【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业控制，具体而言，涉及一种用于速凝片熔炼设备的控制系统。
技术介绍
1、速凝片作为一种重要的金属材料，在航空航天、新能源汽车、高端装备制造等领域具有广泛的应用前景。速凝片的制备过程中，熔炼控制环节直接影响产品的质量和性能。目前，速凝片熔炼设备在工业生产中主要采用以下几种控制方式：
2、首先，传统的人工经验控制模式仍在许多企业中占据主导地位。操作人员需要根据经验判断钢液温度、真空度、水冷系统参数等关键指标，并手动调节熔炼功率、倾动角度和铜辊转速。这种控制方式存在以下局限性：一是人为判断存在主观性，难以保证工艺参数的精确控制；二是操作人员的技能水平参差不齐，导致产品质量波动较大；三是人工操作响应速度慢，难以及时处理工艺异常。
3、其次，部分企业采用简单的pid控制系统。这类系统虽然实现了基本的自动控制功能，但控制策略相对简单，无法适应复杂的工艺要求。具体表现为：一是控制参数固定，缺乏自适应能力；二是各个控制回路相互独立，缺乏系统协同；三是无法建立工艺参数与产品质量之间的关联模型。
4、随着下游应用领域对速凝片质量要求的不断提高，现有控制技术已经难以满足产业发展需求，由于工艺参数波动大，难以精确调节，造成产品质量不稳定。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，能够解决现有技术由于工艺参数波动大，难以精确调节，造成产品质量不稳定的技术问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、本
4、s10、采集所述传感器组采集的数据信号，包括熔炼炉内温度数据、真空系统真空度数据、水冷系统水压数据、水温数据以及铜辊转速数据；
5、s20、根据预设的工艺参数进行炉门状态检测，确认炉门处于关闭状态且远程控制开关处于允许状态；
6、s30、根据预设的升温功率曲线、浇注功率曲线、浇注倾动曲线以及铜辊转速参数启动熔炼程序；
7、s40、控制真空系统进行抽真空操作，所述真空度传感器检测真空度达到真空度预设值后自动开始熔炼；
8、s50、根据所述温度传感器检测的温度数据判断钢液全熔时间点，并在达到预设温度时发出测温提示信号；
9、s60、接收测温指令后将功率调整至120千瓦，控制测温杆下降至预设位置进行温度测量，记录测得的温度数据；
10、s70、当所述温度数据达到目标温度时进入降温阶段，将功率调整至50千瓦进行降温；
11、s80、控制水冷系统启动，所述水温传感器检测水温达到水温预设值后，控制倾动机构将坩埚翻转至预设角度；
12、s90、根据预设的浇注功率曲线控制浇注过程中，实时监控铜辊转速并与预设转速进行比对，确保速凝片厚度的一致性，当实际转速与预设转速偏差超过5%时发出报警信号。
13、所述目标温度，具体是1600摄氏度;所述预设位置具体是测温杆距离钢液表面10毫米。所述真空度预设值具体是帕。
14、在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统还可以做如下改进:
15、其中，所述预设的工艺参数具体包括熔炼温度范围、真空度范围、水压范围、水温范围以及铜辊转速范围。
16、进一步的，预设的升温功率曲线建立的步骤具体包括：
17、s101、采集历史熔炼数据中的升温功率数据；
18、s102、根据不同时间段的功率数据建立时间-功率函数关系；
19、s103、根据所述时间-功率函数关系生成升温功率曲线。
20、进一步的，预设的浇注功率曲线建立的步骤具体包括：
21、s201、采集历史浇注过程中的功率数据；
22、s202、根据浇注阶段的功率变化规律建立时间-功率函数关系；
23、s203、根据所述时间-功率函数关系生成浇注功率曲线。
24、进一步的，预设的浇注倾动曲线建立的步骤具体包括：
25、s301、采集历史浇注过程中的倾动角度数据；
26、s302、根据浇注阶段的倾动角度变化规律建立时间-角度函数关系；
27、s303、根据所述时间-角度函数关系生成浇注倾动曲线。
28、进一步的，预设的铜辊转速参数确定的步骤具体包括：
29、s401、根据速凝片目标厚度确定基准转速；
30、s402、根据钢液温度对基准转速进行修正；
31、s403、根据修正后的数值确定铜辊转速参数。
32、进一步的，判断钢液全熔时间点的标准是：熔炼炉内温度达到1500摄氏度且保持稳定5分钟。
33、进一步的，铜辊转速传感器监测铜辊转速用于：实时监控铜辊转速并与预设转速进行比对，确保速凝片厚度的一致性，当实际转速与预设转速偏差超过5%时发出报警信号。
34、进一步的，所述水温预设值通过求解最优水温方程组获得；所述最优水温方程组包括水温与速凝片质量关系方程、水温与冷却效率关系方程以及水温综合优化目标函数；
35、所述水温与速凝片质量关系方程用于表征水温对速凝片质量的影响规律，通过幂函数项反映温度基准效应，通过指数函数项刻画最优温度点效应，实现水温与产品质量的定量关联；
36、所述水温与冷却效率关系方程用于描述水温对冷却系统效率的影响机制，基于热力学原理，综合考虑温差、流速、密度和比热容等因素，建立水温与冷却效率的线性关系模型；
37、所述水温综合优化目标函数用于权衡速凝片质量、冷却效率和运行成本三个方面的影响，通过加权求和的方式实现多目标优化，确定最优水温预设值。
