CN220977049U - 一种直流电弧炉电极升降控制系统调节器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流电弧炉电极升降控制系统调节器，包括PLC控制模块、驱动电机、转速调节器、弧压调节器；其中，转速调节器和弧压调节器分别与PLC控制模块和驱动电机连接；转速调节器作为内环，弧压调节器作为外环形成双闭环控制系统。将两种调节器组合到一起，成为双闭环调节系统，使得电极窜动现象明显变少，最高电压档的直流也有明显的提高；扩大了弧压调节范围，电弧功率的提高对加快冶炼速度、缩短冶炼时间具有明显的作用；该调节器是实用价值更好的电气装置、保障了设备的安全性，以及操作的实用性和生产的高效性。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电弧炉电极升降控制技术领域，具体涉及直流电弧炉电极升降控制系统调节器。
背景技术
直流电弧炉在冶炼过程中，电极升降控制系统以电极定位机构为控制对象，来调节电弧的弧长，当弧流不变时候，调节弧长也就是调节电弧功率的大小，所以电极升降控制系统的好坏直接影响电炉的运行状态以及电功率的输入。
传统的电极升降控制调节器，从调节器上引出到操作台的来回连接线较多，一般只有一个速度调节器，是一个单闭环系统，较为单一，会导致弧压调节范围小，弧压低，运行不稳定，控制性能不能满足工艺要求。
实用新型内容
由于现有技术存在上述缺陷，本实用新型提供了一种直流电弧炉电极升降控制系统调节器，以解决现有直流电弧炉电极升降控制不正常的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
直流电弧炉电极升降控制系统调节器，包括PLC控制模块、驱动电机、转速调节器、弧压调节器；其中，转速调节器和弧压调节器分别与PLC控制模块和驱动电机连接；转速调节器作为内环，弧压调节器作为外环形成双闭环控制系统。
所述弧压调节器包括并联连接的弧压给定模块和弧压反馈模块，其中，弧压给定模块的输入端接收PLC控制模块发送的设定弧压信号；弧压反馈模块的输入端与弧压检测传感器连接。
所述弧压调节器的输出端包括两路，其中一路与上升触发器连接，另一路与下降触发器连接。
所述转速调节器包括依次连接的脉冲发生器、单稳态电路、放大电路；脉冲发生器产生的脉冲信号击发单稳态电路，然后经放大电路放大后控制电机。
所述单稳态电路通过电位器调节脉宽。
所述脉冲发生器和单稳态电路均由施密特电路的一部分构成。
通过PI调节器对弧压偏差进行正反向限幅，自动控制电极升降。
通过液压伺服阀和液压油缸控制电极的上升和下降。
与现有技术相比，上述实用新型具有如下优点或者有益效果：
1、将两种调节器组合到一起，成为双闭环调节系统，使得电极窜动现象明显变少，最高电压档的直流也有明显的提高。
2、扩大了弧压调节范围，电弧功率的提高对加快冶炼速度、缩短冶炼时间具有明显的作用。
3、该调节器是实用价值更好的电气装置、保障了设备的安全性，以及操作的实用性和生产的高效性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1为本实用新型调节器的模块图。
图2为本实用新型弧压调节器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型中的结构作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。
直流电弧炉电极升降控制系统调节器，包括PLC控制模块、驱动电机、转速调节器、弧压调节器；其中，转速调节器和弧压调节器分别与PLC控制模块和驱动电机连接；转速调节器作为内环，弧压调节器作为外环形成双闭环控制系统。
具体实施例，如图1、图2所示，
本方案的直流电弧炉电极升降控制系统调节器是一个弧压调节器和转速调节器组成到一起的调节器，把转速调节设计成内环，弧压调节为外环的一个双闭环调节器系统。把弧压给定和弧压反馈信号设置成并联比较。用施密特数字电路的一部分做一个脉冲发生，再用一部分做一个可用电位器挑的单稳态电路，用前一个产生的脉冲击发单稳电路，这时调电位器就可改变脉宽，之后再用功率管放大就可以控制电机，调电位器就可以改变电机转速。
