CN105571340B - 一种旋转式电熔镁炉自动控制装置及电极电流控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式电熔镁炉自动控制装置及电极电流控制方法，属于电熔镁炉过程控制技术领域。该装置包括：PLC、电振机、转炉电机、转炉旋转定位用限位开关、转炉用变频器、电极电机、电极用变频器、D/A转换模块、称重传感器、电极电压电流信号采集模块、A/D转换模块和上位机监控系统。方法包括：采集流经电熔镁炉三相电极的三相电流和三相电压并转换为标准的模拟量电流信号；将标准的模拟量电流信号转换为相应的数字信号后输出给PLC；在PLC中完成旋转式电熔镁炉的电极电流控制。本发明方法可实现旋转式电熔镁炉的三相电极电流的采集和控制等功能，使三相电极电流与电流设定值之间的误差稳定在误差允许范围内，保证产品产量的同时降低电能消耗。
Description
技术领域
本发明属于电熔镁炉过程控制技术领域，具体涉及一种旋转式电熔镁炉自动控制装置及电极电流控制方法。
背景技术
电熔镁砂以精选菱镁矿石或高纯度轻烧镁颗粒为原料，可在三相交流旋转式电熔镁炉中冶炼提纯，后经冷却结晶制成。冶炼过程中，三相石墨电极的位置需要不断调整，使三相电极电流保持在电流设定值附近的合理区间内，进而保证冶炼过程平稳；从自动控制的角度来看，电熔镁炉冶炼过程中通过控制三相电极位置来实现三相电极电流稳定跟踪电流设定值，是冶炼过程平稳运行的关键，此外还需要确保炉体转动速度、电振启停时间等运行参数合理，这样才能保证最终产品的品位高、能耗少。目前，旋转式电熔镁炉的电流控制大多采用基于继电器开关量的电极升降控制方式，电极升降动作幅度大，电流波动较大；加料操作，即电振机的启停控制也还需要人工实现，加料量和加料时间间隔不能严格保证。上述现状导致旋转式电熔镁炉的自动化水平还存在很大提升空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种旋转式电熔镁炉自动控制装置及电极电流控制方法。
本发明的技术方案：
一种旋转式电熔镁炉自动控制装置，包括：PLC、电振机、转炉电机、转炉旋转定位用限位开关、转炉用变频器、电极电机、电极用变频器、D/A转换模块、称重传感器、电极电压电流信号采集模块、A/D转换模块和上位机监控系统；
所述电振机的输出端与原料仓相连接，电振机的控制端与PLC的控制端口相连接；
所述称重传感器的输入端与原料仓上预设的监测位置相连接，称重传感器的输出端通过A/D转换模块与PLC的输入端相连接；
所述转炉电机的输出端与旋转式电熔镁炉炉体相连接，同时旋转式电熔镁炉炉体又通过限位开关与PLC的控制端口相连接；所述转炉电机的控制端通过转炉用变频器和D/A转换模块与PLC的控制端口相连接；
所述电极电机的输出端与旋转式电熔镁炉的三相电极相连接，电极电机的控制端通过电极用变频器和D/A转换模块与PLC的控制端口相连接；
所述电极电压电流信号采集模块的输入端与旋转式电熔镁炉的三相电极相连接，电极电压电流信号采集模块的输出端通过A/D转换模块与PLC的输入端相连接；
所述PLC还与上位机监控系统相连接。
根据所述的旋转式电熔镁炉自动控制装置，所述电极电压电流信号采集模块，用于将采集旋转式电熔镁炉的三相电极的电压信号和电流信号，并将所采集的信号传送给PLC。
根据所述的旋转式电熔镁炉自动控制装置，所述上位机监控系统用于对该旋转式电熔镁炉的冶炼过程进行监控。
一种旋转式电熔镁炉的电极电流控制方法，采用旋转式电熔镁炉自动控制装置实现，包括如下步骤：
步骤1：通过电极电压电流信号采集模块采集流经电熔镁炉三相电极的三相电流和三相电压并转换为标准的模拟量电流信号，并输出至A/D转换模块；
步骤2：A/D转换模块将步骤1中得到的标准的模拟量电流信号转换为相应的数字信号后输出给PLC；
