專利名稱：電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金行業(yè)過程控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
電熔鎂砂的主要成分是高純度晶體氧化鎂，是許多工業(yè)行業(yè)的重要原料和耐火材料，用來冶煉電熔鎂砂的設(shè)備是三相交流電熔鎂爐冶煉過程中，原料在電熔鎂爐內(nèi)被電弧放出的熱所熔化形成熔液，熔液經(jīng)過冷卻后結(jié)晶，最終的成品為含量在95%以上的氧化鎂晶體，電熔鎂爐冶煉過程主要是通過調(diào)節(jié)三相電極位置，使三相電極電流穩(wěn)定跟蹤電流設(shè)定值來保證冶煉過程的穩(wěn)定，目前電熔鎂爐冶煉過程的控制方式多采用人工手動(dòng)控制或使用可編程邏輯控制器(PLC)作為控制器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，整個(gè)冶煉過程的控制目標(biāo)是確保產(chǎn)品產(chǎn)量同時(shí)盡量降低單位合格產(chǎn)品的能耗，控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與三相電極電流的大小及其穩(wěn)定程度關(guān)系密切，冶煉過程中爐內(nèi)反應(yīng)劇烈，固、液、氣三種形態(tài)的物質(zhì)共存，造成三相電極電流波動(dòng)頻繁，人工控制方法中，工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作員容易處于疲勞狀態(tài)，很難保證將三相電極電流與電流設(shè)定值之間的偏差控制在偏差允許范圍內(nèi)，導(dǎo)致冶煉過程中三相電極電流波動(dòng)劇烈，影響產(chǎn)品產(chǎn)量，同時(shí)浪費(fèi)能量，雖然PLC在工業(yè)過程的自動(dòng)控制中應(yīng)用廣泛，但在電熔鎂爐冶煉過程中使用依然存在一定的缺點(diǎn)由于三相電極電流波動(dòng)頻繁， 若要很好的實(shí)現(xiàn)控制三相電極電流穩(wěn)定需要相對(duì)復(fù)雜和智能化的控制算法，但是受PLC自身計(jì)算能力的限制，復(fù)雜的控制算法無法在PLC中運(yùn)行；雖然可以使用PLC+工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜的控制算法，但是同樣也存在許多問題，例如控制系統(tǒng)的構(gòu)建由于采用了不同供應(yīng)商的多種平臺(tái)，為整合各種不同的專用總線，各部分之間的銜接有賴于第三方提供的 OPC(Object Linking and Embedding for Process Control)服務(wù)， 故其實(shí)施并不是一件輕松和容易的事情；PLC和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)均為通用設(shè)備，并非為電熔鎂爐冶煉過程專門設(shè)計(jì)，存在硬件資源浪費(fèi)和增加整個(gè)系統(tǒng)故障率的不足；運(yùn)行于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上的通用操作系統(tǒng)無法保證穩(wěn)定性；電熔鎂爐冶煉現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境極其惡劣，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上使用的帶旋轉(zhuǎn)的磁性硬盤和風(fēng)扇較難保證可靠性等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有裝置及方法存在的不足，本發(fā)明提出一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置及控制方法，以實(shí)現(xiàn)電熔鎂爐冶煉過程的安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置，包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、電流傳感器、電機(jī)、接觸器及交流220V繼電器，還包括嵌入式控制器和接口電路板，其中，所述的嵌入式控制器由CPU主板和擴(kuò)展板組成，所述的接口電路板是由接線端子、隔離器、三極管驅(qū)動(dòng)電路、直流24V繼電器組成，其連接關(guān)系如下監(jiān)控計(jì)算機(jī)的輸入輸出端連接所述CPU主板的第一輸入輸出端，所述CPU主板的第二輸入輸出端連接擴(kuò)展板的輸入輸出端，所述擴(kuò)展板的輸入端連接接線端子的輸出端，所述接線端子的第一輸入端連接第一隔離器的輸出端，所述接線端子的第二輸入端連接第二隔離器的輸出端，所述接線端子的第三輸入端連接第三隔離器的輸出端，所述擴(kuò)展板的輸出端連接三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接24V繼電器，所述24V繼電器的輸出端連接交流 