一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统的制作方法

本发明涉及一种半导体变频感应加热用电源装置设备，尤其涉及一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统。

背景技术

因中频感应电炉熔炼设备具有综合节能性、环保性和可操作性等优势，被广泛用到传统工业、家电、交通、运输、航空、航天等领域。现代智能化的中频感应电炉熔炼管理系统也逐步应用链接到mes等智能先进制造企业生产过程控制管理系统中，通过信息传递对各种生产过程进行优化管控，对发生实时事件时，能及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。

中频感应电源作为感应加热熔炼设备最重要的核心部件，其电源设备主电路统的工作稳定性、可靠性对整个设备能否正常工作至关重要，作为感应加热熔炼设备中检测电源工作状态，并参于对电源控制及提供保护功能的熔炼管理系统，其稳定性好、可靠性高，智能化先进是感应加热熔炼设备工作稳定性、可靠性和精度的必要保证。

以往的感应熔炼系统存在以下三大缺陷，一是以往的熔炼管理系统主要是以模拟量信号进行系统监控，运行数据通常是以指针式仪表或模拟量报警信号进行实时监控显示，系统运行过程监控的线性度比较欠缺，历史数据不完善；二是传统的中频感应熔炼系统基本都是手工控制模式，设备运行功率或外围需求信号，都需要人为或半自动控制的形式干预。所以对熔炼状况的过程监控达不到智能化，数据储存空间狭小，需要人为的选择操控状态，不能智能化来管控生产过程状况，体现在系统的可操作性比较差。另外手动化的控制也达不到现代化的熔炼管理应用精度，对熔炼产品的控制得不到质的提升；三是传统的中频熔炼管理系统基本都是以一个独立的个体存在，很难与用户第三方生产设备或管理系统进行通信或组网。运行数据系统只能独立管理自身的应用需求，或以“打印机”形式硬拷贝系统数据，不能与其它生产管理软件进行智能共享或传输管理数据。综上一些缺陷这样就限制了中频感应熔炼电炉系统的智能化应用推广，用户群体也得不到升级。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统，能够对中频感应电炉熔炼系统进行有效的智能控制，同时保留对外数据接口，将中频感应电炉熔炼系统整合进智能生产线中。

实现上述目的的一种技术方案是：一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统，包括计算机控制板硬件系统及智能化触控管理系统；

所述计算机控制板硬件系统包括主控板、计算机控制板、输入设备、监视器及外围传感器模块；所述主控板对中频电源运行中电流、电压信号进行实时自动取样、检测，对中频电源进行实时的智能控制；所述计算机控制板设置在所述主控板上，作为所述智能化触控管理软件的载体，集成了智能单片机微处理芯片，通过光纤电缆或以太网与所述外围传感器模块进行连接；所述输入设备和所述监视器分别与所述主控板连接；

所述能智能化触控管理系统包括主控模块、自动熔炼模式选择模块、系统自动监控模块、系统自动诊断模块以及用户辅助命令模块，所述自动熔炼模式选择模块、所述系统自动监控模块、所述系统自动诊断模块以及所述用户辅助命令模块分别与所述主控模块连接；所述自动熔炼模式选择模块对中频感应电炉熔的现场熔炼铸造作业进行控制；所述系统自动监控模块对中频感应电源运行过程中各时间段的数据进行实时监控；所述系统自动诊断模块对收集到的数据进行诊断；

进一步的，所述系统自动监控模块包括系统运行数据仪表模块、系统限制模块、系统报警模块、系统实时模拟状态模块。

进一步的，所述自动熔炼模式选择模块由千瓦时熔炼控制模式、cold冷炉启动控制模式、烧结控制模式、kwh/t千瓦时吨熔炼控制模式和功率调制搅拌pms控制模式5种典型智能控制模式组成。

再进一步的，所述烧结控制模式自动跟踪操作人员规定的温度曲线，控制系统自动调节烧结功率输出大小，对炉衬耐火材料进行温控烧结；自动烧结模式能自动控制中频感应电源的功率等级和启动、停止信号开关条件，以跟踪预设的温度曲线；此曲线由铸造工厂或耐火材料厂商人员根据各自产线实际需求自主进行设定，设定界面用于输入和设定烧结值，形成烧结配置文件。

