电熔镁炉嵌入式自动控制装置及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102393662A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102393662A(43)申请公布日2012.03.28(21)申请号201110309560.1(22)申请日2011.10.13(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(72)发明人方正吴志伟张新海柴天佑王超(74)专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图5页(54)发明名称电熔镁炉嵌入式自动控制装置及控制方法(57)摘要一种电熔镁炉嵌入式自动控制装置，包括监控计算机、电流传感器、电熔镁炉三相电极、电机、接触器及交流220V继电器，还包括：嵌入式控制器和接口电路板，电流传感器采集流经电容镁炉三相电极的三相电流；电流传感器将采集到的三相电流传递给隔离器，经接线端子传递给扩展板，后输出给CPU主板；处理后的数据与电流设定值之间的差值来判断是否有电流超限，若电流超限，则控制电机调节电极运动，若电流不超限，则保持电极不动；本发明方法嵌入式控制器内部，在稳定性和实时性方面具有较高风险的工业控制计算机不再承担运行控制和优化算法的任务，大幅提升运行速度、效率、及控制精度，同时降低了控制装置的故障率。CN102396ACCNN110239366202393670A权利要求书1/1页1.一种电熔镁炉嵌入式自动控制装置，包括监控计算机、电流传感器、电熔镁炉三相电极、电机、接触器及交流220V继电器，其特征在于：还包括嵌入式控制器和接口电路板，其中，所述的嵌入式控制器由CPU主板和扩展板组成，所述的接口电路板是由接线端子、隔离器、三极管驱动电路、直流24V继电器组成，其连接关系如下：监控计算机的输入输出端连接所述CPU主板的第一输入输出端，所述CPU主板的第二输入输出端连接扩展板的输入输出端，所述扩展板的输入端连接接线端子的输出端，所述接线端子的第一输入端连接第一隔离器的输出端，所述接线端子的第二输入端连接第二隔离器的输出端，所述接线端子的第三输入端连接第三隔离器的输出端，所述扩展板的输出端连接三极管驱动电路的输入端，所述三极管驱动电路的输出端连接24V继电器，所述24V继电器的输出端连接交流220V继电器的输入端，交流220V继电器的输出端连接接触器的输入端，接触器的输出端连接电机的输入端，所述第一隔离器的输入端连接第一电流传感器的输出端，所述第二隔离器的输入端连接第二电流传感器的输出端，所述第三隔离器的输入端连接第三电流传感器的输出端，电熔镁炉的第一输出端连接第一电流传感器的输入端，电熔镁炉第二输出端连接第二电流传感器的输入端，电熔镁炉第三输出端连接第三电流传感器的输入端，电熔镁炉的三相电极分别与电极的输出端连接。2.采用权利要求1所述的电熔镁炉嵌入式自动控制装置进行自动控制的方法，包括以下步骤：步骤1：电流传感器采集流经电熔镁炉三相电极的三相电流；步骤2：电流传感器将采集到的三相电流传递给隔离器，隔离器将所述电流转换为电压信号输出给接线端子，接线端子将所述电压信号传递给扩展板，扩展板将模拟信号转换为数字信号后输出给CPU主板；步骤3：步骤2处理后的数据与电流设定值之间的差值来判断是否有电流超限，所述电流超限是指电极电流与电流设定值之间的差值的绝对值大于偏差允许值，所述偏差允许值的范围为1000A～1500A，若差值大于所述偏差允许值，则电流超限，执行步骤4，否则保持电极现有状态不动，并执行步骤1；步骤4：判断电流超限的电极个数，若满足下述三种情况之一，则控制电机正转或反转，并带动相应电极运动；所述的3个电极分别由3台电机控制，电机正转，则提升对应的电极，电机反转，则降低对应的电极；第一种情况：若有一相电流超限，则先判断是否为正向超限：若为正向超限，则提高该相电极；若是负向超限，则降低该相电极；所述的正向超限是指电极电流与电流设定值之间的差值为正数，反之即为负向超限，执行步骤1；第二种情况：若有两相电流超限，首先判断这两相电流是否都为正向或负向超限，若都为正向超限则提高相应两相电极，若都为负向超限则降低相应两相电极，若超限的两相电流为一正向超限一负向超限，则提高正向超限的电极，执行步骤1；第三种情况：若有三相电流超限，首先判断三相电流是否都为正向或负向超限，若都为正向超限则提高三相电极，若都为负向超限则降低三相电极；若三相电极超限方向不一致，则判断三相电流中是否有两相为正向超限，若存在两相为正向超限，则提高相应的两相电极；若不存在两相为正向超限，则说明三相电流为一正向超限、两负向超限，令提高正向超限的那一相电极，执行步骤1。2CCNN110239366202393670A说明书1/9页电熔镁炉嵌入式