220V繼電器的輸入端，交流220V繼電器的輸出端連接接觸器的輸入端，接觸器的輸出端連接電機(jī)的輸入端，所述第一隔離器的輸入端連接第一電流傳感器的輸出端，所述第二隔離器的輸入端連接第二電流傳感器的輸出端，所述第三隔離器的輸入端連接第三電流傳感器的輸出端，電熔鎂爐的第一輸出端連接第一電流傳感器的輸入端，電熔鎂爐第二輸出端連接第二電流傳感器的輸入端，電熔鎂爐第三輸出端連接第三電流傳感器的輸入端，電熔鎂爐的三相電極分別與電極的輸出端連接。本發(fā)明一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制方法，包括以下步驟步驟1 電流傳感器采集流經(jīng)電熔鎂爐三相電極的三相電流；步驟2 電流傳感器將采集到的三相電流傳遞給隔離器，隔離器將所述電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出給接線端子，接線端子將所述電壓信號(hào)傳遞給擴(kuò)展板，擴(kuò)展板將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后經(jīng)過PC104總線輸出給CPU主板；步驟3 根據(jù)步驟2處理后的數(shù)據(jù)與電流設(shè)定值之間的差值來判斷是否有電流超限，所述電流超限是指電極電流與電流設(shè)定值之間的差值的絕對(duì)值大于偏差允許值，所述偏差允許值的范圍為1000A 1500A，若差值大于所述偏差允許值，則電流超限，執(zhí)行步驟 4，否則保持電極現(xiàn)有狀態(tài)不動(dòng)，并返回步驟1 ；步驟4 判斷電流超限的電極個(gè)數(shù)，若滿足下述三種情況之一，則控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)相應(yīng)電極運(yùn)動(dòng)；所述的3個(gè)電極分別由3臺(tái)電機(jī)控制，電機(jī)正轉(zhuǎn)，則提升對(duì)應(yīng)的電極，電機(jī)反轉(zhuǎn)，則降低對(duì)應(yīng)的電極；第一種情況若有一相電流超限，則判斷是否為正向超限若為正向超限，則提高該相電極；若是負(fù)向超限，則降低該相電極；所述的正向超限是指電極電流與電流設(shè)定值之間的差值為正數(shù)，反之即為負(fù)向超限，執(zhí)行完畢后返回步驟1 ；第二種情況若有兩相電流超限，首先判斷這兩相電流是否都為正向或負(fù)向超限， 若都為正向超限則提高相應(yīng)兩相電極，若都為負(fù)向超限則降低相應(yīng)兩相電極，若超限的兩相電流為一正向超限一負(fù)向超限，則提高正向超限的電極，執(zhí)行步驟1 ；第三種情況若有三相電流超限，首先判斷三相電流是否都為正向或負(fù)向超限，若都為正向超限則提高三相電極，若都為負(fù)向超限則降低三相電極；若三相電極超限方向不一致，則判斷三相電流中是否有兩相為正向超限，若存在兩相為正向超限，則提高相應(yīng)的兩相電極；若不存在兩相為正向超限，則說明三相電流為一正向超限、兩負(fù)向超限，則提高正向超限的那一相電極，執(zhí)行完畢后返回步驟1。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)三相電極電流的采集、控制和存儲(chǔ)等功能，使三相電極電流與電流設(shè)定值之間的偏差穩(wěn)定在偏差允許范圍內(nèi)，保證產(chǎn)品產(chǎn)量的同時(shí)降低電能消耗；本發(fā)明采用無硬盤、無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，能夠在的電熔鎂爐冶煉現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行， 