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表1 FC3功能表
IN0 实际弧流I实
IN1 实际弧压U实
IN2 计算过的给定值(外部)
IN3 内部设定值
IN5 内部设定值
IN4 内部设定值
I07 内部设定值
I08 内部设定值
OUT 输出
2.3 电极升降系统PI工作原理
根据冶炼工艺要求来设定弧流I0(要求实现的电流值)、弧压UO(变压器五档调压),电炉引弧期间,电极升降频繁,怎样使它既不断弧又要在最佳工作状态,我们引入了比例积分调整环节。
比例部分
I实- IO/UO×U实×1.732=±I07
I07×IN3=KP
式中,I实一实际电弧电流值;I O一设定电弧电流值;UO一变压器五档位选定电弧电压值;U实一实际电弧电压值;I07一运算过的电流值;IN3一可调整的比例倍数;KP-比例系数(存放在功能块DBl.DBDl2处)。
积分部分
IN4/IN5×DB1.DBD4=DBl.DBD8
(DBl.DBS×I07)+I08=DBl.DBD20
式中,IN4(DB6.DBD48)、IN5(DB6.DBD4)、 DBl.DBD4一可调整的积分时间常数:DBl.DBD8一积分时间常数;DBl.DBD20--积分
累加系数。
综上所述,功能块输出OUT可表示为
OUT=DB1.DBD12+DB1.DBD20
式中,DBl.DBDl2一比例系数:DBl.DBD20一积分累加系数。
当I07差值为正时证明实际弧流大弧压低电极上升;为负时证明弧流小弧压高电极下降。电极上升下降反应速度由PI调节常数设定,比例、积分常数可根据不同情况进行调整.在调试中修正。此外还有死区控制(又称冶炼稳定区),输出值一旦进入此区,系统自检定为稳弧区(电极波动≈0),也就是给定值、弧流、弧压三个量关系的平衡,以保证弧流的稳定。为防止断弧还要有上升下降速度限幅,一般使上升、下降限幅值设为0.5:1即上升速度为下降速度的50%,此值可根据实际情况进行调整。调整时要适当改变比例、积分时间常数及上升下降速度限幅值,以保证电炉顺利引弧并使冶炼电流平稳。
本系统电极控制为液压式.通过控制阀将电信号变换成液压信号,用液压缸直接移动电极架的方式,由于消除了旋转部分的惯性,所以起动特性良好。从输入信号给出以后,到电极达到最高速度的时间为40~80ms左右。
3 结语
此系统经调试后现已正常运行。系统运行稳定,起弧快,冶炼平稳。与传统的模拟系统相比,具有控制精度高、可靠性强、故障率低、便于维护等优点。使得电炉冶炼质量和自动化程度都较过去发生了质的飞跃。
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