[實(shí)用新型]一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320584370.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203534144U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航空學(xué)院
• 主分類號(hào): F27B3/28
• 分類號(hào): F27B3/28
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

真空自耗電弧爐是鈦及鈦合金等稀有金屬冶煉過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，雖然我國(guó)在鈦及鈦合金冶煉領(lǐng)域取得了一定的成就，但是其產(chǎn)品總體質(zhì)量偏低，容量小、能耗高，要想得到高品質(zhì)的產(chǎn)品主要靠進(jìn)口國(guó)外生產(chǎn)設(shè)備甚至產(chǎn)品，其代價(jià)高、受制約大。針對(duì)真空自耗電弧爐熔煉過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸量大、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分散、熔煉過(guò)程復(fù)雜、信號(hào)干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，應(yīng)用先進(jìn)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解決設(shè)備存在的問(wèn)題，提高系統(tǒng)控制效率及控制精度已迫在眉睫。

真空自耗電弧熔煉控制中，自耗電極熔化速度的控制和熔煉功率的控制是兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是提高鑄錠質(zhì)量的關(guān)鍵。現(xiàn)有的真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)構(gòu)成不合理，難以實(shí)現(xiàn)恒熔速、恒功率的控制目的，存在設(shè)備故障率高、維護(hù)量大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，受人為因素影響較大等問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，工作能夠保證自耗電極熔化速度和熔煉功率恒定，有效解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)設(shè)備故障率高、維護(hù)量大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，受人為因素影響較大等問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其特征在于：包括上位機(jī)、下位機(jī)、自耗電極熔速檢測(cè)單元、功率檢測(cè)單元、電弧電流調(diào)節(jié)單元和自耗電極升降控制單元；所述上位機(jī)和下位機(jī)之間連接有接口網(wǎng)絡(luò)，所述接口網(wǎng)絡(luò)由通訊卡和通訊接口串接而成；所述自耗電極熔速檢測(cè)單元包括對(duì)自耗電極頂端的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度傳感器、對(duì)自耗電極頂端的熱流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的熱流傳感器、分別與溫度傳感器和熱流傳感器相接的濾波電路、與濾波電路相接的A/D轉(zhuǎn)換器和根據(jù)溫度傳感器和熱流傳感器所測(cè)得信號(hào)得出自耗電極底部熔化后形成的固液相變界面位置的處理器，所述處理器通過(guò)無(wú)線通訊模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述處理器分別與無(wú)線通訊模塊和A/D轉(zhuǎn)換器相接；所述功率檢測(cè)單元包括與自耗電極相接的功率信號(hào)采集模塊、與功率信號(hào)采集模塊相接的無(wú)功功率補(bǔ)償模塊以及分別與下位機(jī)和無(wú)功功率補(bǔ)償模塊相接且對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償模塊進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)電路；所述電弧電流調(diào)節(jié)單元包括串接在變壓器二次側(cè)的可控硅電源和依次串接在下位機(jī)與可控硅電源之間的放大電路和控制電路；所述變壓器的一次側(cè)接高壓電源，所述可控硅電源與自耗電極相接；所述自耗電極升降控制單元包括與下位機(jī)相接的變頻器和串接在變頻器輸出端與自耗電極輸入端之間的電極升降電路。

上述一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其特征是：還包括與上位機(jī)相接的告警單元。

上述一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其特征是：所述上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。

上述一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其特征是：所述下位機(jī)為西門子S7-200PLC。

上述一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其特征是：所述處理器為DSP處理器。

上述一種真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)，其特征是：所述通訊卡為西門子CP5711卡。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝布設(shè)方便，投入成本低。

2、上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送速度快，準(zhǔn)確率高。

3、對(duì)熔煉功率信號(hào)和熔化速度信號(hào)采集簡(jiǎn)便、迅速、智能化程度高。

4、熔煉過(guò)程中可生成實(shí)時(shí)圖表與動(dòng)畫顯示，并形成歷時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢；同時(shí)上位機(jī)可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)優(yōu)化熔煉工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電弧爐的全自動(dòng)控制。

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝布設(shè)方便、智能化程度高，工作能夠保證自耗電極熔化速度和熔煉功率恒定，有效解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)設(shè)備故障率高、維護(hù)量大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，受人為因素影響較大等問(wèn)題。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1—上位機(jī)；????????????2—下位機(jī)；?????????3—通訊卡；

4—通訊接口；??????????5—自耗電極；???????6—溫度傳感器；

7—熱流傳感器；????????8—濾波電路；???????9—A/D轉(zhuǎn)換器；

10—處理器；???????????11—無(wú)線通訊模塊；??12—功率信號(hào)采集模塊；

13—無(wú)功功率補(bǔ)償模塊；?14—保護(hù)電路；??????15—變壓器；