调节器(电机式)使用操作说明(最新版)

3T电弧炉电极自动调节器用户使用说明7. 后记一．概述随着计算机技术、信息采集技术的日新月异，与之相关的自动控制技术日趋智能化、网络化、成熟化，它以自身的高可靠性、高精确度及高效率等特点为众多冶金企业所重视并加以采用，并发挥着巨大作用。

根据冶金行业的冶炼设备的发展，以最少的能耗来获取最大的效益，这是每一个厂家所希望的。

近年来，电炉的冶炼能力已经有了很大程度的提高，为了获得最大的经济效益，同时又必须保证电炉设备不超出负载能力范围，这就需要有高性能的控制设备作保证，其中最主要的控制设备就是电极升降自动调节装置（简称调节器）。

老式调节器均是采用分立元件构成的，由于元件的工作点不稳定，因此故障率高，维护的工作量大；可编程控制器（简称PLC）具有高抗干扰性、高可靠性、极低的故障率、维护简单、可方便设置以满足不同的冶炼工艺，非常适合用来作为调节器使用，本产品就是采用PLC作为控制装置专用于电机式电炉上的一种电极自动调节器。

该调节器具有电弧电流调节范围宽、调节灵敏度高、可靠性高、操作简单、维护工作量小、超调量小、可自动调节输入到炉内的电弧功率等特点，调节器由操作台，变频器柜等组成。

二．电弧炉PLC控制调节器简介2.1 调节器组成调节器是由主操作台与变频器柜构成。

主操作台是由可编程控制器（PLC）、低压电器元件、弧流信号变送器、弧压信号变送器，交流隔离变压器、过流继电器等器件组成（如图一所示）。

变频器柜是由富士FAN400V系列变频器、交流接触器、低压电器元件等组成。

该调节器主要适用于电弧炉电极自动调节使用。

它的特点是将可编程控制器作为中央控制装置，通过信号采集、模数转换等模块实现数据传送和电极控制。

调节器具有手动控制与自动控制两种方式，这样即增加了调节器灵活性又提高了调节器的可靠性。

信号采集组成：由三台电流互感器（视电炉的具体情况定）、三块电流信号变送器、三块电压信号变送器、若干继电器（视电炉的具体情况定）组成，主要功能是采集弧流、弧压与变压器等信号参数，并将信号参数传送到可编程控制器模块上。

模数转换组成：每相使用一个模数转换模块，主要功能是将采集到的信号转换为可编程控制器能识别的信息。

数模转换组成：可以是每相一个数模转换模块，也可以是模数转换模块和数模转换模块是一个模块，视具体的PLC型号定，它的主要功能是将可编程控制器发出的指令转换为控制设备所能识别的信息。

我公司调节器采用的主要元器件：可编程控制器 PLC： SIEMEN S7系列。

变频器：选用日本富士FAN400V系列变频器。

低压电器元件组成：包括控制按钮、信号灯、转换开关、低压断路器等元件，主要用来完成一些操作控制与信号指示。

2.3．调节器工作原理调节器的工作原理简述如下（如图二所示）：图二调节器工作原理电弧电流经电流互感器转换后，输出正比于电弧电流变化的0—5A的电流信号，电流信号再经电流变送器隔离转换后产生正比于电弧电流变化的0—5V的电压信号，输入到模拟量输入模块的1通道；从变压器的二次出线铜排上或铜管（简称短网）上把采集到的电弧电压信号送入电压变送器，电压信号经电压变送器隔离转换后，产生正比于电弧电压变化的0—5V的电压信号，输入到另一个模拟量输入模块的1通道；用电位器把代表电弧电流设定信号的0—5V的电压信号也接入到模拟量输入模块的4通道；模拟量输入模块先对上述三个模拟电压信号进行滤波处理，然后进行模拟量/数字量转换，并把转换后的数字量信号通过PLC的内部数据总线传送给CPU模块。

在CPU 模块内部的存储器上存储有编制好的应用程序，依靠应用程序对上述信号进行转换处理，比较判断处理，代数运算处理，PI运算处理，最后给出综合控制信号，在通过PLC的内部数据总线传送给模拟量输出模块，模拟量输出模块将数字信号转换为±10V范围内变化的电压信号传送到变频器，由变频器控制电极升降电机的转速和方向，再通过减速器来控制电极升降的速度和方向。

由于输入到变频器的电压信号在冶炼过程中不停地发生大小和方向的变化，因此变频器的频率大小和方向也在不停的变化，电机的速度，方向随之不停的变化，这样电极升降和速度也在不停的变化，从而达到自动调节电弧电流的目的三调节器的主要功能及技术参数3.1 调节器主要功能3.1.1 在操作台上可进行以下操作✧高压真空断路器的合、分闸操作。

