冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、熱電偶、隔離電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路和晶閘管移相調(diào)壓電路；數(shù)據(jù)采集卡插裝在PC機(jī)的PCI卡槽中；熱電偶為6個(gè)，兩兩一組設(shè)置在冶金電弧反應(yīng)爐爐膛中的不同位置；6個(gè)熱電偶的信號(hào)輸出端分別接數(shù)據(jù)采集卡的6個(gè)模擬信號(hào)輸入通道；數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸出通道接脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；脈沖驅(qū)動(dòng)電路輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)隔離電路連接晶閘管移相調(diào)壓電路的晶閘管觸發(fā)端；晶閘管移相調(diào)壓電路的輸入側(cè)和輸出側(cè)分別接交流電源和冶金電弧反應(yīng)爐。該冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好、易于實(shí)施、調(diào)節(jié)精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧爐是火法冶金的主要熔煉爐，隨著能源和環(huán)境問題越來越受到重視，有較低碳排放的電弧爐冶煉生產(chǎn)將不斷發(fā)展，現(xiàn)有的電弧爐采用傳統(tǒng)的控制方法(如手動(dòng)調(diào)節(jié)方法)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度低，無法實(shí)時(shí)響應(yīng)，而且人機(jī)界面也并不友好。因此，有必要設(shè)計(jì)一種全新的冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，該冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好、易于實(shí)施、調(diào)節(jié)精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0005]一種冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、熱電偶、隔離電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路和晶閘管移相調(diào)壓電路；
[0006]數(shù)據(jù)采集卡插裝在PC機(jī)的PCI卡槽中；熱電偶為6個(gè)，兩兩一組設(shè)置在冶金電弧反應(yīng)爐爐膛中的不同位置；6個(gè)熱電偶的信號(hào)輸出端分別接數(shù)據(jù)采集卡的6個(gè)模擬信號(hào)輸入通道；數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸出通道接脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；脈沖驅(qū)動(dòng)電路輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)隔離電路連接晶閘管移相調(diào)壓電路的晶閘管觸發(fā)端；晶閘管移相調(diào)壓電路的輸入側(cè)和輸出側(cè)分別接交流電源和冶金電弧反應(yīng)爐；
[0007]所述的熱電偶為鎳鉻硅-鎳硅熱電偶；所述的數(shù)據(jù)采集卡為PC1-6221型采集卡，所述的隔離電路采用光電耦合器件M0C3041 ;熱電偶與模擬信號(hào)輸入通道之間還設(shè)有SCC-TC信號(hào)調(diào)理模塊。
[0008]有益效果:
[0009]本實(shí)用新型的冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用熱電偶采集實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，采用PCI數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)采集和輸出，集成度高，檢測精度高，能實(shí)現(xiàn)高精度的溫度調(diào)節(jié)。
[0010]由于采用PC機(jī)，人機(jī)交互的界面友好，功能強(qiáng)大，且擴(kuò)展性好，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在硬盤上用于進(jìn)一步信號(hào)分析與處理。
[0011]熱電偶分為三組布置，兩兩一組，作為冗余(每一組中的一個(gè)失效，另一個(gè)可以正常工作)，因而可靠性更高。6個(gè)熱電偶采集的數(shù)據(jù)取平均處理，因而溫度采集的精度更高，采用晶閘管移相調(diào)壓電路實(shí)施電流控制，響應(yīng)速度快。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；【具體實(shí)施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0014]實(shí)施例1:
[0015]如圖1，一種冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、熱電偶、隔尚電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路和晶閘管移相調(diào)壓電路；