本發(fā)明的嵌入式控制器相對(duì)于PLC，具有成本低、功耗小、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有的以PLC為控制器的自動(dòng)控制裝置的全部功能，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、手動(dòng)/自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換、三相電極電流值設(shè)定、三相電極電流調(diào)整、三相電極電流曲線及數(shù)字量實(shí)時(shí)顯示等功能，在此基礎(chǔ)上由于嵌入式控制器的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算能力遠(yuǎn)強(qiáng)于PLC，因此本發(fā)明還可以完成以往PLC所不能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜的控制及優(yōu)化算法，使得復(fù)雜算法可直接運(yùn)行于嵌入式控制器內(nèi)部，在穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性方面具有較高風(fēng)險(xiǎn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)不再承擔(dān)運(yùn)行控制和優(yōu)化算法的任務(wù)，大幅提升運(yùn)行速度、效率、及控制精度，同時(shí)降低了控制裝置的故障率。


圖1為本發(fā)明一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置的電路原理圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置接觸器連接原理圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置接線端子電路原理圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制方法流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置信號(hào)輸入結(jié)構(gòu)框圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置信號(hào)輸出結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置三相電極電流波動(dòng)曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)施例中，電熔鎂爐的基本設(shè)備參數(shù)為爐體直徑為1300mm，爐體高度為3. 3m, 石墨電極直徑為250mm，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為8噸/爐，冶煉過程額定電壓為100V ；本實(shí)施例中，電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，CPU主板采用符合 PC104 總線標(biāo)準(zhǔn)的 SysCentreModule/PMI2-6C，擴(kuò)展板的型號(hào)為 SysExpanModule/ ADT652，隔離器的型號(hào)為P-U61，接觸器的型號(hào)為L(zhǎng)C1-D5011Q5C，電機(jī)的型號(hào)為Y100L1-4， 電流傳感器的型號(hào)為L(zhǎng)MZB-20 ；電路原理和連接圖如圖2、圖3和圖4所示，第一電流傳感器的輸入端連接電熔鎂爐的三相電極中的第一電極，第二電流傳感器的輸入端連接電熔鎂爐的三相電極中的第二電極，第三電流傳感器的輸入端連接電熔鎂爐的三相電極中的第三電極；第一電流傳感器的兩個(gè)輸出端中的一個(gè)連接第一隔離器的第3引腳，另一個(gè)連接第一隔離器的第4引腳，第二電流傳感器的兩個(gè)輸出端中的一個(gè)連接第二隔離器的第3引腳，另一個(gè)連接第二隔離器的第4引腳，第三電流傳感器的兩個(gè)輸出端中的一個(gè)連接第三隔離器的第3引腳，另一個(gè)連接第三隔離器的第4引腳；第一隔離器的第5引腳連接接線端子的111引腳，第一隔離器的第6引腳連接接線端子的112引腳，第一隔離器的第7、8引腳連接第一直流24V開關(guān)電源正負(fù)兩端；第二隔離器的第5引腳連接接線端子的121引腳，第二隔離器二的第6引腳連接接線端子的122 引腳，第二隔離器二的第7、8引腳連接第二直流24V開關(guān)電源正負(fù)兩端；第三隔離器的第5 引腳連接接線端子的131引腳，第三隔離器的第6引腳連接接線端子的132引腳，第三隔離器三的第7、8引腳連接第三直流24V開關(guān)電源正負(fù)兩端；接線端子的Il引腳連接擴(kuò)展板的 Al引腳，接線端子的12引腳連接擴(kuò)展板的A3引腳，接線端子的13引腳連接擴(kuò)展板的A5引腳。