步骤3：在PLC中完成旋转式电熔镁炉的电极电流控制；
步骤3.1：首先用改进的限幅平均值滤波方法对输入的三相电流信号进行滤波，得到滤波后的三相电流值；
步骤3.2：计算电极电流误差值，即滤波后的电流值与电流设定值之间的差值，并根据电流误差值来判断是否有电流超限，是，则执行步骤3.3；否，则PLC输出为0，电极用变频器的输入频率为0，从而保持电极电机不动作，并返回步骤1；所述电流超限是指电流误差值的绝对值大于误差允许值；
步骤3.3：将滤波后的电流进行数据转换，同时将电流设定值也进行相应的数据转换，再根据转换后的电流值和转换后的电流设定值计算新的电流误差值，并将其送入PID控制器中，PID控制器计算出控制值后，再经过相应的数据转换，作为PID控制器的输出量；
步骤3.4：将PID控制器的输出量经过D/A转换模块将其数字量转换为模拟量电压信号，传递给电极用变频器作为电极用变频器的输入频率，通过改变电极用变频器输入频率来改变电极电机的供电频率从而改变电极电机的转速和转向，带动电极下降或者上升，该步骤执行完毕后再返回执行步骤1。
根据所述旋转式电熔镁炉的电极电流控制方法，所述改进的限幅平均值滤波方法为：连续采集n个数据，然后对这n个数据求取平均值a，再将这n个数据中的每个数据与平均值a进行比较，若比较后的差值超出预设阈值则将对应数据剔除，否则则保留该数据，最后将保留下的数据再求取平均值作为滤波后的电流值。
有益效果：本发明可实现旋转式电熔镁炉的三相电极电流的采集和控制等功能，使三相电极电流与电流设定值之间的误差稳定在误差允许范围内，保证产品产量的同时降低电能消耗；本发明装置可以实现自动加料，与以往的电熔镁炉控制系统相比，降低了劳动者工作强度，而且使得原料在炉壳中分布更均匀，有助于更稳定的生产冶炼；本发明同时实现炉体转动功能，与以往的电熔镁炉控制系统相比，改进了电熔镁的冶炼工艺，即通过炉体的转动，使冶炼过程排气更顺畅、冶炼更充分，有效地提高产品的品位，降低了产品能耗。
附图说明
图1为本发明一种实施方式中旋转式电熔镁炉自动控制装置的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式中旋转式电熔镁炉自动控制装置的电路原理图；
图3为本发明一种实施方式中旋转式电熔镁炉电极电流控制方法流程图；
图4为本发明一种实施方式中旋转式电熔镁炉电极电流控制方法结构图；
图5为本发明一种实施方式中旋转式电熔镁炉三相电极电流值变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
在本实施方式中，电熔镁炉的基本设备参数为：炉体直径为2500毫米，炉体高度为3000毫米，石墨电极直径为400毫米，设计生产能力为15吨/炉，冶炼过程额定电压为120伏，冶炼电流在14000安培，变压器容量为3000千伏安；
本实施方式的旋转式电熔镁炉自动控制装置，如图1所示，包括：PLC、电振机、转炉电机、转炉旋转定位用限位开关、转炉用变频器、电极电机、电极用变频器、D/A转换模块、称重传感器、电极电压电流信号采集模块、第一A/D转换模块、第二A/D转换模块和上位机监控系统；
本实施方式中电振机的输出端与原料仓相连接，电振机的控制端与接触器的输出端相连接，接触器的输入端与继电器的输出端相连接，继电器的输入端与PLC的控制端口相连接，用于实现向炉内自动加入原料；
本实施方式中称重传感器的输入端与原料仓上预设的监测位置相连接，称重传感器的输出端通过A/D转换模块与PLC的输入端相连接，用于获得加入炉内的原料质量；
本实施方式中转炉电机的输出端通过转炉传动装置(减速机和齿轮机构)与旋转式电熔镁炉炉体相连接，用于实现炉体旋转；同时，旋转式电熔镁炉炉体又通过限位开关与PLC的控制端口相连接，用于转炉定位；所述转炉电机的控制端通过转炉用变频器和D/A转换模块与PLC的控制端口相连接；本实施方式的限位开关包括反限位开关和正限位开关。
