一种旋转式电熔镁炉自动控制装置及电极电流控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105571340A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510961980.6(22)申请日2015.12.18(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号申请人沈阳东大自动化有限公司(72)发明人吴志伟杨杰王良勇柴天佑黄文强(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.F27D19/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种旋转式电熔镁炉自动控制装置及电极电流控制方法(57)摘要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。CN105571340ACN105571340A权利要求书1/2页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。2CN105571340A权利要求书2/2页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