进一步的，所诉系统自动诊断模块内置控制芯片集成诊断程序模块，用于实时调取观察和诊断设备状态，包括历史事件诊断、输入输出信号诊断、模拟量输入输出诊断、数字量输入输出诊断和通讯信号诊断。

进一步的，所述用户辅助命令模块包括手动功率控制模块、电量清零模块以及系统状态模块和系统配置模块。

进一步的，智能化中频感应电炉熔炼管理系统还配置有multi-trak多供电设备功率自动分配辅助控制管理功能模块，操作人员通过multi-trak多供电设备功率自动分配辅助控制管理功能模块输入0-5vdc或4-20ma的模拟量，就可通过所述智能化触控管理系统线性控制中频电源的多供电功率分配曲线。

本发明的一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统，具有智能的自动系统监控、自动熔炼控制、自动诊断和信号采集用户命令的功能控制模块；本发明还提供了一种multi-trak多供电设备功率自动分配的辅助控制管理功能模块选项，对外部辅助控制需求功能模块选项设置，配合lcd显示屏的曲线传输显示功能技术，辅助实现上述技术目的。

附图说明

图1为本发明的一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统的计算机控制板硬件系统的结构示意图；

图2为本发明的一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统的智能化触控管理系统的功能架构图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1和图2，本发明的一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统，包括计算机控制板硬件系统及智能化触控管理系统。

请参阅图1，计算机控制板硬件系统包括主控板1(z-control或ez-control)、计算机控制板2(idai计算机板或mic+board数据板)、输入设备3(键盘或触屏)、监视器4((plasma液晶显示屏或lcd触摸屏)及外围传感器模块5(例如传感器和输出装置)。主控板1对中频电源运行中电流、电压信号进行实时自动取样、检测，对中频电源进行实时的智能控制；计算机控制板2设置在主控板上，作为智能化触控管理软件的载体，集成了智能单片机微处理芯片，通过光纤电缆或以太网与外围传感器模块5进行实时通讯；输入设备3和监视器4分别与主控板1连接。考虑到不同的用户群体，在每个硬件系统下设计开发了多种配置的硬件选项。用户可以根据各自实际需求加以选型，这样能给用户带来最佳性价比的硬件配置。

本实施例中，硬件模块具备先进的抗干扰能力，应用了fpga芯片技术和贴片封装形式元件，集成度高，降低了传统pcb板焊接引脚和寄生参数影响，稳定性强。采集以往所有的独立式的模拟控制模块，通过芯片编程集成技术整合于一体。

本实施例中，硬件模块具备智能存储及传输接口技术，主控板1中的控制芯片的存储空间余量足够，对日后的元器件升级换代适用性较强保留升级空间，不像传统模拟集成块淘汰率那么快。计算机控制板2的数据采集采用串行光纤和以太网通信，可以实现网上远程控制功能，同时计算机控制板2的外围接口预留多组模式的通讯通道，保留未来升级潜能。

请参阅图2，智能化触控管理系统包括主控模块6、自动熔炼模式选择模块7、系统自动监控模块8、系统自动诊断模块9以及用户辅助命令模块10，自动熔炼模式选择模块7、系统自动监控模块8、系统自动诊断模块9以及用户辅助命令模块10分别与主控模块6连接。自动熔炼模式选择模块7对中频感应电炉熔的现场熔炼铸造作业进行控制；系统自动监控模块8对中频感应电源运行过程中各时间段的数据进行实时监控；系统自动诊断模块9对收集到的数据进行诊断。

系统自动监控模块8：系统自动监控模块8包括系统运行数据仪表模块、系统限制模块、系统报警模块、系统实时模拟状态模块。系统自动监控模块8主界面选用多数据集中式数字显示，能同时显示设备运行状态中的主要实时数据，包括运行功率，gld漏电流值，中频电流，中频电压及中频频率参数。同时也为大型模拟仪表和数据曲线界面提供了一种快捷方式，点击数字显示盘后会自动切换到大屏模拟仪表盘显示对应参数。本实施例中，数据仪表盘通常以数字形式显示中频电源主要的运行实时功率，gld漏电流值，逆变电流，中频电压及中频频率等参数数据。为丰富用户界面的多样选择性，设计中应用了数字信号与图形信号的转换技术，用户可以点击触摸对应的数字仪表盘，可以自动切换到大屏幕模拟仪表盘或数据曲线动态界面，提供了一种多样化的，人性化的智能监控快捷系统。管理系统除了对运行数据进行实时监控，对设备运行或故障状态也进行动态文字使监控管理，报警和其他条件状态信息显示在仪表的下面。报警信息显示红色，限幅显示黄色，正常的操作信息显示白色或者灰色。本实施例中，系统自动监控模块8包括系统运行状态显示栏，应用字符及色码报警相兼容的技术，能动态的实时滚动输出中频电源运行的字符型信息或状态故障代码或报警信号指示，实现自动监控设备运行的输出信息。