✧电炉变压器二次侧电压的升、降压操作。

✧升、降电极自动/手动的选择操作。

✧手动三相电极总升、降操作。

✧手动各单相电极升、降操作。

✧电极自动升降操作.✧弧流设定操作✧非灵敏区调整操作✧备用变频器选择操作3.1.2在操作台上具有以下显示功能✧三块电流表分别显示每相电流的大小。

✧三块电压表分别显示每相电压的大小。

✧三块±10V直流电压表分别显示三台变频器输出频率的大小和方向。

特殊需要可加一块显示备用变频器频率大小和方向。

✧二块5V电压表，一块表示设定弧流值的大小，另一块表示非灵敏度大小。

✧220V交流电压表表示操作台所需交流电压大小（可选）。

✧高压合、分闸信号灯指示当前高压真空断路器的工作状态。

✧三个电极到顶指示灯，分别显示三个电极是否升到顶。

✧重瓦斯、轻瓦斯、油温高、信号灯分别指示变压器的故障并有报警喇叭响。

✧高压侧过流、高压侧欠压、低压侧过流指示灯分别指示过流，欠压故障，并有报警喇叭响。

✧油水冷却故障指示灯和变频器故障指示灯，当油水冷却系统和变频器有故障时指示灯亮并有报警喇叭响。

✧无载电动调压盒用来显示变压器当前的工作档位及升降调档。

✧变频电机堵转故障指示。

✧此外还有备用的指示灯和按钮。

3.2调节器的主要技术参数四调节器操作方法4.1.电弧电流和电极升降速度自动调节的具体过程分述如下：1)电弧电流自动调节过程：根据冶炼工艺的要求手动调节弧流电位器（顺时针旋为大，反之为小），当电流设定值大于电流实际值时，这两个信号通过模入模块送入CPU中，并在PLC内部产生一个电流的正差值信号，该差值信号通过模数模块转换或一个直流电压模拟信号，送入变频器频率控制端子，使变频器输出频率，驱动电机转动，使电极下降，增大弧流，直到弧流的实际值等于电位器电流的设定值为止此时这两个电流的差值为零，变频器的控制端电压为零，无频率输出电机停转，电极保持不动，反之电板上升。

2)电极升降速度自动调节过程：当发生短路现象时，弧流的实际值远大于弧流的设定值。

此时通过PLC送出的负差值信号最大，在这个信号的驱动下电极上升的速度将以程序中设定的最大自动上升速度提升电极，该上升速度的调整定要在5～6秒内快速消除短路现象为准。

电极在上升的过程中电弧电流逐步减慢，当弧流的实际值等于弧流的设定值时，此时PLC的输入输出均达到零值，电极停止上升，反之电极下降。

3)堵转保护实现：电极在上升或下降的过程中，若遇到障碍物或不导电炉料，则电机堵转。

直接反馈电机电流增大，此信号输入到PLC中，经过运算、比较，当超过闸值时，PLC输出方向信号置零，电极不动。

此时需向相反方向升降电极，排除故障后，、再运行。

4.2 开炉试运行：将电极升到顶，将转换开关旋到自动位置，把灵敏度转换开关调到熔化期位置上，开始进行点弧。

1)点弧自动调节过程，将选择开关放到自动位置，按下高压合闸按钮，高压合闸信号灯亮，三块弧压表应有电压指示，弧压信号灯应亮。

手动顺时针缓慢调整弧流电位器（顺时针为弧流增大，逆时针为弧流减小），观察三相电极的下降速度到一个合适速度，当三相电极同时接触到炉料时，三块弧流表分别有电流指示，三根电极自动提升，直到弧流实际值等于弧流设定值为止。

2)非灵敏度调整：电弧炉在开始熔化废钢时，由于废钢的不规则排列，在熔炼过程中造成电弧的不规则运动，弧流剧烈波动，在调节器的作用下，三根电极也频繁地上下串动，因而直接影响了输入到炉内的电功率。

为了减少这种现象对电炉熔化废钢的影响，应适当的调整非灵敏电位器，使之在一个合适的范围内。

在以后的熔化的各阶段，都要不断的调正，以满足冶炼工艺对调节器的要求。

五安装注意事项5.1 对控制室的要求：为使装置可靠运行和保持良好的操作环境，控制室应宽敞，通风良好,有条件可配置空气调节器；地面应为水泥或水磨石地坪；房间四周墙内应有金属屏蔽网；观察电弧炉视线角度良好。

5.2 电流信号线从电流互感器二次侧引出的六根连接线应采用RVVP-2.5mm2线缆或BVR -2.5mm2线缆并注意线缆之间不能相互交叉连接，因电流互感器不允许开路，故特别注意连接可靠。

5.3 电压信号线电压信号线可用截面不小于 1.5 mm2的导线引至本装置。

电压信号线应尽量靠近电极，以使所取信号接近实际电极弧压，注意连接的可靠性。

六储运要求本产品应储存下列场合：✧空气流通、干燥。

✧环境温度≤40℃，≥-10℃✧相对湿度<85%，无腐蚀性气体。

✧无剧烈震动与冲击。

本设备吊运时应注意不允许倒置、卧置和剧烈震动、撞击。

七后记我国冶金机械行业拥有上千台电炉，其10T以上电炉有数百台。

显而易见，应用PLC控制和变频调速进行节能增效的潜力很大。

不少企业对此进行了努力，亦取得了一定的经济效益。

但由于PLC采用的是循环扫描周期性的输入输出处理方式，对那些要求响应时间小于扫描周期的控制系统不能满足，同时由于炼钢设备的现场环境恶劣，而且PLC及外围线路位高科技产品，因此有些企业对其响应时间和可靠性有一定的顾虑，担心在使用维护中可能出现困难。

实践证明，采取一定的技术措施（如：为了及时得到变量的变化信息，缩短扫描周期，采用智能输入输出模块，它有独立的微处理器和存储器与CPU 单元分别进行处理）其模块完全可以在电弧炉冶炼现场环境中安全可靠的运行并取得令人满意的效果。

在维护方面，仅需对车间技术人员和操作人员进行一定的短期技术培训即可满足生产的需要。

因此，应用PLC控制变频调速技术及编程技巧，提高炼钢电弧炉的装备及自动化水平，满足炼钢电弧炉快速、高效、稳定、可靠的生产工艺要求，必将大大提高冶金企业的经济效益。

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