摘要
本文针对电渣重熔炉工艺对控制系统的要求,采用集散控制方法,将整个工艺过程分成主回路熔炼电流控制、电极进给控制、自动抽锭控制这三个子系统来处理。主要电路单元由8031单片机最小系统,A/D、D/A转换装置,数据采样保持装置及步进电机等组成,并对工作原理、工作过程及软件设计做了系统介绍。本系统最大特点为:设计简单,工作可靠,调试、维修方便。
本系统的主要特点为:由于采用集散控制方法使整个系统设计简单,调试维护方便,可靠性较高;由于主回路熔炼采用双环控制,并配有渣阻恒值调节系统,使铸锭质量得以保证;由于电极升降采用差动齿轮传动机构,这不仅可使电机工作在额定调速范围之内,且可降低电网电压波动对电机调速的影响,从而保证渣阻值调节系统的精度;由于系统中采用开关电源及WDT等措施,使系统的抗干扰能力大幅度提高,保证了微机控制系统的可靠性;由于系统软件设计中利用了大量工人的实际操作经验注入大量实测数据,使系统的算法具有专家系统特点,因而降低了对系统模型的依赖程度。
关键词:电渣重熔炉、单片机、集散控制。
摘要
本文はニュースかすの重い溶鉱炉の技術がコントロール・システムに対する要求に対応して、集散制御の方法を用いて、全体の技術の過程を主な回路の電流のコントロール、電極を進給するコントロール、自動抽錠のコントロール、この三っのシステムを引き出して處理することにする。主要な電気回路のユニットは8031マクロJn13;ロセッサの最小のシステム、A/D、D/A替え装置、Jn9;ータのサンJn13;リンJn3;は装置及び歩進電機などからできて、そして仕事の原理、仕事の過程及びソフトウェアの設計に対してシステム的に紹介した。
このシステムの最大の主な特徴は:集散制御の方法を用いだめた、全体のシステム設計が簡単になり、保護と調整が便利になり、信頼度はわりに高くならせた。主な回路精錬が双環のコントロール用いるため、そしてかすの阻む恒值調節のシステムが添加していで、インJn0;ットの品質に保証させる;電極の昇降が差動歯車の伝動の機関を採用するため、これは額定の電機仕事が調速の範囲内に合わせるばかりてなく、しかも電力網の電圧の揺れ動きが電機の速くに対する影響を加減することができて、それによってかすの抵抗値の系統の精度を保証させる;システムの中でスイッチの電源とWDTなどの措置を採用するため、システムの邪魔することを抵抗する能力を大幅に向上させられてJn15;ソコンのコントロール・システムの信頼度を保証させた;システムのソフトウェアの設計の中で多くの労働者の実際操作経験を利用して、多くの実測Jn9;ータを注ぎ込んでシステムの計算方法が専門家的のシステム特徴を持たせられて、システム模型に対する依存程度を下げされられた。
キーワーJn10;:ニュースかすの重い溶鉱炉、マクロJn13;ロセッサ、集散制御。
电渣重熔炉工艺是将金属不断连续熔化,熔化的液态金属以液滴形式通过溶渣,然后在水冷却模子里凝固的工艺过程。由于金属连续不断熔化,又连续不断地结晶过程,使得渣液中的合金元素的浓度不变,又由于金属熔池小而浅以及热流的定向性,所以铸造具有定向的柱状结晶体,结晶的颗粒均匀,铸锭没有明显的化学偏析,没有气泡及没有大块非金属夹杂物,故使金属性能有显著的改善。因此,电渣炉像电弧炉、电子束炉一样,广泛应用在中型和大型锻造件的坯料生产中,现在也应用在整铸批件(阀体、轧辊、中空锭、连杆等)。为了保证重熔后的铸锭金属晶粒的均匀性、致密性、和纯洁性以及防止显著的化学偏析。关键的问题使必须保证晶体的结晶速率一定,而结晶速率是不易检测和实现控制,而它可以用熔池的深度(熔化后的金属,在没凝固之前所形成的液态金属池称为熔池),来进行检测和控制。而在稳定重熔情况下,熔池的深浅又可以直接由金属的熔化率来控制。因此控制结晶速率的问题就转换到控制金属的熔化速率的问题。随着金属不断地熔化,而使结晶器的温度相应地提高,从而造成结晶速率的下降,为了保持熔池深度不变,必然要求金属的熔化速率也不断下降才行。根据冶金学的理论,对不同的钢种和不同型号的钢锭可得出不同的熔化速率曲线(如图1所示其中G0为电极初重,G为电极重量采样值)。在计算机控制系统中,往往将熔化速率曲线分成许多离散数值的熔化率,即是:对预熔金属的重量每下降10%的重量,就给出一个最佳熔化速率数值。在熔炼金属之前,在操纵台上将这些数据打入计算机中,并存放在软磁盘中,供在实际熔炼过程中进行调用[1]。
压力变送器每隔一定时间就送给微机处理机一个电极的重量信号(该信号已转换成数字量),在微型机中经过各种数字滤波器的滤波后,又进行各种运算及闭环调节作用,从而保证在重熔过程中,熔化速率能按图1所示的最佳熔化速率曲线进行。然而,由冶金学理论可知,为保证电渣重熔后钢锭顶部的质量,当自耗电极的重量达到热封顶开始重量时,不能再这种曲线的规律进行控制,必须转换到图2所示的热封顶控制规律。
由于熔化率的大小直接决定于熔化电流的大小,因此,为保证图1及图2所示的熔化规律,就必须适当调节熔化电流,或者把熔化率曲线直接转化为最佳熔化电流曲线来实时控制。由于电极直径小于结晶器直径,那么随着电极不断熔化,电极必须不断地向下移动,等于给定熔池熔渣的电阻值,当然更要避免电极短路的事故发生。电极进给控制精度直接影响着电流环的精度,因为电极进给导致电极接触电阻的变化,从而产生对电流的干扰。因而,再实时控制中,应把电极进给看作电流环的内环来处理。此外,为提高生产效率以及生产不同型号的铸锭,整个控制系统还应配置自动抽锭部分,该部分控制要求时能连续地将结晶器中已经结晶的金属抽出,以间接增大结晶器的体积,便于生产大规格的钢锭