一种对电渣炉功率进行控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制方法，尤其是涉及一种对电渣炉功率进行控制的方法。
【背景技术】
[0002]电渣炉是一种利用重熔电流产生热能熔化插入渣池的自耗电极，金属熔滴通过渣液清洗后，在水冷结晶器中结晶成电渣锭的一种特殊冶炼设备，是特殊钢厂必不可少的生产设备。随着经济建设不断发展，要求冶金企业提供优质价廉、精细优良且纯净度高的特种钢材。因此冶金工业在工艺设备上必须不断创新，并采用现代化技术来实现其生产过程的精确、高效、增产及降耗的目的。
[0003]传统的电渣炉功率控制方法往往根据经验通过运算放大等模拟电路进行手动调节，存在设备故障率高、维护量大、产品质量不稳定等缺点；现有的数字控制方法尽管优于模拟控制方法，但通常都是通过电极升降调节装置来控制电渣弧电流和电渣弧电压，而实际电流和电压不稳定、波动大，因此达不到恒功率冶炼的目的，影响了控制精度和产品质量。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种对电渣炉功率进行控制的方法，其步骤简单、实现方便，能有效解决现有电渣炉控制系统控制方式不合理且难于达到恒功率冶炼的实际问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种一种对电渣炉功率进行控制的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]步骤一，工作参数检测:采用电压互感器和电流互感器分别对串接在磁性调压器与电渣炉电极间的短网中的电压和电流进行实时检测；采用称重传感器对电渣炉结晶器的重量进行实时检测；采用温度传感器对电渣炉结晶器的底部水箱中的温度进行实时检测；
[0007]步骤二，功率测量数据获取:所述电压互感器和电流互感器将检测到的电压和电流数据通过光电耦合器传输给有功功率变换器，有功功率变换器对所述电压和电流数据进行运算后获得功率数据并将所述功率数据转换成与之对应的标准电流信号，所述有功功率变换器将输出的电流信号传输给Ι/v转换电路，I/V转换电路将所述标准电流信号转换成与之对应的电压信号并传输给模糊PID控制器；所述电压互感器和电流互感器均与光电耦合器相接，所述光电耦合器、有功功率变换器、I/V转换电路和模糊PID控制器依次相接；
[0008]步骤三，模糊PID参数整定:主控制器将给定电压数据传输给模糊PID控制器；模糊PID控制器首先将所述给定电压和I/V转换电路传输来的实际电压进行相应计算，得出电压偏差信号E和偏差变化率信号EC，然后运用模糊算法对PID参数进行整定，其参数整定步骤如下:
[0009]将电压偏差E和偏差变化率EC变化范围定义为模糊集上的论域，其模糊子集为E，EC = {NB, NM, NS, Z0, PS, PM, PB}，该模糊子集中的元素分别代表负大，负中，负小，零，正小，正中，正大，将E和EC根据该模糊子集模糊化；
[0010]建立模糊规则表，得到针对不同的电压偏差E和偏差变化率EC所对应的比例系数变化量ΔΚρ，积分系数变化量AKi和微分系数变化量AKd;
[0011]根据前一个周期的E和EC以及上述Λ Kp、AKi和Λ Kd的值进行自适应校正，得出当前比例系数Κρ、积分系数Ki和微分系数Kd ；
[0012]根据PID离散控制算法，计算模糊PID控制器的输出电压离散值；
[0013]步骤四，电渣炉功率自动调节:模糊PID控制器根据所述输出电压离散值对移向触发电路进行控制，移向触发电路输出脉冲电压对双向可控硅的导通角进行控制，双向可控硅对整流电路的输出平均电压进行调节，磁性调压器根据所述整流电路的输出平均电压对电渣炉电极的熔炼电压进行调节，从而达到对电渣炉的功率进行恒定控制的目的；所述模糊PID控制器、移向触发电路、双向可控硅、磁性调压器和电渣炉电极依次相接；
[0014]步骤五，冶炼过程监控及运行故障报警:所述称重传感器将检测到的电渣炉结晶器的重量数据实时传输给主控制器，主控制器根据所述重量数据对电极的熔化速度进行监控；所述温度传感器将检测到的结晶器底部水箱中的温度数据实时传输给主控制器，主控制器通过温控仪对所述温度进行调节；当熔化速度过快或温度过高，主控制器驱动告警单元发出报警信号；所述称重传感器、温度传感器和告警单元均与主控制器相接，所述温控仪分别与温度传感器和主控制器相接。
[0015]上述一种对电渣炉功率进行控制的方法，其特征是:所述主控制器为工控机。
[0016]上述一种对电渣炉功率进行控制的方法，其特征是:所述模糊算法采用的隶属度函数为灵敏性强的三角函数。
[0017]上述一种对电渣炉功率进行控制的方法，其特征是:所述模糊PID控制器为单回路可编程KMM控制器。
[0018]上述一种对电渣炉功率进行控制的方法，其特征是:所述整流电路为单相桥式整流电路。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:步骤简单、实现方便、投入成本低，采用智能模糊控制系统，提高了控制精度和产品质量，解决了现有电渣炉控制方法不合理且难于达到恒功率冶炼的实际问题。
[0020]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本发明包括以下步骤:
[0023]步骤一，工作参数检测:采用电压互感器和电流互感器分别对串接在磁性调压器与电渣炉电极间的短网中的电压和电流进行实时检测；采用称重传感器对电渣炉结晶器的重量进行实时检测；采用温度传感器对电渣炉结晶器的底部水箱中的温度进行实时检测；
[0024]步骤二，功率测量数据获取:所述电压互感器和电流互感器将检测到的电压和电流数据通过光电耦合器传输给有功功率变换器，有功功率变换器对所述电压和电流数据进行运算后获得功率数据并将所述功率数据转换成与之对应的标准电流信号，所述有功功率变换器将输出的电流信号传输给Ι/v转换电路，I/V转换电路将所述标准电流信号转换成与之对应的电压信号并传输给模糊PID控制器；所述电压互感器和电流互感器均与光电耦合器相接，所述光电耦合器、有功功率变换器、I/V转换电路和模糊PID控制器依次相接；
[0025]步骤三，模糊PID参数整定:主控制器将给定电压数据传输给模糊PID控制器；模糊PID控制器首先将所述给定电压和I/V转换电路传输来的实际电压进行相应计算，得出电压偏差信号E和偏差变化率信号EC，然后运用模糊算法对PID参数进行整定，其参数整定步骤如下:
[0026]将电压偏差E和偏差变化率EC变化范围定义为模糊集上的