调节器功能介绍.doc

电极调节器功能介绍 无锡中程自动化技术有限公司  电极升降控制器作为炉子自动化控制系统的核心部件，是保证LF炉持续高效运行在一个精确工作点的关键因素。对于外界的干扰，比如过流、短路等，都必须及时地检测到并给予实时补偿。系统可以方便地集成到其它自动化系统中。 系统结构 ZCMELT AC-Ⅲ电极升降调节器基于工业PC及软PLC技术基础上的系列自动化产品。 ZCMELT AC配备有以太网接口，易于与其它的SIMATIC S7 PLC或各种PLC机通讯。 ZCMELT A-Ⅲ电极升降调节器具有以下功能： 阻抗调节器比例系数自动动态调整功能，确保生产过程中优异的熔炼性能； 阻抗设定值自定义功能，不同加热阶段可选择不同加热曲线； 灵活的参数设定方式，可直接在HMI上设定调节器参数，无需STEP7编程软件和编程器； 系统参数分类统计功能，以便系统分析实际冶炼改进控制性能； 变压器抽头保护功能.； 集成的超大容量报警和报表系统，可实现系统运行状态快速诊断； 强大的实时和历史趋势记录； 功率圆图实际冶炼功率实时动态显示，简单明了； 创新的液压旁通阀、安全阀、比例阀连锁控制功能； 手动优先，无须关闭自动模式就可以手动操作； 变压器一次侧断路带负荷分闸保护功能； 智能短路响应，可根据用户/电炉的要求进行参数设定； 关键参数口令保护功能。 阻抗控制器 图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，阻抗设定值从数据块DB6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。 图1 单线结构控制系统 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 液压阀的特性曲线 闭环放大器 这个阻抗控制的闭环放大器（见图3）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，放大陪数是在一个区间变化的。在静态模式，放大陪数是一个固定的值。 图3 闭环放大器 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。 短路保护 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。 炉壁保护-短电极检测 因为电极消耗而变得太短，电极部已经到了底部位置，那么电弧长度增加，所择的阻抗设定点，造成对炉壁的侵蚀。“电极太短检测”功能比较实际阻抗与限定值。如果超过了限定值，而时间也达了设定时间，电极就被提升一段设定时间，等提升完毕后停止。如果输入了“reset non-conducting material” （重置非导电材料）命令，则会重新启动操作。在电炉断路器断开以前，此功能被自动关闭，以便可以完成三相加热。 控制偏差检测 为了检测电极立柱的可靠运动和对于液压系统的有灵敏的反应性，要对控制差进行监测和检查。如果控制偏差在一段固定的时间内超过了限度，系统就会报警，提醒操作人员。 LF炉直接选择和输入工作点 为了使LF炉变压器合理有效地向炉内输入有效功率P，使用功率圆图来设定工作点，并可通过按钮来选择操作点，最多能够存储3种独立的操作模式或冶炼曲线的阻抗参考值，每个曲线可以包含11个变压器抽头的组合。另外，通过模拟过程值，电极控制可以离线测试，而不需要任何的特殊设备。 图4为示意图，是在某抽头档位上，通过功率圆图，选取LF炉的工作设定点（工作曲线一）。 图4 功率圆图 保护功能 对于真空开关来说，LF炉操作是一个频繁－重负荷的部件。在断路器分断前，ZCMELT AC 通过减少电流直至所有电弧熄灭，可以降低真空开关的负担。对真空开关的认真操作，可以延长真空开关的使用寿命和维护周期。 对于有载调压开关，同样，ZCMELT AC提前降低电流，可以延长它的使用寿命和维护周期。 ZCMELT对偏差进行监控，如某一个电极支撑轴发生故障等。最后，ZCMELT 通过非导体检测，把电极的折断率降低到最小。 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，功率，功率因素，开关状态等，见图5。 图5 监视画面 人工干预 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。 口令保护 通过使用连接到ZCMELT AC 的HMI系统，ZC