本发明专利技术公开了一种电渣炉综合智能控制系统，包括布设在监控管理室内的上位机、分别布设在电渣熔铸现场的自耗电极升降控制系统与熔炼功率控制系统，以及分别与上位机相接的显示器、打印机和告警单元。本发明专利技术结构简单，安装布设方便，智能化程度高，采用模糊PID控制对熔炼功率进行调节，采用基于反问题求解算法的处理器对自耗电极固液相变界面位置进行实时跟踪，实现了熔炼功率恒定和自耗电极精确定位的目的，提高了控制精度和产品质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电渣重熔工业领域，尤其是涉及一种电渣炉综合智能控制系统。
技术介绍
电渣炉是一种利用重熔电流产生热能熔化插入渣池的自耗电极，金属熔滴通过渣液清洗后，在水冷结晶器中结晶成电渣锭的一种特殊冶炼设备，是特殊钢厂必不可少的生产设备。随着经济建设不断发展，要求冶金企业提供优质价廉、精细优良且纯净度高的特种钢材。因此冶金工业在工艺设备上必须不断创新，并采用现代化技术来实现其生产过程的精确、高效、增产及降耗的目的。在电渣熔铸过程中，对熔铸质量、消耗的电能和生产效率影响最大的环节是对电渣炉自耗电极位置的控制和熔炼功率的控制。由于电渣炉自耗电极底部在熔化过程中形成的固液相变界面无法直接测量，导致自耗电极位置很难精确判断；同时在自耗电极升降过程中，电渣弧电流和电压都不稳定，波动大，导致很难实现恒功率控制。这两方面都影响了系统的控制精度和产品质量。传统的电渣炉控制系统有的根据经验通过运算放大等模拟电路进行手动调节，存在设备故障率高、维护量大、产品质量不稳定等缺点；有的虽然自动化程度较高，但由于系统不合理，难以实现自耗电极准确定位、熔炼功率恒定的目标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电渣炉综合智能控制系统，其结构简单且安装布设方便，工作能够实现自耗电极精确定位和熔炼功率恒定，提高了控制精度和产品质量。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电渣炉综合智能控制系统，其特征在于：包括布设在监控管理室内的上位机、分别布设在电渣熔铸现场的自耗电极升降控制系统与熔炼功率控制系统，以及分别与上位机相接的显示器、打印机和告警单元；所述自耗电极升降控制系统包括对自耗电极顶端的温度进行实时检测的温度传感器一、对自耗电极顶端的热流进行实时检测的热流传感器、分别与温度传感器一和热流传感器相接的滤波电路、与滤波电路相接的模数转换器、存储有采用有限元法建立的数值模型的存储器、通过调用所述数值模型以获得热流仿真值的仿真电路模块、将所述热流仿真值和热流传感器测得的实际热流值作为输入信号并通过计算直接输出自耗电极底部熔化后形成的固液相变界面位置信号的处理器、与处理器相接的下位机一、与下位机一相接的变频器和与变频器相接的电机；所述自耗电极的顶端安装有夹持器，所述温度传感器一和热流传感器均安装在所述夹持器上，所述电机与所述夹持器通过传动丝杠连接，所述模数转换器和仿真电路模块均与处理器相接，所述存储器分别与仿真电路模块和处理器相接；所述熔炼功率控制系统包括下位机二、对串接在磁性调压器与电渣炉电极间的短网中的电压和电流分别进行实时检测的电压检测单元和电流检测单元、分别与电压检测单元和电流检测单元相接的光电耦合器、与光电耦合器相接的有功功率变换器、将有功功率变换器输出的电流信号转换为电压信号的I/V转换电路、与下位机二相接且用于驱动双向可控硅工作的移相触发电路、与双向可控硅相接的整流电路、实时对电渣炉结晶器的重量进行检测的称重传感器、实时对所述电渣炉结晶器的底部水箱中的温度进行检测的温度传感器二、分别与温度传感器二和下位机二相接的温控单元以及分别与电压检测单元和电流检测单元相接的无纸记录仪；所述I/V转换电路分别与有功功率变换器和下位机二相接，所述双向可控硅与移相触发电路相接，所述磁性调压器分别与整流电路和电渣炉相接，所述称重传感器与下位机二相接，所述下位机一和下位机二均通过工业以太网与上位机相接；所述电压检测单元为电压互感器，所述电流检测单元为电流互感器，所述移相触发电路为芯片KJ006，所述整流电路为单相桥式整流电路，所述I/V转换电路包括集成运放和多个电阻，且所述集成运放和多个所述电阻构成电压并联负反馈电路。