專利名稱：電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低頻冶煉的控制裝置，特別是一種電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在低頻電熔冶煉的生產(chǎn)過程中，大多數(shù)是采用工頻冶煉方式。但大電流冶煉中， 短網(wǎng)系統(tǒng)阻抗大、功率因數(shù)低、輸入爐內(nèi)的有功功率降低；又因爐內(nèi)流動(dòng)性差，冷熱區(qū)差 別較大，所以冶煉的產(chǎn)品不是特別的理想。那么就需要一種效率高、短網(wǎng)損耗小、提高冶 煉產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量的冶煉方法，其冶煉系統(tǒng)的核心就是智能控制系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系 統(tǒng)，該系統(tǒng)增加了爐內(nèi)的有功功率，節(jié)省電能，受熱均勻，縮短了冶煉時(shí)間，提高了產(chǎn)品 的質(zhì)量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)、工頻側(cè)電壓采樣單元、工 頻側(cè)電流采樣單元、低頻側(cè)電壓檢測(cè)單元、低頻側(cè)電流檢測(cè)單元、三相電極升降控制功率
部分、觸發(fā)控制器、冷卻系統(tǒng)組成，以PLC控制系統(tǒng)為控制中心，由工頻側(cè)電壓采樣單元、
工頻側(cè)電流采樣單元采集工頻側(cè)電壓、工頻側(cè)電流，將工頻側(cè)電壓、工頻側(cè)電流采樣值模
擬量輸入PLC控制系統(tǒng)，由低頻側(cè)電庫(kù)檢測(cè)單元、低頻側(cè)電流檢測(cè)單元將低頻側(cè)電壓、低 頻側(cè)電流采樣值模擬量輸入PLC控制系統(tǒng)，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)將上述采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比 較后，PLC控制系統(tǒng)輸出信號(hào)給A、 B、 C三相電極升降控制功率部分，當(dāng)采樣值大于設(shè)定 值時(shí)，電極上升，當(dāng)采樣值小于設(shè)定值時(shí)，電極下降；PLC控制系統(tǒng)輸出模擬量信號(hào)給觸 發(fā)控制器，通過移相角度控制來(lái)決定三相電極的放電順序、輸出頻率、電流大小。
所述的冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷與水冷相結(jié)合的方式，PLC控制系統(tǒng)輸出開關(guān)量信號(hào)給水泵 和風(fēng)機(jī)，水泵和風(fēng)機(jī)連接低頻電源，低頻電源連接溫度檢測(cè)單元和壓力檢測(cè)單元，溫度檢 測(cè)單元和壓力檢測(cè)單元連接PLC控制系統(tǒng)。 '
本控制系統(tǒng)低頻加熱的原理，當(dāng)頻率為0.3Hz時(shí)，相當(dāng)于直流,通過程序的控制，三相 電極按照一定的規(guī)律相互放電，使溶化的氧化鏌處于強(qiáng)烈的混合對(duì)流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，起到攪拌 的作用，傳熱和傳質(zhì)速度增加，尤其是比通常冶煉大大增加了形核數(shù)目。低頻加熱過程中， 強(qiáng)制對(duì)流使結(jié)品器壁和液面處溫度較低的熔體流入熔液內(nèi)部，延緩了結(jié)晶器壁和液面處熔 體的冷卻，推遲了表層穩(wěn)定凝固殼層的形成。其與內(nèi)部溫度高的熔體混合，又加快了內(nèi)部 熔體溫度的降低，縮短了結(jié)品器內(nèi)外熔體同時(shí)進(jìn)入過冷狀態(tài)的時(shí)間。熔體溫度場(chǎng)相對(duì)均勻， 有利于熔體內(nèi)部各處均勻大量的形成晶核，消除局部過熱造成的部分晶粒重熔，增加熔 體有效晶核數(shù)目。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是
1) 控制系統(tǒng)采用S正MENSPLC作為核心主控單元，采用模塊軟件編程，是一種投資 少，控制精度高，穩(wěn)定可靠的新型控制系統(tǒng)。
