电炉电极有多大的
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 18:51:04
电炉电极有多大的
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浅析电炉电极自动升降控制中PLC的应用 2008-09-11 08:18 炼钢电弧炉是将废钢或还原铁装入炉内,使之与三根人造石墨电极之间产生三相交流电弧,将炉料熔化并冶炼成钢的炉子.本系统的电极升降是利用弧流的设定值与实际值比较差动调节,当设定值大于实际值,电极下降,反之上升,最终达到平衡点进行稳弧冶炼的过程.我公司16#电弧炉就是利用这一原理采用PLC自动采样、自动控制电极升降,从而实现冶炼过程的自动化.1.PLC系统硬件配置 如图l所示．电源模块总是安装在机架的第一槽,CPU模块安装在第二槽.S7-300用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来.背板总线集成在模块上,模块通过U形总线连接器连接,每个模块都有一个总线连接器,插在各模块的背后.安装时先将总线连接器插在CPU模块上．并固定在导轨上,然后依次装入各个模块.通过对CPU及DI、DO、AI、AO各模块的组态,保证各开关量的输入、输出控制及弧流、弧压的采集,并通过模出控制电极升降.2.PLC系统编程应用 2.1 主程序结构 系统主程序由OBl完成,如图2所示.组织块Obl在选择自动档位时调用FB3、FC1O、FCll、FCl2来自动完成模入、模出、比较、PID调节等功能.功能块FCl是来自三相弧流弧压模数变换环节,由模拟量转变成数字量.功能块FCl0、FCll、FCl2用来限制实际弧流弧压最大值、最小值是否运行在这个参数之间,如出现偏差及时保护.功能块FB3是运行PID闭环调节的功能块.数据块DB用来分类储存设备或生产线中变量的值,数据块也是用来实现各逻辑块之间的数据交换、数据传递和共享数据的重要途径.2.2 参数功能表 电弧炉冶炼电极升降过程必须采取闭环控制方式,才能使系统稳定工作,所以我们在PLC里引入功能块FB3(图3)并设置了PI动态调节、限幅及死区调整等环节.表1 FC3功能表 IN0 实际弧流I实 IN1 实际弧压U实 IN2 计算过的给定值（外部） IN3 内部设定值 IN5 内部设定值 IN4 内部设定值 I07 内部设定值 I08 内部设定值 OUT 输出 2.3 电极升降系统PI工作原理 根据冶炼工艺要求来设定弧流I0(要求实现的电流值)、弧压UO(变压器五档调压),电炉引弧期间,电极升降频繁,怎样使它既不断弧又要在最佳工作状态,我们引入了比例积分调整环节.比例部分 I实- IOUO×U实×1.732=±I07 I07×IN3=KP 式中,I实一实际电弧电流值；I O一设定电弧电流值；UO一变压器五档位选定电弧电压值；U实一实际电弧电压值；I07一运算过的电流值；IN3一可调整的比例倍数；KP-比例系数(存放在功能块DBl.DBDl2处).积分部分 IN4IN5×DB1.DBD4=DBl.DBD8 (DBl.DBS×I07)+I08=DBl.DBD20 式中,IN4(DB6.DBD48)、IN5(DB6.DBD4)、 DBl.DBD4一可调整的积分时间常数：DBl.DBD8一积分时间常数；DBl.DBD20--积分 累加系数.综上所述,功能块输出OUT可表示为 OUT=DB1.DBD12+DB1.DBD20 式中,DBl.DBDl2一比例系数：DBl.DBD20一积分累加系数.当I07差值为正时证明实际弧流大弧压低电极上升；为负时证明弧流小弧压高电极下降.电极上升下降反应速度由PI调节常数设定,比例、积分常数可根据不同情况进行调整．在调试中修正.此外还有死区控制(又称冶炼稳定区),输出值一旦进入此区,系统自检定为稳弧区(电极波动≈0),也就是给定值、弧流、弧压三个量关系的平衡,以保证弧流的稳定.为防止断弧还要有上升下降速度限幅,一般使上升、下降限幅值设为0.5：1即上升速度为下降速度的50％,此值可根据实际情况进行调整.调整时要适当改变比例、积分时间常数及上升下降速度限幅值,以保证电炉顺利引弧并使冶炼电流平稳.本系统电极控制为液压式．通过控制阀将电信号变换成液压信号,用液压缸直接移动电极架的方式,由于消除了旋转部分的惯性,所以起动特性良好.从输入信号给出以后,到电极达到最高速度的时间为40～80ms左右.