轉(zhuǎn)換開關(guān)SAl作為外部輸入信號(hào)，連接擴(kuò)展板的A30引腳，作用是實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換；擴(kuò)展板通過PC104總線與CPU主板相連接；擴(kuò)展板的D27引腳經(jīng)電阻Rll與三極管Pl的基極相連接，三極管Pl的發(fā)射極與地相連接，三極管Pl的集電極經(jīng)電阻R12與直流24V繼電器KADl的線圈一端相連接；擴(kuò)展板的D28引腳經(jīng)電阻R21與三極管P2的基極相連接，三極管P2的發(fā)射極與地相連接，三極管P2的集電極經(jīng)電阻R22與直流24V繼電器 KAD2的線圈一端相連接；擴(kuò)展板的擬9引腳經(jīng)電阻R31與三極管P3的基極相連接，三極管 P3的發(fā)射極與地相連接，三極管P3的集電極經(jīng)電阻R32與直流24V繼電器KAD3的線圈一端相連接；擴(kuò)展板的D30引腳經(jīng)電阻R41與三極管P4的基極相連接，三極管P4的發(fā)射極與地相連接，三極管P4的集電極經(jīng)電阻R42與直流24V繼電器KAD4的線圈一端相連接；擴(kuò)展板的D31引腳經(jīng)電阻R51與三極管P5的基極相連接，三極管P5的發(fā)射極與地相連接，三極管P5的集電極經(jīng)電阻R52與直流24V繼電器KAD5的線圈一端相連接；擴(kuò)展板的D32引腳經(jīng)電阻R61與三極管P6的基極相連接，三極管P6的發(fā)射極與地相連接，三極管P6的集電極經(jīng)電阻R62與直流24V繼電器KAD6的線圈一端相連接；直流24V繼電器KAD1-KAD6的線圈另一端經(jīng)直流MV電源與地相連接；直流24V繼電器KAD1-KAD6觸點(diǎn)的一端分別與交流220V 電源的220N端相連接，直流24V繼電器KADl觸點(diǎn)的另一端與交流220V繼電器KAAl線圈的一端相連接，直流24V繼電器KAD2觸點(diǎn)的另一端與交流220V繼電器KAA2線圈的一端相連接，直流24V繼電器KAD3觸點(diǎn)的另一端與交流220V繼電器KAA3線圈的一端相連接，直流24V繼電器KAD4觸點(diǎn)的另一端與交流220V繼電器KAA4線圈的一端相連接，直流24V繼電器KAD5觸點(diǎn)的另一端與交流220V繼電器KAA5線圈的一端相連接，直流24V繼電器KAD6 觸點(diǎn)的另一端與交流220V繼電器KAA6線圈的一端相連接，交流220V繼電器KAA1-KAA6的線圈另一端分別與交流220V電源的220L端相連接；交流220V繼電器KAA1-KAA6觸點(diǎn)的一端分別與交流220V電源的220L端相連接，交流220V繼電器KAAl觸點(diǎn)的另一端Ql與接觸器KMl的L引腳相連接，交流220V繼電器KAA2觸點(diǎn)的另一端Q2與接觸器KM2的L引腳相連接，交流220V繼電器KAA3觸點(diǎn)的另一端Q3與接觸器KM3的L引腳相連接，交流220V繼電器KAA4觸點(diǎn)的另一端Q4與接觸器KM4的L引腳相連接，交流220V繼電器KAA5觸點(diǎn)的另一端Q5與接觸器KM5的L引腳相連接，交流220V繼電器KAA6觸點(diǎn)的另一端Q6與接觸器KM6的L引腳相連接；接觸器KM1-KM6的N引腳與交流220V電源的220N端相連接；接觸器KM1-KM6的第1引腳與交流380V電源的X端相連接，接觸器KM1-KM6的第2引腳與交流380V電源的Y端相連接，接觸器KM1-KM6的第3引腳與交流380V電源的Z端相連接，接觸器KMl的第4引腳與第一三相電機(jī)Ml的第一輸入端相連接、接觸器KMl的第5引腳與第一三相電機(jī)Ml的第二輸入端相連接、接觸器KMl的第6引腳與第一三相電機(jī)Ml的第三輸入端相連接，接觸器KM2的第4引腳與接觸器KMl的第6引腳相連接，接觸器KM2的第5引腳與接觸器KMl的第5引腳相連接，接觸器KM2的第6引腳與接觸器KMl的第4引腳相連接；接觸器KM3的第4引腳與第二三相電機(jī)M2的第一輸入端相連接、接觸器KM3的第5引腳與第二三相電機(jī)M2的第二輸入端相連接、接觸器KM3的第6引腳與第二三相電機(jī)M2的第三輸入端相連接，接觸器KM4的第4引腳與接觸器KM3的第6引腳相連接，接觸器KM4的第5引腳與接觸器KM3的第5引腳相連接，接觸器KM4的第6引腳與接觸器KM3的第4引腳相連接；接觸器KM5的第4引腳與第三三相電機(jī)M3的第一輸入端相連接、接觸器KM 5的第5引腳與第三三相電機(jī)M3的第二輸入端相連接、接觸器KM 5的第6引腳與第三三相電機(jī)M3的第三輸入端相連接，接觸器KM6的第4引腳與接觸器KM5的第6引腳相連接，接觸器KM6的第5引腳與接觸器KM5的第5引腳相連接，接觸器KM6的第6引腳與接觸器KM5的第4引腳相連接。接線端子的電路原理圖如圖4所示，第一電阻Rjl的一端作為接線端子的Il端， 第一電阻Rjl的另一端引出兩條支路，一條支路連接第一電容Cjl的一端，另一條支路作為接線端子的111端；第一電容Cjl的另一端引出兩條支路，一條支路作為接線端子的112 端，另一條支路接地；第二電阻Rj2的一端作為接線端子的12端，另一端引出兩條支路，一條支路作為接線端子的121端，另一條支路連接第二電容Cj2的一端，第二電容Cj2的另一端引出兩條支路，一條支路作為接線端子的122端，另一條支路接地；第三電阻Rj3的一端作為接線端子的13端，第三電阻Rj3的另一端引出兩條支路，第一支路作為接線端子的131 端，第二支路連接第三電容Cj3的一端，第三電容Cj3的另一端引出兩條支路，一條支路作為接線端子的132端，另一條支路接地；信號(hào)輸入通道主要實(shí)現(xiàn)將電流傳感器采集的電流信號(hào)傳輸至CPU主板。