[0016]數(shù)據(jù)采集卡插裝在PC機(jī)的PCI卡槽中；熱電偶為6個(gè)，兩兩一組設(shè)置在冶金電弧反應(yīng)爐爐膛中的不同位置；6個(gè)熱電偶的信號(hào)輸出端分別接數(shù)據(jù)采集卡的6個(gè)模擬信號(hào)輸入通道；數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸出通道接脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；脈沖驅(qū)動(dòng)電路輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)隔離電路連接晶閘管移相調(diào)壓電路的晶閘管觸發(fā)端；晶閘管移相調(diào)壓電路的輸入側(cè)和輸出側(cè)分別接交流電源和冶金電弧反應(yīng)爐；
[0017]所述的熱電偶為鎳鉻硅-鎳硅熱電偶；所述的數(shù)據(jù)采集卡為PC1-6221型采集卡，所述的隔離電路采用光電耦合器件M0C3041 ;熱電偶與模擬信號(hào)輸入通道之間還設(shè)有SCC-TC信號(hào)調(diào)理模塊。
[0018]選用NI公司的PC1-6221型數(shù)據(jù)采集卡作為系統(tǒng)硬件的核心部分.它支持單極性和雙極性兩種模擬信號(hào)的輸入，信號(hào)輸入范圍分別為-10?+IOV和O?20V，提供16路16位的模擬輸入通道，最大采樣速率為250KSPs ；2路16位的模擬輸出通道，最大輸出頻率為833KSPs, 24線的TTL型數(shù)字IPO及32位定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能。
[0019]測溫元件熱電偶產(chǎn)生的是低電壓信號(hào)，它需要進(jìn)一步的放大、過濾以及線性化等處理.考慮本系統(tǒng)屬于單通道，且是與NI的M系列數(shù)據(jù)采集卡配合使用，綜合分析成本價(jià)格與性能，采用SCC信號(hào)調(diào)理模塊。SCC-TC模塊可以將熱電偶輸出的毫伏級(jí)的微弱電壓，直接轉(zhuǎn)化成所測的溫度。
[0020]特別說明，本系統(tǒng)完全通過硬件實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)純硬件的數(shù)控系統(tǒng)，不涉及軟件和相關(guān)方法。采用PC機(jī)只是使用到其PCI插槽，且附帶的顯示器和硬盤等模塊，PC機(jī)完全可以用HPGA或CPLD代替。
[0021]本系統(tǒng)的工作過程說明:熱電偶采集的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)SCC-TC信號(hào)調(diào)理模塊處理后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡，PC機(jī)獲得溫度數(shù)據(jù)后，通過發(fā)出控制信號(hào)到數(shù)據(jù)采集卡，該控制信號(hào)通過脈沖驅(qū)動(dòng)電路形成觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖經(jīng)隔離電路輸出到晶閘管上，控制晶閘管的導(dǎo)通，最終使得冶金電弧反應(yīng)爐的爐膛中溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。在PC機(jī)的顯示屏上顯示實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，采集的溫度數(shù)據(jù)在硬盤內(nèi)存儲(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.一種冶金電弧反應(yīng)爐的電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、熱電偶、隔尚電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路和晶閘管移相調(diào)壓電路； 數(shù)據(jù)采集卡插裝在PC機(jī)的PCI卡槽中；熱電偶為6個(gè)，兩兩一組設(shè)置在冶金電弧反應(yīng)爐爐膛中的不同位置；6個(gè)熱電偶的信號(hào)輸出端分別接數(shù)據(jù)采集卡的6個(gè)模擬信號(hào)輸入通道；數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸出通道接脈沖驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；脈沖驅(qū)動(dòng)電路輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)隔離電路連接晶閘管移相調(diào)壓電路的晶閘管觸發(fā)端；晶閘管移相調(diào)壓電路的輸入側(cè)和輸出側(cè)分別接交流電源和冶金電弧反應(yīng)爐； 所述的熱電偶為鎳鉻硅-鎳硅熱電偶；所述的數(shù)據(jù)采集卡為PC1-6221型采集卡，所述的隔離電路采用光電耦合器件M0C3041 ;熱電偶與模擬信號(hào)輸入通道之間還設(shè)有SCC-TC信號(hào)調(diào)理模塊。
【文檔編號(hào)】F27B3/28GK203629279SQ201320782199
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】劉亮, 霍廣生, 鄧名高, 孫利平 申請人:長沙生力冶金科技有限公司