制、逻辑运算、故障诊断、参数设置、状态故障显示。

当在主机板上加上扩展模板时，则可实现与其他自动化系统的通讯能力，或完成特殊的控制能力。

６ＲＡ２４采用的是Ｉｎｔｅｌ的１６位单片机８０Ｃ９７，６ＲＡ２３采用的是Ｉｎｔｅｌ的１６位单片机８０Ｃ１９６ＫＣ。

由于单片机本身的性能没有太大的改进，６ＲＡ２３与６ＲＡ２４基本相同，如同步信号取自控制回路，因此要求控制回路相序与主回路相序要严格一致，这样在现场调试中就很不方便。

另外，从严格意义上讲，６ＲＡ２４和６ＲＡ２３并不完全是全数字装置。

因为６ＲＡ２２的励磁电流控制环是模拟线路，而６ＲＡ２３的励磁是不可控的，这主要是单片机性能的原因。

６ＲＡ７０采用的是Ｓｉｅｍｅｎｓ公司自身开发的单片机８０Ｃ１６６，它的性能要比Ｉｎｔｅｌ８０Ｃ１９６ＫＣ高的多，因此，６ＲＡ７０装置无论在性能和功能方面都比６ＲＡ２３、６ＲＡ２４有了很大的提高。

特别是在６ＲＡ７０中，同步信号取自主回路，这样主回路相序与控制回路相序就没有关系了，随便怎么接都可以。

由于工作的原因，作者对以上几种装置的软件和硬件都有深刻的了解，下面主要对６ＲＡ７０装置作些分析。

２ 硬件电路２．１ 单片机系统线路８０６６是１６位单片机，它是Ｃ１６６系列的一种，最高| 107时钟为４０ＭＨＺ，它执行指令采用４阶段管道方式（４－Ｓｔａｇｅ　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ）。

即每条指令的执行分４个阶段，每个阶段的执行时间为一个指令周期，但同一时刻可以执行４条指令，这４条指令处于不同阶段。

因此从表面看，每条指令的执行，仅需一个指令周期。

在ＣＰＵ的频率为２０ＭＨＺ时，每个指令周期为１００ｎｓ。

８０Ｃ１６６具有３２个中断源，１６级中断。

另外，８０Ｃ１６６集成有１０路Ａ／Ｄ转换，启动一次可以把１０路Ａ／Ｄ转换都执行完，并保存在指定的存储区内，期间几乎不需要ＣＰＵ的干预，这主要得益于它的ＰＥＣ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　Ｅｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）。

８０Ｃ１６６还集成有１６路捕获／比较单元，２个多功能的通用定时器，２个串口（ＵＳＡＲＴ）等等。

Ｐ０口１６根地址线，使８０Ｃ１６６的最大寻址空间为２５６Ｋ。

Ｐ５口除了作为Ａ／Ｄ转换的模拟输入口以外，也可以作为普通的双向口，在本装置中，主要用于主回路的交流线电压、直流侧电压、电枢电流、测速机反馈和励磁回路线电压的模拟输入。

（１）Ｐ１口为双向口，作为开关量的输入输出。

Ｐ２口为捕捉／比较单元的输入输出，在本装置中，用于主回路脉冲和励磁回路脉冲的输出。

专用芯片主要处理码盘反馈，高精度Ａ／Ｄ转换和开关量输入等。

框图如图１。

２．２ 脉冲合成６ＲＡ７０装置与６ＲＡ２４、６ＲＡ２３装置不同，单片机输出的并不是用于触发晶闸管的脉冲信号，而是一些周期变化的信号和开关量信号，这些信号经过ＧＡＬ逻辑运算才生成脉冲触发信号。

２．３ 同步实现同步信号检测如图３，图中Ｕ、Ｖ、Ｗ三相进线是通过脉冲变压器与主回路连接的。

线电压ＵＶ经过差分放大器Ｎ１衰减再加上一个偏置电压后，输入到８０Ｃ１６６的图１ 单片机系统单线图Ｐ５．６端进行Ａ／Ｄ转换。

Ａ／Ｄ采样周期为０．２５ｍｓ，这样对于５０ＨＺ工频电网，一个周期内采样８０次，因此数字量完全可以真实的反映电网的变化情况，通过Ａ／Ｄ变换得到的数字量再减去一个恒定的数字偏置值就得到了ＵＶ、ＶＷ线电压的真正数字值。

比较本次采样值与上次采样值的符号，以便求出电网的实际电压有效值，用于欠压、过压以及电流预控中使用。

如果符号不同，说明在上次采样与本次采样之间线电压经过了过零点，根据上次采样的时间、数值大小、以及本次采样的时间、数值大小，用线性插值的方法就可以求出电压过零点的时刻。