電流傳感器將交流0-15000A的三相電極電流轉(zhuǎn)換為交流0-5A電流信號(hào)，交流0-5A電流信號(hào)通過隔離器轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展板可接受的直流0-5V電壓信號(hào)，其中隔離器通過開關(guān)與隔離器電源相連接，實(shí)現(xiàn)隔離器的外部供電。直流0-5V電壓信號(hào)通過接線端子被傳送給擴(kuò)展板，再經(jīng)過擴(kuò)展板進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后通過PC104總線傳送給CPU主板，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了嵌入式控制器的模擬量輸入，如圖6所示。信號(hào)輸出通道主要實(shí)現(xiàn)將嵌入式控制器輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成可以用來控制電機(jī)啟停的開關(guān)量，冶煉現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括交流220V繼電器和接觸器，嵌入式控制器的輸出為數(shù)字量輸出，不能直接用來控制交流220V繼電器的吸合，因此需引入了一組線圈電壓為直流MV的繼電器來控制交流220V繼電器，并利用三極管的開關(guān)特性，設(shè)計(jì)三極管驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸出對(duì)直流24V繼電器的控制，將嵌入式控制器輸出的數(shù)字量信號(hào)傳送至接口電路板上的三極管驅(qū)動(dòng)電路，三極管驅(qū)動(dòng)電路的電源由24V開關(guān)電源提供。 嵌入式控制器輸出的數(shù)字量信號(hào)經(jīng)過三極管驅(qū)動(dòng)電路放大后可以控制直流24V繼電器線圈的吸合，這樣就實(shí)現(xiàn)了嵌入式控制器的繼電器型輸出，嵌入式控制器的繼電器型輸出被用來實(shí)現(xiàn)控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中交流220V繼電器線圈的吸合，進(jìn)而通過交流220V繼電器線圈的吸合來控制接觸器實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止，如圖7所示。設(shè)本發(fā)明所有實(shí)施例都滿足如下條件設(shè)置有6個(gè)接觸器，第一接觸器與第二接觸器同時(shí)連接第一電機(jī)，第三接觸器與第四接觸器同時(shí)連接第二電機(jī)，第五接觸器與第六接觸器同時(shí)連接第三電機(jī)；第一電機(jī)連接A相電極，第二電機(jī)連接B相電極，第三電機(jī)連接 C相電極。實(shí)施例1 采用本發(fā)明電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制方法，包括以下步驟步驟1 電流傳感器采集流經(jīng)電熔鎂爐三相電極的三相電流，如表1所示表1為采集到的三相電流值
權(quán)利要求
1.一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置，包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、電流傳感器、電熔鎂爐三相電極、電機(jī)、接觸器及交流220V繼電器，其特征在于還包括嵌入式控制器和接口電路板， 其中，所述的嵌入式控制器由CPU主板和擴(kuò)展板組成，所述的接口電路板是由接線端子、隔離器、三極管驅(qū)動(dòng)電路、直流24V繼電器組成，其連接關(guān)系如下監(jiān)控計(jì)算機(jī)的輸入輸出端連接所述CPU主板的第一輸入輸出端，所述CPU主板的第二輸入輸出端連接擴(kuò)展板的輸入輸出端，所述擴(kuò)展板的輸入端連接接線端子的輸出端，所述接線端子的第一輸入端連接第一隔離器的輸出端，所述接線端子的第二輸入端連接第二隔離器的輸出端，所述接線端子的第三輸入端連接第三隔離器的輸出端，所述擴(kuò)展板的輸出端連接三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接24V繼電器，所述24V繼電器的輸出端連接交流220V 繼電器的輸入端，交流220V繼電器的輸出端連接接觸器的輸入端，接觸器的輸出端連接電機(jī)的輸入端，所述第一隔離器的輸入端連接第一電流傳感器的輸出端，所述第二隔離器的輸入端連接第二電流傳感器的輸出端，所述第三隔離器的輸入端連接第三電流傳感器的輸出端，電熔鎂爐的第一輸出端連接第一電流傳感器的輸入端，電熔鎂爐第二輸出端連接第二電流傳感器的輸入端，電熔鎂爐第三輸出端連接第三電流傳感器的輸入端，電熔鎂爐的三相電極分別與電極的輸出端連接。
