LabVIEW控制SARCON电弧炉电极LabVIEW控制SARCON电弧炉电极
目前,在钢铁制造过程中使用电弧炉会产生占据总开发成本12%到18%的电能成本。仅次于原始材料,电能是第二大成本。从流程工程角度来看,降低这两个成本是钢铁行业的重中之重。
在Sarralle,我们旨在为炼钢工人提供比目前市场上现有更好的工具。我们基于在*频率下采集到的电学参数,开发了电极控制系统,比现有仪器更精确地控制这些电极运动。借助该系统,用户可以根据现有条件对功率输入进行优化。
新的系统降低了“启动”耗电,减少了电极、能量和折射消耗,并且提高了生产率。
硬件
为了完成开发,我们搜索了市场上zui快并且能够满足钢铁工厂稳定性标准的实时数据采集硬件。
我们选择使用CompactRIO平台以及十分稳定并且提供了工业I/O板卡的FPGA技术。我们还选择使用NI LabVIEW软件作为实时控制器和FPGA的编程环境。对于可视化,数据采集系统通过以太网与500 GB工业PC机相连,可以将50000多个铸件存储在 DIAdem 软件管理的数据库中。
数据采集
在完成设置后,对于每个电极电网循环(20 mseg),系统可以进行100次电流和张力采样,让我们可以绘制炉子产生波形的完整曲线。CompactRIO系统的FPGA使实现这个采样频率成为可能。这样,我们可以研究所有波形成分和例如噪声、共振、谐波等失真。实时控制器完成多种分析,并且执行通信、文件写入和修改。
每相位RMS张力 | VRMS | ![]() |
每相位RMS电流 | IRMS | ![]() |
每相位有功功率 | Pi | ![]() |
每相位无功功率 | Qi |
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每相位视在功率 | Si
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总有功功率 | PT | ![]() |
总无功功率 | QT | ![]() |
总视在功率 | ST | ![]() |
功率因子 | P.F. | ![]() |
电弧有功功率 | Pa | ![]() |
电弧张力 | Va | ![]() |
电弧电阻 | Ra | ![]() |
稳定(度)因子 | St | ![]() |
辐射指数 | Ri | ![]() |
图1. SARCON能够完成多种计算
可视化与过程控制
我们接着讨论在开发人机界面(HMI)系统时的经历,我们已经将SARCON集成到机器可视化中。为此,我们使用图形化用户接口实现了CompactRIO和基于PC的设备之间的低层通信,使用户能够控制和监视整个过程。通信还允许在监督控制和数据采集(SCADA)架构中共享数据。
动态PID
使用动态比例积分微分(PID)控制,我们可以实现以下功能:
- 分析送到伺服阀门的数值,它是根据指令获得的实际值。动态PID控制调整输出值以避免在发送信号和电极运动之间的失真,从而减少振动并能够提高电弧的稳定性
- 根据指令的变化来调节常数K的不同数值
- 调节液压工作曲线的比例积分常数
可调节液压信号的频率
系统并不只是为Sarralle设计并建造的坚固设备而设计的,它还适用于那些并不很坚固且在相对快速运动时受到振动和共振影响的设计。借助SARCON,用户可以调节伺服阀门的电信号输出间隔,以避免产生消极共振。用户还可以设置伺服阀门信号出口时间的参数,它适用于任何类型的伺服阀门和反应时间,能够将摇杆内的振动降至zui小,从而减少电极断裂。
新系统的改进与优点
我们开发了具有更高数据采集速度的系统,为控制系统提供了采集更好信息的功能。我们的系统还允许向液压发送指令,对现有机械和液压设计的功率输入进行优化。
在设计中,我们提出了一个基于商业硬件的坚固的系统,由于没有使用来自其他系统的电极,无需强制用户储存大量电子元件,因此使得客户的维护过程更加容易。此外,系统还拥有能够存储历史数据的大型数据库。
作者信息:
我们开业语言以LabVIEW为主,在硬件选型方面也积累了丰富的经验,同时我们也具备独立的硬件开发及机械设计与加工能力,可以制作、加工非标设备,满足个性化的需求。"术业有专攻",每个人都有自己zui擅长的领域。把这些工作交给我们,使您有精力做科研,这应该是一个双赢的局面。
服务领域涵盖:
LabVIEW 编程 开发
LabVIEW作为图形化编程语言,近几年发展迅速,它具备开发快、可靠性高等特点,非常适合测控领域的应用。在该领域我们已经有十年的开发经验,合作用户涉及科研、国防、外企、大中小型各类企业。服务领域遍布自动测控系统众多领域,包括航空航天、汽车产品测试、工业自动化、故障诊断、图像处理等。
非标设备研制
在系统开发过程中,购买不到的配件、电路板等产品,我们也可以进行研制开发,为您提供一站式的服务。
系统集成
为自动化测试提供完整的解决方案。我们从设备选择、采购、安装、调试、控制、到配套产品的研制,涵盖您科研生产的全过程。让您全身心的投入到核心工作中来,减轻您的工作压力,提升工作效率。
产品合作开发
如果您那有具有市场潜力的好产品、好创意,我们也愿意与您一起合作开发。在这方面我们也具备了一定的基础,例如工业*/呼吸模拟器/人工肺,劳保测试产品"防尘测试仪"已经成功推向了市场。成熟的技术+有潜力的市场,一直是我们追求的目标。如果您有好的创意,或者现有的产品需要升级推广,也欢迎与我们。
王