本实施方式中电极电机的输出端通过升降传动装置(减速机和齿轮、齿条)与旋转式电熔镁炉的三相电极相连接，用于实现三相电极升降；电极电机的控制端通过电极用变频器和D/A转换模块与PLC的控制端口相连接；本实施方式的电极电机由第一电极电机、第2电极电机和第3电机电机构成，如图2中所示的M1、M2和M3。
本实施方式中电极电压电流信号采集模块的输入端与旋转式电熔镁炉的三相电极相连接，电极电压电流信号采集模块的输出端通过A/D转换模块与PLC的输入端相连接。本实施方式的电极电压电流信号采集模块用于将采集旋转式电熔镁炉的三相电极的电压信号和电流信号，并将所采集的信号传送给PLC。本实施方式中电极电压电流信号采集模块由直流电压隔离器、电流互感器和直流电流隔离器构成。而其中直流电流隔离器包括第一直流电流隔离器、第二直流电流隔离器和第三直流电流隔离器；电流互感器包括第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器；直流电压隔离器包括第一直流电压隔离器、第二直流电压隔离器和第三直流电压隔离器；所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器首尾依次相连接，构成三角形接法；第一电流互感器的输出端与第一直流电流隔离器的输入端相连接，第二电流互感器的输出端与第二直流电流隔离器的输入端相连接，第三电流互感器的输出端与第三直流电流隔离器的输入端相连接；第一直流电压隔离器、第二直流电压隔离器、第三直流电压隔离器的输入端分别与电熔镁炉的三相电极相连接；第一直流电流隔离器、第二直流电流隔离器、第三直流电流隔离器和第一直流电压隔离器分别与第一A/D转换模块相连接；第二直流电压隔离器和第三直流电压隔离器的输出端分别与第二A/D转换模块相连接；
本实施方式的PLC还与上位机监控系统相连接。上位机监控系统用于对电熔镁砂的冶炼过程进行监控。
本实施方式的PLC如图2中所示的U1，采用的是型号为simens CPU 313-2DP的PLC。本实施方式的D/A转换模块如图2中所示的U2，采用的是型号为SM 332AO8*12Bit西门子模块。本实施方式的第一A/D转换模块与第二A/D转换模块分别如图2中所示的U3和U4，采用的是型号均为SM 331AI8*12Bit西门子模块。本实施方式的第一直流电流隔离器、第二直流电流隔离器和第三直流电流隔离器分别如图2中所示的U5、U6和U7，选用的型号均为S3-AD-1-55A4B。本实施方式的第一直流电压隔离器、第二直流电压隔离器和第三直流电压隔离器分别如图2中所示的U8、U9和U10，选用的型号均为S3-VD-1-55A4B。本实施方式的称重传感器如图2中所示的U11，选用的型号为IND331。本实施方式的电极用变频器由第一变频器、第二变频器和第三变频器构成如图2中所示的FC1、FC2和FC3，选用的型号均为simens MM440C。本实施方式的转炉用变频器如图2中所示的FC4，选用的型号为simens MM440A。本实施方式的接触器如图2中所示的KM1，选用的型号为LC1-D5011Q5C。本实施方式的反限位开关和正限位开关如图2中所示的S1和S2，选用的型号均为XCKN2110P20C。本实施方式的继电器如图2中所示的K1和K2，选用的型号均为omron MY2N-J。本实施方式的上位机监控系统选用的是型号为simens KTP1000DP触摸屏。
本实施方式的旋转式电熔镁炉自动控制装置的具体电路连接关系，如图2所示，具体如下：
