[實用新型]冶金電弧反應設備的數字化操作系統

有效

• 申請號: 201320782243.6
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN203689180U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉亮;霍廣生;孫利平;鄧名高
• 申請（專利權）人: 長沙生力冶金科技有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;F27B3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種冶金電弧反應設備的數字化操作系統。

背景技術

電弧爐是火法冶金的主要熔煉爐，隨著能源和環境問題越來越受到重視，有較低碳排放的電弧爐冶煉生產將不斷發展，現有的電弧爐采用傳統的控制方法(如手動調節方法)進行溫度調節，調節精度低，無法實時響應，而且人機界面也并不友好。因此，有必要設計一種全新的冶金電弧反應設備的數字化操作系統。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種冶金電弧反應設備的數字化操作系統，該冶金電弧反應設備的數字化操作系統具有人機界面友好、易于實施、調節精度高、響應速度快的優點。

實用新型的技術解決方案如下：

一種冶金電弧反應設備的數字化操作系統，包括熱電偶、調理電路、A／D轉換器、存儲器、數字PID控制器、脈沖產生電路、隔離電路、顯示器、按鍵和變頻器；所述的冶金電弧反應設備為冶金電弧反應爐；

所述的熱電偶、調理電路和A／D轉換器依次連接，A／D轉換器接數字PID控制器的反饋信號端，數字PID控制器的給定信號端和PID參數設定端均與存儲器相接，數字PID控制器輸出頻率信號給脈沖產生電路，脈沖產生電路輸出的觸發脈沖經隔離電路與變頻器的脈沖輸入端相接；變頻器的輸入側接交流電源，變頻器的輸出側接冶金電弧反應爐；按鍵和顯示器均通過接口電路與存儲器連接，A／D轉換器的輸出端經接口電路與顯示器連接；

熱電偶為6個，兩兩一組設置在冶金電弧反應爐爐膛中的不同位置；

所述的熱電偶為鎳鉻硅-鎳硅熱電偶；所述的隔離電路采用光電耦合器件MOC3041；變頻器為基于6個IGBT的三相變頻器；調理電路采用SCC-TC信號調理模塊。

所述的數字PID控制器和脈沖產生電路集成在51單片機或DSP中。

有益效果：

本實用新型的冶金電弧反應設備的數字化操作系統，采用熱電偶采集實時溫度數據，采用數字PID控制器作為控制單元，集成度高，控制精度高，能實現高精度的溫度調節。

采用數字PID控制器，其PID參數和給定參數可以通過按鍵設置進行調整；靈活性好。

由于采用了按鍵和顯示屏，人機交互的界面友好。

當采用單片機和DSP的時候，其功能更為強大，且擴展性好，對采集到的數據可存儲在附加的存儲單元(如FLASH)上用于進一步信號分析與處理。

熱電偶分為三組布置，兩兩一組，作為冗余(每一組中的一個失效，另一個可以正常工作)，因而可靠性更高。6個熱電偶采集的數據取平均處理，因而溫度采集的精度更高，采用變頻器實施電流控制，響應速度快。

附圖說明

圖1為冶金電弧反應設備的數字化操作系統的總體結構示意圖；

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明：

實施例1：

如圖1，一種冶金電弧反應設備的數字化操作系統，包括熱電偶、調理電路、A／D轉換器、存儲器、數字PID控制器、脈沖產生電路、隔離電路、顯示器、按鍵和變頻器；所述的冶金電弧反應設備為冶金電弧反應爐；

所述的熱電偶、調理電路和A／D轉換器依次連接，A／D轉換器接數字PID控制器的反饋信號端，數字PID控制器的給定信號端和PID參數設定端均與存儲器相接，數字PID控制器輸出頻率信號給脈沖產生電路，脈沖產生電路輸出的觸發脈沖經隔離電路與變頻器的脈沖輸入端相接；變頻器的輸入側接交流電源，變頻器的輸出側接冶金電弧反應爐；按鍵和顯示器均通過接口電路與存儲器連接，A／D轉換器的輸出端經接口電路與顯示器連接；

熱電偶為6個，兩兩一組設置在冶金電弧反應爐爐膛中的不同位置；

所述的熱電偶為鎳鉻硅-鎳硅熱電偶；所述的隔離電路采用光電耦合器件MOC3041；變頻器為基于6個IGBT的三相變頻器；調理電路采用SCC-TC信號調理模塊。

所述的數字PID控制器和脈沖產生電路集成在51單片機或DSP中。

測溫元件熱電偶產生的是低電壓信號，它需要進一步的放大、過濾以及線性化等處理、考慮本系統屬于單通道，且是與NI的M系列數據采集卡配合使用，綜合分析成本價格與性能，采用SCC信號調理模塊。SCC-TC模塊可以將熱電偶輸出的毫伏級的微弱電壓，直接轉化成所測的溫度。

特別說明，本系統完全通過硬件實現，是一個純硬件的數控系統，不涉及軟件和相關方法。