在弧压调节器作为外环的调节过程中，转速调节器作为内环使弧流紧紧跟随其给定电压即弧压调节器的输出量变化。控制电弧电流的重点即是控制电极的升降，对电极升降控制的好坏对钢水的质量、电能的消耗有直接影响。精确控制电极可以自动电弧以及消除由于炉料塌落而造成的电极与炉料之间的短路，能自动保持电弧功率为给定功率。电极升降调节主要是检出变动的弧流、弧压，将其与给定值比较并求出二者差值，根据差值的大小、方向，通过液压伺服阀上下移动电极，使输入功率保持恒定。
PLC的数模转换由一个D/A转换模块中的四个通道提供三相电极控制信号，一路作为备用控制信号；一个A/D转换模块处理现场采集信号。在PLC系统处于自动控制冶炼状态时，PLC程序中A、B、C三相调节器FC功能块根据现场采集的三相电弧电流信号和变压器短网电压信号，通过与不同冶炼期的设定值进行比较、程序运算处理得出参与控制的弧流和弧压参数。然后弧压参数及弧流参数输入阻抗公式计算出阻抗值和相应的设定值比较，偏差值经PI调节器进行正反向限幅，自动控制电极升降。
控制灵敏度由PLC在控制电极升降过程中自动跟踪优化处理。当有低压侧过负荷，则电极自动快速提升从而解除低压侧过负荷。
当电极快速下降过程中与炉料发生瞬间短路时，电弧电流的实际值大于电弧电流的最大设定值，这时PLC控制系统给出最大反向控制信号，在这个信号的驱动下电液比例阀控制液压油以最大流量进入液压缸快速提升电极，要以7～9m/min提升速度快速消除短路现象为佳。
电极上升的过程中，弧流慢慢减小，则PLC输出的反向差值信号也逐步减小，电极上升逐步减速当弧流的实际值达到电弧电流的设定值时，这时的PLC信号输出值为零，三相电极停止上升。当弧流的实际值小于电弧电流的设定值，此时通过PLC输出一个正向控制信号，在这个正向信号的驱动下电液比例阀控制液压油进入液压缸，电极在自重和液压缸驱动下快速下降；弧流实际值小于程序中设定值越多，差动信号值越大，电极下降的速度也越快。电极在下降的过程中，电弧电流逐步增大，PLC的D/A模块送出的正向控制信号值也将逐步减小，电极下降速度减慢；当弧流的实际值等于PLC程序的弧流设定值时，此时PLC的输出为零，电极停止下降。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：包括PLC控制模块、驱动电机、转速调节器、弧压调节器；其中，转速调节器和弧压调节器分别与PLC控制模块和驱动电机连接；转速调节器作为内环，弧压调节器作为外环形成双闭环控制系统。
2.根据权利要求1所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：所述弧压调节器包括并联连接的弧压给定模块和弧压反馈模块，其中，弧压给定模块的输入端接收PLC控制模块发送的设定弧压信号；弧压反馈模块的输入端与弧压检测传感器连接。
3.根据权利要求2所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：所述弧压调节器的输出端包括两路，其中一路与上升触发器连接，另一路与下降触发器连接。
4.根据权利要求3所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：所述转速调节器包括依次连接的脉冲发生器、单稳态电路、放大电路；脉冲发生器产生的脉冲信号击发单稳态电路，然后经放大电路放大后控制电机。
5.根据权利要求4所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：所述单稳态电路通过电位器调节脉宽。
6.根据权利要求5所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：所述脉冲发生器和单稳态电路均由施密特电路的一部分构成。
7.根据权利要求1所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：通过PI调节器对弧压偏差进行正反向限幅，自动控制电极升降。
8.根据权利要求1所述的直流电弧炉电极升降控制系统调节器，其特征在于：通过液压伺服阀和液压油缸控制电极的上升和下降。
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