上述一种电渣炉综合智能控制系统，其特征是：所述上位机为内部安装有模糊控制算法软件的计算机。上述一种电渣炉综合智能控制系统，其特征是：所述下位机一为PLC可编程控制器。上述一种电渣炉综合智能控制系统，其特征是：所述处理器为内部集成有固液相变界面位置跟踪软件的嵌入式微处理器。上述一种电渣炉综合智能控制系统，其特征是：所述下位机二为上位机运用所述模糊控制算法对其PID参数进行自动整定的PID控制器。上述一种电渣炉综合智能控制系统，其特征是：所述PID控制器为单回路可编程控制器KMM控制器。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：结构简单，安装布设方便，智能化程度高，采用模糊PID控制对熔炼功率进行调节，采用基于反问题求解算法的处理器对自耗电极固液相变界面位置进行实时跟踪，实现了熔炼功率恒定和自耗电极精确定位的目的，提高了控制精度和产品质量。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的电路原理框图。附图标记说明:1—上位机； 2—自耗电极； 3—温度传感器一；4—热流传感器； 5—滤波电路； 6—模数转换器；7—存储器； 8—仿真电路模块； 9—处理器；10—下位机一； 11—变频器； 12—电机；13—下位机二； 14—磁性调压器； 15—短网；16—电压检测单元； 17—电流检测单元； 18—光电耦合器；19—有功功率变换器； 20—I/V转换电路； 21—移相触发电路；22—双向可控硅； 23—整流电路； 24—称重传感器；25—温度传感器二； 26—温控单元； 27—电渣炉；28—显示器； 29—打印机； 30—告警单元。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括布设在监控管理室内的上位机1、分别布设在电渣熔铸现场的自耗电极升降控制系统与熔炼功率控制系统，以及分别与上位机1相接的显示器28、打印机29和告警单元30；所述自耗电极升降控制系统包括对自耗电极2顶端的温度进行实时检测的温度传感器一3、对自耗电极2顶端的热流进行实时检测的热流传感器4、分别与温度传感器一3和热流传感器4相接的滤波电路5、与滤波电路5相接的模数转换器6、存储有采用有限元法建立的数值模型的存储器7、通过调用所述数值模型以获得热流仿真值的仿真电路模块8、将所述热流仿真值和热流传感器4测得的实际热流值作为输入信号并通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电渣炉综合智能控制系统，其特征在于：包括布设在监控管理室内的上位机（1）、分别布设在电渣熔铸现场的自耗电极升降控制系统与熔炼功率控制系统，以及分别与上位机（1）相接的显示器（28）、打印机（29）和告警单元（30）；所述自耗电极升降控制系统包括对自耗电极（2）顶端的温度进行实时检测的温度传感器一（3）、对自耗电极（2）顶端的热流进行实时检测的热流传感器（4）、分别与温度传感器一（3）和热流传感器（4）相接的滤波电路（5）、与滤波电路（5）相接的模数转换器（6）、存储有采用有限元法建立的数值模型的存储器（7）、通过调用所述数值模型以获得热流仿真值的仿真电路模块（8）、将所述热流仿真值和热流传感器（4）测得的实际热流值作为输入信号并通过计算直接输出自耗电极（2）底部熔化后形成的固液相变界面位置信号的处理器（9）、与处理器（9）相接的下位机一（10）、与下位机一（10）相接的变频器（11）和与变频器（11）相接的电机（12）；所述自耗电极（2）的顶端安装有夹持器，所述温度传感器一（3）和热流传