CN101071306A - 电弧炉智能电气控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电弧炉智能电气控制系统，包括PLC控制器和液晶显示触摸屏，通过PLC控制器自动控制三相电极的高低，以保持电弧电流恒定；在PLC控制器内置一组过电流保护值，当检测到变压器过电流时即瞬时跳闸，断开变压器的电源，另外在触摸液晶屏上设定三组过电流值和延时时间值，保存在PLC的EEPROM中，保证断电不丢失；采用液晶显示触摸屏作人机界面，显示变压器档位、电流、电压、功率、电耗、功率因数等电参数，在生产过程只需要调节电流和变压器档位。本发明能降低电能消耗，提高设备使用寿命，具有操作简便、运行安全可靠、能耗低、生产效率高的优点，能大幅提高电弧炉的运行效益。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种三相交流电弧炉智能电气控制系统，包括三相石墨电极的全自动控制、变压器换档的控制以及变压器的数字保护系统，属于设备制造和自动控制技术领域。
【背景技术】
交流电弧炉炼钢是世界炼钢工业主要生产方式，便于控制钢水的成份，炼出优质的钢产品。目前，电弧炉控制系统多采取单片机、PLC和工控机作为控制器，从各种电弧炉运行的情况来看，多数控制系统在功率平衡、功率因素等方面具有很好的效果，但是由于电弧炉炼钢过程的复杂多变，现有的控制系统往往不能实现能量的最优传递，也就是不能以最高的电效率和最低的能量、物料消耗来完成冶炼操作，例如其三相电极控制一般采用工业计算机控制，用过流继电器保护变压器，其计算机只控制三相电极，运行时需要调节电流、不灵敏区、档位、曲线四个参数，对生产过程的数据显示不全面，由于系统功能分散，控制性能受到影响，控制系统的可靠性能差。
【发明内容】
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种操作简便、运行可靠并能有效降低电弧炉电耗的电弧炉智能电气控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电弧炉智能电气控制系统，包括PLC控制器和液晶显示触摸屏，通过PLC控制器自动控制三相电极的高低，以保持电弧电流恒定；在PLC控制器内置一组过电流保护值，当检测到变压器过电流时即瞬时跳闸，断开变压器的电源，另外在触摸液晶屏上设定三组过电流值和延时时间值，保存在PLC的EEPROM中，保证断电不丢失；采用液晶显示触摸屏作人机界面，显示变压器档位、电流、电压、功率、电耗、功率因数等电参数，在生产过程只需要调节电流和变压器档位。
所述电极运行速度提高到5米/分以上。
在所述电极运行的行程中设有电极电气限位，当电极到达机械限位时，PLC控制器检测到驱动电机电流增加，从而停止电极相同方向的运转。
所述液晶显示触摸屏上设计有供触摸操作的系统的操作按钮。
本发明的有益效果是：降低电能消耗，提高设备使用寿命，具有操作简便、运行安全可靠、能耗低、生产效率高的优点，能大幅提高电弧炉的运行效益。
【附图说明】
图1是本发明的电气系统方框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种电弧炉智能电气控制系统，包括PLC控制器和液晶显示触摸屏，采用液晶显示触摸屏作人机界面，液晶显示触摸屏显示界面上显示出变压器档位、电流、电压、功率、电耗、功率因数等电参数，只需要轻轻触摸液晶屏上的按钮即可调节控制参数，生产过程只需要调节电流、变压器档位即可，并且集成了变压器保护系统，不需要复杂的继电保护系统；采用PLC控制器，全自动控制三相电极的高低，以保持电弧电流恒定，本发明将电弧炉的电极速度提高到5米/分以上，并提供一个高级的电极电气限位，当电极到达机械限位时，PLC控制器检测到驱动电机电流增加，停止电极相同方向的运转，起到了电气限位的作用；在PLC控制器内置一组过电流保护值，当检测到变压器过电流时即瞬时跳闸，断开变压器的电源，另外可在触摸液晶屏上设定三组过电流值和延时时间值，保存在PLC控制器的EEPROM中，断电不丢失，用数字系统模拟过电流继电保护系统的好处是，不需要复杂的接线、提高了可靠性并且具有长期的稳定性。
本发明应用在3吨电弧炉上，变压器容量为3200KVA，额定电流为7698A，最高电压为240V，将图1中的元件组装在一个操作台内，操作台上装设按钮，并且将液晶显示触摸屏和变频器的显示面板装于操作台的正面；PLC控制器检测到电流电压和功率因数并计算出功率，对功率作时间的积分得出电力消耗，以上的数据全部显示在液晶显示屏上，便于电炉冶炼参考，另外液晶显示屏上设计了系统的操作按钮，可进行触摸操作，系统提供了良好的可操作性。变压器的档位控制也由PLC控制，除了和高压开关连锁外，增加了当检测到变压器有输出电压时不能换档，严格保护无励磁调压电炉变压器。
本发明的另一个关键是电炉操作时只需要设定电流和调节变压器档位，PLC自动控制其他参数优化运行。其调节原理是，系统检测电弧电流的波动频率和幅度，由于电极运行系统是一个大惯性系统，对高频率的信号将不能良好响应，只能造成电极驱动系统的机械磨损，PLC系统对电流信号作衰减，频率越高衰减越大。这样的好处是电流调节更平稳，对电机和机械起到良好的保护。
本发明的关键在于集中三相石墨电极的全自动控制，变压器换档控制以及变压器的数字保护系统三个功能，并且运行时只需要设定电流和调节变压器档位。本系统的效益在于降低了电弧炉的电耗，在3吨电炉上达到了513度/吨，为节能降耗提供了设备条件。
Claims (4)
1、一种电弧炉智能电气控制系统，包括PLC控制器和液晶显示触摸屏，其特征是：通过PLC控制器自动控制三相电极的高低，以保持电弧电流恒定；在PLC控制器内置一组过电流保护值，当检测到变压器过电流时即瞬时跳闸，断开变压器的电源，另外在触摸液晶屏上设定三组过电流值和延时时间值，保存在PLC的EEPROM中，保证断电不丢失；采用液晶显示触摸屏作人机界面，显示变压器档位、电流、电压、功率、电耗、功率因数等电参数，在生产过程只需要调节电流和变压器档位。
2、如权利要求1所述的电弧炉智能电气控制系统，其特征是：所述电极运行速度提高到5米/分以上。
3、如权利要求2所述的电弧炉智能电气控制系统，其特征是：在所述电极运行的行程中设有电极电气限位，当电极到达机械限位时，PLC控制器检测到驱动电机电流增加，从而停止电极相同方向的运转。
4、如权利要求1所述的电弧炉智能电气控制系统，其特征是：所述液晶显示触摸屏上设计有供触摸操作的系统的操作按钮。
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| CN101071306A true CN101071306A (zh) | 2007-11-14 |
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