自动熔炼模式选择模块7：熔化管理系统应用程序提供了各种控制模式可供用户设备操作，主要控制模式包括：千瓦时熔炼模式(千瓦数控制)、冷炉起动模式(预加热)、烧结模式(炉子炉衬准备)、千瓦时/吨熔炼模式(千瓦数以及重量控制)、功率调制模式(电炉铁水的调制)。所有控制模式必须在操作之前进行设定，否则本发明智能熔炼管理系统默认为通用型熔炼状态正常工作模式。用户进入控制模式设置界面，一旦设定了对应的某一种熔炼控制模式，系统将从模式菜单中自动激活该模式的设计软件系统，跳出对应的控制模式操作主界面，用户可以根据自行参数要求利用触摸屏键盘按钮直接进入模式下设定自动运行的各项参数数据。完整的设定菜单在正常模式下显示。一旦设定了控制模式，它就可以从模式菜单中激活。当控制模式处于激活状态时，将显示控制模式操作界面，并且可以使用设定按钮直接进入模式设定界面。其中，烧结控制模式自动跟踪操作人员规定的温度曲线，控制系统自动调节烧结功率输出大小，对炉衬耐火材料进行温控烧结；自动烧结模式能自动控制中频感应电源的功率等级和启动、停止信号开关条件，以跟踪预设的温度曲线；此曲线由铸造工厂或耐火材料厂商人员根据各自产线实际需求自主进行设定，设定界面用于输入和设定烧结值，形成烧结配置文件。

系统自动诊断模块9：所述智能熔炼管理系统板有内置的诊断，可用于观察和诊断设备状态。可以通过主界面上的诊断按钮将提供对诊断菜单的访问，主要功能模式包括：历史事件诊断、输入/输出信号诊断、数字通讯信号诊断及其它辅助诊断。本实施例中，系统自动诊断模块9的设计采用了嵌入式微处理器控制实时控制技术，mic+计算机板有内置的诊断程序，可用于观察和诊断设备实时状态。

用户辅助命令模块10：所述智能熔炼管理系统设置预留了用户信号采集命令菜单，通过命令界面菜单可以选取手动功率控制、电量清零以及关于界面和配置数据信息等功能模块。本实施例中，系统设定界面，设计采用了管理员用户和现场终端操作用户的双用户登陆管理权限的技术。管理员权限登录可以对本发明的智能化熔炼管理系统的源程序数据文件进行访问和修改。终端用户主要的设定界面主要是对管理系统的额定配置参数设定，触摸屏人机接口配置设定，熔炼管理模式设定。本实施例中，用户辅助命令模块10的设计中兼顾和考虑了终端第一现场操作者的实际应用状况，结合众多的成功案例需求，采用了手动功率控制命令，千瓦时状态命令，及系统配置命令一共三个基本模组，便于终端用户命令的操作应用。

本发明的智能化中频感应电炉熔炼管理系统，允许外部硬件usb选项功能，插入usb接口将自动征询是否导出设备运行的历史纪录，用户确认后系统将自动下载模拟仪表熔化数据保存到usb闪存驱动器中。按下“移除usb驱动器”，可以安全地从人机接口中移除usb。便于用户对中频感应电炉进行数据分析。

本发明的一种智能化中频感应电炉熔炼管理系统，还提供了multi-trak多供电设备功率自动分配辅助控制管理功能模块选项，对各自单套熔炼管理系统的功率基准进行设定，并且预设一个总功率控制基准，该智能熔炼电炉管理系统可以根据内部程序自动匹配各自对应的电炉的运行功率，并且能够监控用户现场总电量的范围，使其控制在变压器最大容量内。操作人员通过multi-trak多供电设备功率自动分配辅助控制管理功能模块输入0-5vdc或4-20ma的模拟量，就可通过智能化触控管理系统线性控制中频电源的多供电功率分配曲线。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。