感器（4）均安装在所述夹持器上，所述电机（12）与所述夹持器通过传动丝杠连接，所述模数转换器（6）和仿真电路模块（8）均与处理器（9）相接，所述存储器（7）分别与仿真电路模块（8）和处理器（9）相接；所述熔炼功率控制系统包括下位机二（13）、对串接在磁性调压器（14）与电渣炉电极间的短网（15）中的电压和电流分别进行实时检测的电压检测单元（16）和电流检测单元（17）、分别与电压检测单元（16）和电流检测单元（17）相接的光电耦合器（18）、与光电耦合器（18）相接的有功功率变换器（19）、将有功功率变换器（19）输出的电流信号转换为电压信号的I/V转换电路（20）、与下位机二（13）相接且用于驱动双向可控硅（22）工作的移相触发电路（21）、与双向可控硅（22）相接的整流电路（23）、实时对电渣炉结晶器的重量进行检测的称重传感器（24）、实时对所述电渣炉结晶器的底部水箱中的温度进行检测的温度传感器二（25）、分别与温度传感器二（25）和下位机二（13）相接的温控单元（26）以及分别与电压检测单元（16）和电流检测单元（17）相接的无纸记录仪；所述I/V转换电路（20）分别与有功功率变换器（19）和下位机二（13）相接，所述双向可控硅（22）与移相触发电路（21）相接，所述磁性调压器（14）分别与整流电路（23）和电渣炉（27）相接，所述称重传感器（24）与下位机二（13）相接，所述下位机一（10）和下位机二（13）均通过工业以太网与上位机（1）相接；所述电压检测单元为电压互感器，所述电流检测单元为电流互感器，所述移相触发电路为芯片KJ006，所述整流电路为单相桥式整流电路，所述I/V转换电路包括集成运放和多个电阻，且所述集成运放和多个所述电阻构成电压并联负反馈电路。...
【技术特征摘要】
1.一种电渣炉综合智能控制系统，其特征在于：包括布设在监控管理
室内的上位机（1）、分别布设在电渣熔铸现场的自耗电极升降控制系统
与熔炼功率控制系统，以及分别与上位机（1）相接的显示器（28）、打
印机（29）和告警单元（30）；
所述自耗电极升降控制系统包括对自耗电极（2）顶端的温度进行实
时检测的温度传感器一（3）、对自耗电极（2）顶端的热流进行实时检测
的热流传感器（4）、分别与温度传感器一（3）和热流传感器（4）相接
的滤波电路（5）、与滤波电路（5）相接的模数转换器（6）、存储有采
用有限元法建立的数值模型的存储器（7）、通过调用所述数值模型以获
得热流仿真值的仿真电路模块（8）、将所述热流仿真值和热流传感器（4）
测得的实际热流值作为输入信号并通过计算直接输出自耗电极（2）底部
熔化后形成的固液相变界面位置信号的处理器（9）、与处理器（9）相接
的下位机一（10）、与下位机一（10）相接的变频器（11）和与变频器（11）
相接的电机（12）；所述自耗电极（2）的顶端安装有夹持器，所述温度
传感器一（3）和热流传感器（4）均安装在所述夹持器上，所述电机（12）
与所述夹持器通过传动丝杠连接，所述模数转换器（6）和仿真电路模块
（8）均与处理器（9）相接，所述存储器（7）分别与仿真电路模块（8）
和处理器（9）相接；
所述熔炼功率控制系统包括下位机二（13）、对串接在磁性调压器（14）
与电渣炉电极间的短网（15）中的电压和电流分别进行实时检测的电压检
测单元（16）和电流检测单元（17）、分别与电压检测单元（16）和电流
检测单元（17）相接的光电耦合器（18）、与光电耦合器（18）相接的有
功功率变换器（19）、将有功功率变换器（19）输出的电流信号转换为电
压信号的I/V转换电路（20）、与下位机二（13）相接且用于驱动双向可
控硅（22）工作...
【专利技术属性】
技术研发人员：周晓丽，
申请(专利权)人：西安扩力机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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