第一电流互感器T1、第二电流互感器T2和第三电流互感器T3的首尾依次相连接，构成三角形接法：T1的a端与T2的Y端连接，T2的b端与T3的Z端连接，T3的c端与T1的X端连接。同时，第一电流互感器T1的a端与第一直流电流隔离器U5的第3引脚相连接，第二电流互感器T2的b端与第二直流电流隔离器U6的第3引脚相连接，第三电流互感器T3的c端与第三直流电流隔离器U7的第3引脚相连接。流经旋转式电熔镁炉的三相电极的0～20000A的三相电流分别通过第一电流互感器T1、第二电流互感器T2和第三电流互感器T3后变为0～5A的电流，0～5A的电流分别通过第一直流电流隔离器U5、第二直流电流隔离器U6和第三直流电流隔离器U7后变为4～20mA的标准模拟量电流信号。
第一直流电流隔离器U5的第5引脚与第一A/D转换模块U3的A+端相连接，第一直流电流隔离器U5的第6引脚与第一A/D转换模块U3的A-端相连接。第二直流电流隔离器U6的第5引脚与第一A/D转换模块U3的B+端相连接，第二直流电流隔离器U6的第6引脚与第一A/D转换模块U3的B-端相连接。第三直流电流隔离器U7的第5引脚与第一A/D转换模块U3的C+端相连接，第三直流电流隔离器U7的第6引脚与第一A/D转换模块U3的C-端相连接。第一直流电流隔离器U5、第二直流电流隔离器U6、第三直流电流隔离器U7、第一直流电压隔离器U8、第二直流电压隔离器U9、第三直流电压隔离器U10的第7引脚和第8引脚分别与24V直流电源的正负端相连接。第一直流电压隔离器U8、第二直流电压隔离器U9、第三直流电压隔离器U10的第3引脚和第4引脚分别与A、B、C三相电极相连接。旋转式电熔镁炉的三相电极的0～200V的三相电压分别通过第一直流电压隔离器U8、第二直流电压隔离器U9和第三直流电压隔离器U10后变为4～20mA的标准模拟量电流信号。第一直流电压隔离器U8的第5引脚与第一A/D转换模块U3的D+端相连接，第一直流电压隔离器U8的第6引脚与第一A/D转换模块U3的D-端相连接；第二直流电压隔离器U9的第5引脚与第二A/D转换模块U4的A+端相连接，第二直流电压隔离器U9的第6引脚与第二A/D转换模块U4的A-端相连接；第三直流电压隔离器U10的第5引脚与第二A/D转换模块U4的B+端相连接，第三直流电压隔离器U10的第6引脚与第二A/D转换模块U4的B-端相连接。
称重传感器U11的输入端与原料仓的三个监测位置相连接，称重传感器U11的第4引脚与第二A/D转换模块U4的C+端相连接，称重传感器U11的第5引脚与第二A/D转换模块U4的C-端相连接。D/A转换模块U2的M端、第一A/D转换模块U3的M端、第二A/D转换模块U4的M端分别与U1(PLC)的1M端连接。D/A转换模块U2的L+端、第一A/D转换模块U3的L+端、第二A/D转换模块U4的L+端分别与U1(PLC)的1L端相连接。
按钮SB1和按钮SB2作为外部输入信号，分别与U1(PLC)的I0.0端和I0.1端相连接，当按钮SB1按下时，自动程序开始运行，当按钮SB2按下时，进行手动操作。
反限位开关S1和正限位开关S2，分别与U1(PLC)的I0.5端和I0.6端相连接，当炉体转到反限位时(120度处)，反限位开关S1闭合，炉体进行正转(顺时针方向)，当炉体转到正限位时(0度处)，正限位开关S2闭合，炉体进行反转(逆时针方向)。
U1(PLC)的Q1.6端和Q1.7端分别与继电器K1和K2的线圈的第13引脚相连接，继电器K1和K2的线圈的第14引脚与U1(PLC)的2M端相连接；继电器K1的第9引脚与三相交流电的W线相连接，继电器K1的第1引脚与继电器K2的第9引脚和接触器KM1的NO引脚相连接；继电器K2的第5引脚与接触器KM1的A1引脚及另一个NO引脚相连接；接触器KM1的A2引脚与三相交流电的N线相连接；接触器KM1的输入侧L1、L2、L3引脚分别连接供电线路的U、V、W线，接触器KM1的输出侧T1、T2、T3引脚与电振机M5的输入端相连接；
