电极调节器工作原理介绍jsp.doc

炼钢电炉、精炼炉 通用电极调节器工作原理 1、组成及其功能 以BKMELT AC电极控制系统为例对炼钢电弧炉及精炼炉三相电极控制系统的工作原理、特性进行详细说明。BKMELT AC电极控制系统提供了三个独立的阻抗调节器和一个共同的电流限幅控制器。通过优化设定的阻抗输入点，使变压器的功率最大限度的消耗在电弧上，从而达到节能降耗的目的。 BKMELT AC电极控制系统是基于S7-400PLC。 BKMELT AC配备有MPI接口，PROFIBUS DP网络接口及INDUSTRY ETHERNET（工业以太网）接口。采用工业以太网或其他现场总线与电炉及精炼炉炉体控制PLC进行数据交换，监控画面及工控机均可利用电炉及精炼炉原有系统WinCC画面。 BKMELT AC包含以下功能： 三个独立的阻抗控制器和叠加的过电流控制器，可以自动适应电炉的实际冶炼阶段/实际控制回路。 智能短路响应，可根据客户/电炉的要求进行参数设定。 个性化的操作点存储。 提供对电炉操作开关，调压器抽头等的保护功能，延长使用寿命。 自动启动冶炼功能。 成熟的防电极折断功能。 短电极和机械系统故障指示。 系统的自动自检测功能（电气和机械） 在线调整设定点和系统参数。 HMI工具使电炉的操作优化简单明了。 硬件结构框图 2、主要功能描述 2.1 阻抗控制器 图2.1 图2.1显示了单线结构控制系统。阻抗实际值由经过平滑处理的弧压弧流采样值计算得到，阻抗设定值从预先设定好的数据块取出。通过使用带有死区补偿的调节器控制液压驱动电极，达到了更高的控制精度,调节器的参数根据冶炼状况自适应 2.2 过电流保护 当电流超过最大电流设定值时，过电流控制器自动使能，通过三个积分器，过电流值过的越大，电极速度提得越快。在大多数情况下，通过快速的提升一个或多个相关的电极，纠正过电流状态，以避免电炉变压器和电极的过载。见图2.2 图2.2 2.3 短路保护 图2.3 显示一个短路保护的控制结构框图。如果阻抗实际值低于最小极限值，并延时超过设定，这才被认为是短路，并叠加一个控制量来提升电极。 图2.3 2.4 液压阀特性曲线 液压阀的特性曲线，也可以说电极的速度曲线对电极调节器的性能非常重要。图2.4中的X坐标调节器输出的电压值，Y坐标是电极的速度，其中有三个参数要设定到调节器中： 电极升降速度的线性系数 电极升降速度的死区 电极升降速度的零点偏置 图2.4 2.5 闭环放大器 这个阻抗控制的闭环放大器有两种控制模式，一个是自适应模式，一个是静态模式。 在自适应模式，通过对实际电流的波动情况进行分级，放大倍数是在一个区间变化的。 在静态模式，放大倍数是一个固定的值。 图2.5 2.6 保护功能 对于开关柜来说是电炉及精炼炉操作是一个重负荷的任务。在关断开关柜前，BKMELT 通过减少电流直至所有电弧熄灭，以降低开关柜的负担。对开关柜的认真操作，可以延长开关柜的使用寿命和维护周期。 对于有载调压抽头变换器的变压器，同样，BKMELT提前降低电流，可以延长它的使用寿命和维护周期。 BKMELT对偏差进行监控，如某一个电极支撑轴发生故障等。最后，BKMELT 通过非导体检测，把电极的折断率降低到最小。 图2.6 非导体检测控制框图 2.7 人工干预 遵循手动优先原则。在自动模式下，重要的操作可以手动控制。如冶炼时单独调整电极以及测温和取样时移出电极。 2.8 口令保护 通过使用连接到S7PLC 的MPI总线的HMI系统，BKMELT AC允许访问更多的操作和功能。HMI系统允许多层密码保护。 2.9 监视画面 监视画面为操作员提供所有的过程数据和状态。如：三相电流，电压，变压器档位，开关状态等。(见图2.9) 图2.9 2.10 实时/历史趋势 趋势数据也可以用表格形式显示，同时可以导出为适合于其它程序的格式，如：EXCEL等。这有利于对数据的长期存储和分析。 实时显示或打印电流、功率等过程数据的实时趋势。并可以存储大约8个小时的历史趋势。 3、使用说明 3.1 使用前准备工作 在使用调节器前，确认电极调节器程序所在PLC工作正常。 3.2 操作说明 BKMELT AC调节器只涉及对炼钢炉三相电极的控制，因此炼钢炉的炼钢工艺操作不需要改变，沿用原来的操作方法即可。为了达到节能降耗的目的，操作中仍需须注意以下两点： 3.2.1 变压器档位的选择 举例说明：如唐