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第１６卷第２期平顶山工学院学报Ｖｌｏ１．１６Ｎｏ．２

２０Ｏ７年３月Ｊ０ｆＰｉＩ蛐ＩｎｓｔｉｔｕｔｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．２０ｃｒ７

文章编号：１６７１—９６６２（２００７）０２—００５４—０３

离心浇铸机的变频器控制系统设计

张池，一，尹凯歌３，詹耀辉２

（１．河南理工大学，河南焦作４５５０００；２．漯河职业技术学院，河南漯河４６２００２；

３．漯河卷烟厂，河南漯河４６２０００）

摘要：离心浇铸机两驱动辊在运行过程中既要保持同步又要保证两台电机的负荷平衡，利用西门子

６ＳＥ７０变频器的主从控制方式的双闭环控制系统就很容易解决。文章介绍了基于变频技术

的离心浇铸机控制系统的硬件系统构成和主要功能。给出了系统监控画面设计。实践证明：

该方法简单易行，解决了控制系统中负荷分配不均的问题。

关键词：离心浇铸机；变频器；ＯＰ面板；负荷分配

中图分类号：Ｉ３文献标识码：Ａ

０引言

离心铸造是将液体金属浇人旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型凝固形成的一种铸造方法。为

实现上述工艺过程，必须采用离心铸造机创造使铸型旋转的条件。图１所示的卧式离心铸造机，其铸型是绕水平轴旋转

的，它主要用来生产长度大于直径的套类和管类铸件。该机主要是通过自动定量浇铸系统，将合金液体注入旋转的管模

中，同时离心机沿着轴向平稳旋转，完成离心浇注，最后经过水冷却，用牵引机将铸件脱离铸造机。

设备采用两台交流异步电动机拖动圆柱型铸造机旋

转，产生离心力。根据铸材及管径的不同，要求电动机有不

同的转速。同时，由于拖动驱动辊的两台电机在机械和电

气上没有直接联系，只是通过离心机发生了负载耦合，因

此，任何一个驱动辊的输出转矩发生变化，都会影响另一个

驱动辊的输出转矩，在极端的条件下，会发生一个驱动辊输

出全部的力，而另一个则基本不出力的现象。为了解决此

问题，在离心浇铸机的控制中，不仅要使两个驱动辊的电机

速度保持同步，还要使两个驱动辊电机的转矩保持相等，即

进行负荷分配控制。为此，用变频器和ＰＬＣ对离心浇铸机

进行控制，采用触摸屏取代机械按钮和显示仪表，可以根据

所生产的铸件规格设定离心机速度、浇铸温度和压力。水

图１离心浇铸机工作原理图

冷离心铸造机变频改造后，可以平滑调节离心力的大小，从

而改善管材温度场和应力场分布，有利于金属液的充填和凝固，有利于消除离心铸造高速旋转铸件产生裂纹问题。

１控制方案

离心铸造机的两个驱动辊采用２台交流变频电机驱动，变频器选用西门子公司的６ＳＥ７０系列矢量变频器，这种变频

器通过编码器等反馈装置组成速度闭环控制系统，它可以根据管材的直径及材质自动平滑调节驱动辊电机的速度，从而

调节离心力的大小。由于工作过程中两个驱动辊要求保持同步和负荷平衡，所以变频器控制方式采用主从控制。

依据系统的特点，铸造机要求运算速度快、控制功能强，并能对温度实现ＰＩＤ闭环控制。为此，ＰＬＣ系统采用西门子

公司具有很强的运算功能的Ｓ７—２００系列ＰＬＣ，ＰＬＣ通过Ａ／Ｄ模块采集浇铸温度、离心速度和水的压力信号，经过Ｄ／Ａ

收稿日期－＇２００７—０１—１２

第一作者简介：张池（１９６８一），男，河南漯河人，河南理工大学在读硕士，河南省漯河职业技术学院讲师，研究方向为计

算机与自动化技术。