D/A转换模块U2的A+端与变频器FC1的AIN1+相连接，D/A转换模块U2的A-端与变频器FC1的AIN1-相连接；D/A转换模块U2的B+端与变频器FC2的AIN1+相连接，D/A转换模块U2的B-端与变频器FC2的AIN1-相连接；D/A转换模块U2的C+端与变频器FC3的AIN1+相连接，D/A转换模块U2的C-端与变频器FC3的AIN1-相连接；D/A转换模块U2的D+端与变频器FC4的AIN1+相连接，D/A转换模块U2的D-端与变频器FC4的AIN1-相连接。
变频器FC1的R、S和T引脚、FC2的R、S和T引脚、FC3的R、S和T引脚、FC4的R、S和T引脚分别与三相交流电U、V和W相连接；变频器FC1的U、V和W引脚分别与电极电机M1的输入端相连接，变频器FC2的U、V和W引脚分别与电极电机M2的输入端相连接，变频器FC3的U、V和W引脚分别与电极电机M3的输入端相连接，变频器FC4的U、V和W引脚分别与转炉电机M4的输入端相连接。
U1(PLC)上的DP口通过电缆与上位机监控系统相连接。
本实施方式的旋转式电熔镁炉的电极电流控制方法，采用上述的旋转式电熔镁炉自动控制装置实现，如图3和图4所示，包括如下步骤：
步骤1：通过第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器采集流经电熔镁炉三相电极的三相电流，同时，通过第一直流电压隔离器、第二直流电压隔离器和第三直流电压隔离器采集电熔镁炉三相电极的三相电压，如表1所示；
表1.采集的三相电流和电压值
由表1可以看出三相电极电流的范围为0-20000A，第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器将其转换为0-5A的电流信号并分别传递给第一直流电流隔离器、第二直流电流隔离器和第三直流电流隔离器，第一直流电流隔离器、第二直流电流隔离器和第三直流电流隔离器将所述0-5A电流转换为4-20mA标准模拟量电流信号输出给第一A/D转换模块。第一直流电压隔离器、第二直流电压隔离器和第三直流电压隔离器将采集到的三相电压0-200V转换为4-20mA标准模拟量电流信号输出给第一A/D转换模块和第二A/D转换模块。
步骤2：第一A/D转换模块和第二A/D转换模块将所述标准模拟量电流信号转换为数字信号后经过背板总线输出给PLC；
步骤3：在PLC中完成旋转式电熔镁炉的电极电流控制；
步骤3.1：首先用改进的限幅平均值滤波方法对输入的三相电流信号进行滤波；
连续采集三相电流5个数据如表1，然后对这5个数据求取平均值。A相电流平均值为a1＝13846.76A，B相电流平均值为a2＝18125.73A，C相电流平均值为a3＝18669.91A，再将这三相电流的每相的5个数据中的每个数据与各自对应平均值a1、a2或a3进行逐一比较，若比较后的差值绝对值超出2000，则将相应的数据剔除，否则保留该数据。对A相电流来说，第一个数据差值绝对值为|13846.76-15296.29|＝1449.53＜2000，保留此数据；第二个数据差值绝对值为|13846.76-14297.45|＝450.69＜2000，保留此数据；第三个数据差值绝对值为|13846.76-13105.32|＝741.44＜2000，保留此数据；第四个数据差值绝对值为|13846.76-10539.35|＝3307.41＞2000，将此数据剔除；第五个数据差值绝对值为|13846.76-15995.37|＝2148.61＞2000，将此数据剔除，最后将剩下的三个数据求取平均值得到滤波后的A相电流值为14233.02A。对其他两相电流的5个数据进行相同处理，得到滤波后的B、C相电流值分别为18669.02A和18669.91A。将此滤波后的三相电流值用于计算电流误差。数据采集、滤波程序和PID程序均在PLC的中断中执行，中断周期是100ms，采用计数方式控制滤波程序和PID程序的运行，即每次采集1个数据时，将计数器加1，当累积到5时，进行数据滤波并运行PID程序，同时将计数器清零，因此PID程序运行周期是500ms。虽然采用改进的限幅平均值滤波方法，会导致数据的延迟，但由于延迟时间很短，对PID程序运行没有影响，因此是可行的。