2) 具有遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成啟/停爐控制、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換、電流給定值設(shè)置、實(shí)時(shí)電流值 的直方圖及數(shù)字量顯示、各爐的電量統(tǒng)計(jì)等功能。
3) 可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)各爐三相電流的采樣、運(yùn)算，控制無(wú)觸點(diǎn)丌關(guān)，提升或下 降電機(jī)，調(diào)節(jié)電爐的三相實(shí)際電流與設(shè)定值保持一致，使三相電流保持平衡，并完成定時(shí)、 自動(dòng)排氣、啟/停爐、手動(dòng)/自動(dòng)命令等功能。
4) 通過程序可以控制任意兩個(gè)電極的放電，電流切換時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)力，起到電磁攪拌 作用。不但通過控制電極的升降，而且調(diào)節(jié)輸出電壓來(lái)調(diào)整三相電流的均衡，從而使受熱 均勻，縮短了冶煉時(shí)間，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
5) 提高了功率因數(shù)，節(jié)約電能，可充分利用電爐變壓器的容量，增大產(chǎn)量，可提高 產(chǎn)品的品質(zhì)，純度99%以上的成品率大大提高。
6) 該電熔鎂低頻冶煉控制系統(tǒng)解決了低頻冶煉中電量損耗大、冶煉效率低、產(chǎn)量低、 產(chǎn)品品質(zhì)低等問題。
圖1是電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)、工頻側(cè)電壓采樣單 元、工頻側(cè)電流采樣單元、低頻側(cè)電壓檢測(cè)單元、低頻側(cè)電流檢測(cè)單元、三相電極升降 控制功率部分、觸發(fā)控制器、冷卻系統(tǒng)組成。供電系統(tǒng)由隔離丌關(guān)GL1、真空斷路器DL、
隔離開關(guān)a2、電爐變壓器B、 AC/DC低頻電源依次連接組成。由AC/DC.低頻電源給電弧爐 供電。
高壓電信號(hào)由隔離丌關(guān)GL1、真空斷路器DL、隔離丌關(guān)GL2進(jìn)入電爐變壓器B，電爐 變壓器二次側(cè)電流信號(hào)經(jīng)電流互感器輸出，再經(jīng)電流變送器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后送入PLC控 制系統(tǒng)，完成電流采樣，采樣值與設(shè)定值比較，當(dāng)設(shè)定值大于實(shí)際采樣值時(shí)，電極下降， 反之上升。電極的升降山PLC控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成。
觸發(fā)控制器一共有六個(gè)觸發(fā)器al a6，觸發(fā)器的觸發(fā)輸出為六路雙脈沖列，脈沖輸出送 到主回路上的觸發(fā)板，每個(gè)觸發(fā)板控制三個(gè)并聯(lián)可控硅的觸發(fā)。每一時(shí)刻有六塊觸發(fā)板發(fā) 出脈沖觸發(fā)它相對(duì)應(yīng)的三個(gè)并聯(lián)可控硅，構(gòu)成一組全橋整流電路。根據(jù)頻率設(shè)定值調(diào)整每 兩組可控硅觸發(fā)切換的時(shí)間，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)算后控制輸出，以此來(lái)控制三相電極的放 電順序、輸出頻率、電流大小。
所述的冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷與水冷相結(jié)合的方式，PLC控制系統(tǒng)輸出開關(guān)量信號(hào)給水泵 和風(fēng)機(jī)，水泵和風(fēng)機(jī)連接低頻電源，低頻電源連接溫度檢測(cè)單元和壓力檢測(cè)單元，溫度檢 測(cè)單元和壓力檢測(cè)單元連接PLC控制系統(tǒng)。
電極手自動(dòng)升降控制部分是由操作工(手動(dòng))或PLC控制系統(tǒng)(自動(dòng))根據(jù)交流工頻 側(cè)電壓和電流，低頻側(cè)的電壓和電流，A、 B、 C三個(gè)電極之間的放電順序及爐體的工況來(lái) 提升或降低電極插入爐體的深度來(lái)控制三個(gè)電極放電電流的大小，從而控制低頻冶煉電源 單位時(shí)間內(nèi)的作功，以滿足電熔鎂爐的冶煉工藝達(dá)到提高產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，節(jié)約電能的目 的。