如果本次采样值为正，说明此过零点为从负到正，反之为从正到负。

这样就求出了ＵＶ、ＶＷ４个过零点。

根据ＵＶ＋　ＶＷ＋ＷＵ＝０，因此ＷＵ＝－（ＵＶ＋　ＶＷ），可以求出ＷＵ的２个过零点。

这样在一个周期内的６个过零点就都求得了。

３ 软件功能６ＲＡ７０软件不仅实现了调速装置的所有调节功能，而且有大量辅助功能、提供了极佳的用户界面、极强的自适应和扩展能力。

与６ＲＡ２４、６ＲＡ２３装置软件比较，软件整体结构大致一样，主要有主循环和中断各部分组成，其中中断程序又分成电枢回路中断和励磁回路中断程序。

３．１ 主循环图２中主循环体每２０ｍｓ执行一次，它完成了所有的辅助功能。

其中系统初始化，包括对一些临时变量区清零，以５０ＨＺ电网的假设对一些变量赋初值，检测ＥＥＰＲＯＭ等等。

子程序集包括：检测ＥＥＰＲＯＭ，比较ＲＡＭ是否与图２ 同步信号检测108 | T echniques of Automation & Applications图３ 主循环框图ＥＥＰＲＯＭ区相等；串口通讯；键盘，显示及恢复出厂值；Ｐ参数刷新；电机接口；故障检测；优化设定；功率部分Ｉ２ｔ监视；串口ＰＫＷ处理；双端口ＲＡＭ　ＰＫＷ处理；磁场反向控制。

３．２ 中断程序电枢电路中断控制程序循环时间为电网周期的１／６，励磁回路中断控制程序循环时间为电网周期的二分之一，其中Ａ／Ｄ转换的首次起动是在电枢回路中断程序中完成的。

以后每０．２５ｍｓ循环一次。

电枢回路中断程序包括：存储跟踪信号；开关量输出；模拟量输出；优化；码盘反馈；双端口ＲＡＭ　ＰＺＤ处理；自由功能块；工艺调节器；电动电位器；斜坡函数发生器；模拟量输入；串口ＰＺＤ处理；开关量输入；速度调节器；电流调节器；电流预控；脉冲形成。

励磁回路中断程序包括：ＥＭＦ的预控；ＥＭＦ调节器；励磁电流调节器；励磁电流预控；脉冲形成。

３．３ 故障查询和故障指示当出现一个故障或报警信息时，他将在简易操作控制面板（ＰＭＵ）和舒适型操作控制面板ＯＰ１Ｓ上显示。

在ＰＭＵ上显示Ｆ加三个数字，红色ＬＥＤ（故障）亮；在ＯＰ１Ｓ上显示在工作下一行，红色ＬＥＤ（故障）亮。

它总是显示一个现实的故障信息，而其他同时存在的故障信息被覆盖，多个故障信息仅在一定的工作状态下被激活。

当出现一个故障信息后，系统做出如下响应：电枢回路电流减小，触发脉冲被封锁且ＳＩＭＯＲＥＧ进入故障状态；在操作面板上显示故障信息；Ｂ０１０６置位且抹去Ｂ０１０７；自行修改内部变量，如ｒ０４７、ｒ０４９、ｒ９４７、ｒ９４９等等；在报警原因消失后，报警信息立即终止，但是在故障原因消失后，必须按下ＰＭＵ上的Ｐ键或ＯＰ１Ｓ上的复位键（面板处于“工作显示”状态）消除故障信息。

关于故障原因更详细的内容可在参数ｒ０４７中查到。

在ｒ０４７．００１中的值称为“故障值”。

它存贮在ｒ９４９中，它也包含属于老故障信息的故障值。

当发生下一个故障信息时，在ｒ０４７中的值重写。

当ｒ０４７的值没有包含在表中时，ＳＩＥＭＥＮＳ专家能帮助你找出故障原因。

为此，每当发生一个故障信息，甚至如果参数ｒ０４７的各变址的意义不能说明下表每个故障信息意义时，ｒ０４７参数的所有变址应被读出。

所以遇到任何故障信息时要注意参数ｒ０４７所有变址内容。

４ 结束语由于直流调速系统产生的谐波对电网冲击很大，达不到国家要求的７次、１１次、１３次谐波量的要求（ＧＢＴ１４５４９—９３标准），我厂上了一套６６０Ｖ低压无功动态补偿和谐波吸收装置，不仅降低了对电网的冲击、使电网谐波量达到了国家要求，还带来显著的节电效益。

通过对全数字直流调速装置６ＲＡ７０的分析研究有助于更好的使用和维护６ＲＡ７０装置，并且在以后遇到同类相关产品时，比如是６ＲＡ２３、６ＲＡ２４等全数字直流调速装置，提供一些可以借鉴的经验。

参考文献：［１］　西门子电气传动公司编．６ＲＡ７０系列全数字直流调速装置使用说明书．［Ｚ］２００５［２］　交直流调速系统（第二版）史国生主编［Ｍ］．北京：化学工业出版社　２００６作者简介：郝全田（１９７６－），电气助理工程师，在职攻读工程硕士，从事电气设备管理工作。