步骤3.2：计算电极电流误差值，即滤波后的电流值与电流设定值14000A之间的差值，本实施方式将误差允许值设为500。A相电流误差值绝对值为|14000-14233.02|＝233.02＜500，电流没有超限，PLC控制器输出为0，变频器的输入频率为0，从而保持电极电机不动作，返回步骤1；B相电流误差值绝对值为|14000-18669.27|＝4669.27＞500，电流超限，执行步骤3.3；C相电流误差值绝对值为|14000-18669.91|＝4669.91＞500，电流超限，执行步骤3.3。
步骤3.3：再计算电流误差值，并将其送入PID控制器中，PID控制器计算出控制值后，再经过相应的数据转换，作为PID控制器的输出量；
将滤波后的电流进行数据转换，即将0～20000A转换为0～100，因此B相电流转换为18669.27/200＝93.34636，C相电流转换为18669.91/200＝93.34954。同时，电流设定值14000相应转换为14000/200＝70。将转换后的B、C相电流数值分别与转换后的电流设定值进行差值运算后，送入如下式所示的增量式离散PID控制器。
U(n)＝U(n-1)+Kp(En-E(n-1))+KiEn+Kd(En-2E(n-1)+E(n-2))
其中，U(n)为本次计算出的控制值，U(n-1)为上一次计算出的控制值，En为本次输入到PID控制器的电流误差值，E(n-1)、E(n-2)为上一次和上两次的电流误差值，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数。假如当前时刻为程序初始运行时刻，即上一次计算出的控制值、上一次和上两次的电流误差值均为0，则本次B相电流误差值En＝70-93.34636＝-23.34636，本次C相电流误差值En＝70-93.34954＝-23.34954，比例系数Kp为0.7，积分系数Ki为0，微分系数Kd为0.08。因此B相的PID控制器计算出的控制值为
U(n)＝0+0.7*(-23.34636-0)+0*(-23.34636)+0.08*(-23.34636-2*0+0)＝-18.21016
C相的PID控制器计算出的控制值为
U(n)＝0+0.7*(-23.34954-0)+0*(-23.34954)+0.08*(-23.34954-2*0+0)＝-18.21264
再将PID控制器计算出的结果，进行数据转换，即将-100～100转换为-50～50，作为PID控制器的最终输出值。对其进行数据转换，得到B相的PID控制器的输出值-18.21016/2＝-9.10508，C相的PID控制器的输出值为-18.21264/2＝-9.10632。
步骤3.4：分别将B、C相的PID控制器的输出值经过D/A转换模块将其数字量转换为电压模拟信号，并分别传递给B、C相变频器，通过改变B相变频器的输入频率-9.10508(负值表示电机反转,正值表示电机正转)和C相变频器的输入频率-9.10632，调节B相电极电机的供电频率-9.10508赫兹(Hz)，从而让B相电极电机以9.10508Hz对应的转速反转，带动B相电极上升；调节C相电极电机的供电频率-9.10632Hz，从而让C相电极电机以9.10632Hz对应的转速反转，带动C相电极上升，该步骤执行完毕后再返回执行步骤1。