38、进一步的，所述倾动角度预设值通过求解最优倾动角度方程组获得，所述最优倾动角度方程组包括倾动角度与浇注流量关系方程、倾动角度与浇注稳定性关系方程以及倾动角综合优化目标函数；
39、所述倾动角度与浇注流量关系方程用于建立倾动角度与浇注流量之间的定量关系，基于流体力学原理，考虑重力势能、压力势能和出口面积等因素对流量的影响，实现浇注流量的精确控制；
40、所述倾动角度与浇注稳定性关系方程用于评估浇注过程的动态特性，通过角速度、角加速度和雷诺数等参数来表征浇注的稳定性，为工艺优化提供依据；
41、所述倾动角综合优化目标函数用于平衡浇注流量、浇注稳定性和能量消耗三个方面的影响，通过加权系数调节各因素的重要程度，确定最优倾动角度预设值。
42、所述水温优化经验方程组具体表示如下：
43、水温与速凝片质量关系方程：
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1.一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，包括传感器组以及速凝片熔炼控制模块；所述传感器组包括设置在熔炼炉内的温度传感器、设置在真空系统的真空度传感器、设置在水冷系统的水压传感器、水温传感器以及设置在铜辊处的转速传感器；所述速凝片熔炼控制模块用于控制速凝片熔炼设备进行自动熔炼操作，所述速凝片熔炼控制模块用于执行以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，所述预设的工艺参数具体包括熔炼温度范围、真空度范围、水压范围、水温范围以及铜辊转速范围。
3.根据权利要求2所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的升温功率曲线建立的步骤具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的浇注功率曲线建立的步骤具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的浇注倾动曲线建立的步骤具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的铜辊转速参数确定的步骤具体包括：p>
7.根据权利要求6所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，判断钢液全熔时间点的标准是：熔炼炉内温度达到1500摄氏度且保持稳定5分钟。
8.根据权利要求7所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，铜辊转速传感器监测铜辊转速用于：实时监控铜辊转速并与预设转速进行比对，确保速凝片厚度的一致性，当实际转速与预设转速偏差超过5%时发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，所述水温预设值通过求解最优水温方程组获得；所述最优水温方程组包括水温与速凝片质量关系方程、水温与冷却效率关系方程以及水温综合优化目标函数；
10.根据权利要求9所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，所述倾动角度预设值通过求解最优倾动角度方程组获得，所述最优倾动角度方程组包括倾动角度与浇注流量关系方程、倾动角度与浇注稳定性关系方程以及倾动角综合优化目标函数；
...【技术特征摘要】
1.一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，包括传感器组以及速凝片熔炼控制模块；所述传感器组包括设置在熔炼炉内的温度传感器、设置在真空系统的真空度传感器、设置在水冷系统的水压传感器、水温传感器以及设置在铜辊处的转速传感器；所述速凝片熔炼控制模块用于控制速凝片熔炼设备进行自动熔炼操作，所述速凝片熔炼控制模块用于执行以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，所述预设的工艺参数具体包括熔炼温度范围、真空度范围、水压范围、水温范围以及铜辊转速范围。
3.根据权利要求2所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的升温功率曲线建立的步骤具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的浇注功率曲线建立的步骤具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于速凝片熔炼设备的控制系统，其特征在于，预设的浇注倾动曲线建立的步骤具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种用于速凝片熔...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹旭杰，林佳迪，娄天宇，舒龙，张泉炯，谭文涛，刘百川，黎成海，
申请(专利权)人：宁波包钢展昊新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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