2.采用權(quán)利要求1所述的電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置進(jìn)行自動(dòng)控制的方法，包括以下步驟步驟1 電流傳感器采集流經(jīng)電熔鎂爐三相電極的三相電流； 步驟2:電流傳感器將采集到的三相電流傳遞給隔離器，隔離器將所述電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出給接線端子，接線端子將所述電壓信號(hào)傳遞給擴(kuò)展板，擴(kuò)展板將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出給CPU主板；步驟3:步驟2處理后的數(shù)據(jù)與電流設(shè)定值之間的差值來判斷是否有電流超限，所述電流超限是指電極電流與電流設(shè)定值之間的差值的絕對(duì)值大于偏差允許值，所述偏差允許值的范圍為1000A 1500A，若差值大于所述偏差允許值，則電流超限，執(zhí)行步驟4，否則保持電極現(xiàn)有狀態(tài)不動(dòng)，并執(zhí)行步驟1 ；步驟4:判斷電流超限的電極個(gè)數(shù)，若滿足下述三種情況之一，則控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)相應(yīng)電極運(yùn)動(dòng)；所述的3個(gè)電極分別由3臺(tái)電機(jī)控制，電機(jī)正轉(zhuǎn)，則提升對(duì)應(yīng)的電極，電機(jī)反轉(zhuǎn)，則降低對(duì)應(yīng)的電極；第一種情況若有一相電流超限，則先判斷是否為正向超限若為正向超限，則提高該相電極；若是負(fù)向超限，則降低該相電極；所述的正向超限是指電極電流與電流設(shè)定值之間的差值為正數(shù)，反之即為負(fù)向超限，執(zhí)行步驟1 ；第二種情況若有兩相電流超限，首先判斷這兩相電流是否都為正向或負(fù)向超限，若都為正向超限則提高相應(yīng)兩相電極，若都為負(fù)向超限則降低相應(yīng)兩相電極，若超限的兩相電流為一正向超限一負(fù)向超限，則提高正向超限的電極，執(zhí)行步驟1 ；第三種情況若有三相電流超限，首先判斷三相電流是否都為正向或負(fù)向超限，若都為正向超限則提高三相電極，若都為負(fù)向超限則降低三相電極；若三相電極超限方向不一致， 則判斷三相電流中是否有兩相為正向超限，若存在兩相為正向超限，則提高相應(yīng)的兩相電極；若不存在兩相為正向超限，則說明三相電流為一正向超限、兩負(fù)向超限，令提高正向超限的那一相電極，執(zhí)行步驟1。
全文摘要
一種電熔鎂爐嵌入式自動(dòng)控制裝置，包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、電流傳感器、電熔鎂爐三相電極、電機(jī)、接觸器及交流220V繼電器，還包括嵌入式控制器和接口電路板，電流傳感器采集流經(jīng)電容鎂爐三相電極的三相電流；電流傳感器將采集到的三相電流傳遞給隔離器，經(jīng)接線端子傳遞給擴(kuò)展板，后輸出給CPU主板；處理后的數(shù)據(jù)與電流設(shè)定值之間的差值來判斷是否有電流超限，若電流超限，則控制電機(jī)調(diào)節(jié)電極運(yùn)動(dòng)，若電流不超限，則保持電極不動(dòng)；本發(fā)明方法嵌入式控制器內(nèi)部，在穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性方面具有較高風(fēng)險(xiǎn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)不再承擔(dān)運(yùn)行控制和優(yōu)化算法的任務(wù)，大幅提升運(yùn)行速度、效率、及控制精度，同時(shí)降低了控制裝置的故障率。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102393662SQ201110309560
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者吳志偉, 張新海, 方正, 柴天佑, 王超 申請(qǐng)人:東北大學(xué)