PLC控制系統(tǒng)還連接快熔檢測(cè)單元、SCR短路檢測(cè)單元、同歩信號(hào)檢測(cè)單元、真空斷 路器輔助點(diǎn)連鎖采樣單元，由以上各單元輸入開關(guān)量檢測(cè)信號(hào)給PLC控制系統(tǒng)。由PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行開關(guān)量輸出至真空斷路器進(jìn)行低頻電源連鎖跳閘控制。
PLC控制系統(tǒng)具有以下功能低頻電源輸出頻率設(shè)定、低頻電源輸出最大電流設(shè)定、 工頻側(cè)電壓顯示、工頻側(cè)電流顯示、低頻側(cè)電壓顯示、低頻側(cè)電流顯示、A、 B、 C三相電 極放電工作顯示、故障報(bào)警。
權(quán)利要求1、電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由工頻側(cè)電壓采樣單元、工頻側(cè)電流采樣單元、低頻側(cè)電壓檢測(cè)單元、低頻側(cè)電流檢測(cè)單元、PLC控制系統(tǒng)、三相電極升降控制功率單元、觸發(fā)控制器、冷卻系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)以PLC控制系統(tǒng)為控制中心，由工頻側(cè)電壓采樣單元、工頻側(cè)電流采樣單元采集工頻側(cè)電壓、工頻側(cè)電流，將工頻側(cè)電壓、工頻側(cè)電流采樣值模擬量輸入PLC控制系統(tǒng)，由低頻側(cè)電壓檢測(cè)單元、低頻側(cè)電流檢測(cè)單元將低頻側(cè)電壓、低頻側(cè)電流采樣值模擬量輸入PLC控制系統(tǒng)，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)將上述采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比較后，PLC控制系統(tǒng)輸出信號(hào)給A、B、C三相電極升降控制功率單元，當(dāng)采樣值大于設(shè)定值時(shí)，電極上升，當(dāng)采樣值小于設(shè)定值時(shí)，電極下降；PLC控制系統(tǒng)輸出模擬量信號(hào)給觸發(fā)控制器，通過移相角度控制來(lái)決定三相電極的放電順序、輸出頻率、電流大小。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷卻 系統(tǒng)采用風(fēng)冷與水冷相結(jié)合的方式，PLC控制系統(tǒng)輸出開關(guān)量信號(hào)給水泵和風(fēng)機(jī)，水泵和 風(fēng)機(jī)連接低頻電源，低頻電源連接溫度檢測(cè)單元和壓力檢測(cè)單元，溫度檢測(cè)單元和壓力檢 測(cè)單元連接PLC控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電熔鎂低頻冶煉自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以PLC控制系統(tǒng)為控制中心，由工頻側(cè)電壓采樣單元、工頻側(cè)電流采樣單元采集工頻側(cè)電壓、工頻側(cè)電流，將工頻側(cè)電壓、工頻側(cè)電流采樣值模擬量輸入PLC控制系統(tǒng)，由低頻側(cè)電壓檢測(cè)單元、低頻側(cè)電流檢測(cè)單元將低頻側(cè)電壓、低頻側(cè)電流采樣值模擬量輸入PLC控制系統(tǒng)，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)將上述采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比較后，PLC控制系統(tǒng)輸出信號(hào)給A、B、C三相電極升降控制功率部分，當(dāng)采樣值大于設(shè)定值時(shí)，電極上升，當(dāng)采樣值小于設(shè)定值時(shí)，電極下降；該系統(tǒng)增加了爐內(nèi)的有功功率，節(jié)省電能，受熱均勻，縮短了冶煉時(shí)間，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C22B26/22GK201177758SQ200820012139
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者吳新軍, 官紅子, 聶鐵輝 申請(qǐng)人:鞍山宏信電力電源設(shè)備有限公司