图5所示为使用本发明所述旋转式电熔镁炉自动控制装置对电熔镁炉冶炼过程进行自动控制时三相电极电流波动曲线，根据工艺要求，该冶炼过程的电流设定值为14000A，可以看出，冶炼过程中三相电极电流与电流设定值之间的偏差绝对值基本小于偏差允许值，这说明使用本发明所述旋转式电熔镁炉自动控制装置可以实现电熔镁炉冶炼过程的自动控制。
Claims (5)
1.一种旋转式电熔镁炉自动控制装置，其特征在于，包括：PLC、电振机、转炉电机、转炉旋转定位用限位开关、转炉用变频器、电极电机、电极用变频器、D/A转换模块、称重传感器、电极电压电流信号采集模块、A/D转换模块和上位机监控系统；
所述电振机的输出端与料仓相连接，电振机的控制端与PLC的控制端口相连接；
所述称重传感器的输入端与料仓上预设的监测位置相连接，称重传感器的输出端通过A/D转换模块与PLC的输入端相连接；
所述转炉电机的输出端与旋转式电熔镁炉炉体相连接，同时旋转式电熔镁炉炉体又通过限位开关与PLC的控制端口相连接；所述转炉电机的控制端通过转炉用变频器和D/A转换模块与PLC的控制端口相连接；
所述电极电机的输出端与旋转式电熔镁炉的三相电极相连接，电极电机的控制端通过电极用变频器和D/A转换模块与PLC的控制端口相连接；
所述电极电压电流信号采集模块的输入端与旋转式电熔镁炉的三相电极相连接，电极电压电流信号采集模块的输出端通过A/D转换模块与PLC的输入端相连接；
所述PLC还与上位机监控系统相连接。
2.根据权利要求1所述的旋转式电熔镁炉自动控制装置，其特征在于：所述电极电压电流信号采集模块，用于采集旋转式电熔镁炉的三相电极的电压信号和电流信号，并将所采集的信号传送给PLC。
3.根据权利要求1所述的旋转式电熔镁炉自动控制装置，其特征在于：所述上位机监控系统用于对该旋转式电熔镁炉的冶炼过程进行监控。
4.一种旋转式电熔镁炉的电极电流控制方法，采用权利要求1所述的旋转式电熔镁炉自动控制装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：通过电极电压电流信号采集模块采集流经电熔镁炉三相电极的三相电流和三相电压并转换为标准的模拟量电流信号，并输出至A/D转换模块；
步骤2：A/D转换模块将步骤1中得到的标准电流信号转换为电流数字信号后输出给PLC；
步骤3：在PLC中完成旋转式电熔镁炉的电极电流控制；
步骤3.1：首先用改进的限幅平均值滤波方法对输入的三相电流信号进行滤波，得到滤波后的三相电流值；
步骤3.2：计算电极电流误差值，即滤波后的电流值与电流设定值之间的差值，并根据电流误差值来判断是否有电流超限，是，则执行步骤3.3；否，则PLC输出为0，电极用变频器的输入频率为0，从而保持电极电机不动作，并返回步骤1；所述电流超限是指电流误差值的绝对值大于误差允许值；
步骤3.3：将滤波后的电流值进行数据转换，同时将电流设定值也进行相应的数据转换，再根据转换后的电流值和转换后的电流设定值计算新的电流误差值，并将其送入PID控制器中，PID控制器计算出控制值后，再经过相应的数据转换，作为PID控制器的输出量；
步骤3.4：将PID控制器的输出量经过D/A转换模块将其数字量转换为标准的模拟量电压信号，传递给电极用变频器作为电极用变频器的输入频率，通过改变电极用变频器输入频率来改变电极电机的供电频率从而改变电极电机的转速和转向，带动电极下降或者上升，该步骤执行完毕后再返回执行步骤1。
5.根据权利要求4所述的旋转式电熔镁炉的电极电流控制方法，其特征在于：所述改进的限幅平均值滤波方法为：连续采集n个数据，然后对这n个数据求取平均值a，再将这n个数据中的每个数据与平均值a进行比较，若比较后的差值超出预设阈值则将对应数据剔除，否则则保留该数据，最后将保留下的数据再求取平均值作为滤波后的电流值。
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