电弧炉电极自动控制系统的实现
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光 电耦合器 Ｐ １ Ｃ 断开。当 Ｌ ３３的 ２ Ｍ９ 号引脚输出低电位时， 光 电耦合器 Ｐ ２ Ｃ 导通， Ｌ ３ ３ ２ 引脚输出高电位时，光电 当 Ｍ９ 的 号 耦合器 Ｐ ２断开。 Ｃ １ ２Ｐ Ｃ的输入输出实现 ． Ｌ 选用三菱 Ｆ ２ 一 ２Ｔ系列，预 留输入 点 ３ Ｘｎ ３ Ｍ 个，输 出点 ２
电
弧 炉
Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｏ ｕ ｏ ａ ｉ ｏ ｔ ｏ Ｓ ｓ ｅ ｏ ｒ ｕ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｅ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ Ａ ｔ ｍ ｔ Ｃ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｆ ｒ Ａ ｃ Ｆ ｒ ａ ｅ Ｅｌ ｃ ｒ ｄ
曹 国栋 崔洪新
Ｃ Ｇ ｄ ｇ Ｃｕｉ ｏｎ ｘｉ ａｏ ｕｏ ｏｎ Ｈ ｇ ｎ
相低于临界 电流。当 Ｐ ２的输出导通时， Ｌ Ｃ Ｐ Ｃ接受到信号 ｘ ， ２
表明 Ａ 相高于临界电流 （ 见表一） 。 ２ 电极 自动控制的软件实现 ２ ｉ软件结构 ．
２０ 时，光 电耦合器 Ｐ １ ５Ａ Ｃ 导通，当 Ａ 电流大于 ２０ 相 ９Ａ时光
电耦合器 Ｐ ２ Ｃ 导通 。－ ０ Ａ Ｃ电流转换为 Ｏ ＩＶ Ｃ的实现参 ０ ３ ０Ａ － ＯＤ 考 电压 ：５Ａ ８ ３ 、９ Ａ ９ ７ ， ２ ０ ／ ．Ｖ ２ ０／ ．Ｖ 利用二 级互 感器 ， 级互感 一 器选 用 ３ ０／ Ａ 二级互 感器选 用 Ｓ／ ０ ， ０ＡＳ， Ａ ２￣ 实现 ２ｍ ０ Ａ转化 为 ０ １ＶＣ － ０ Ｄ 。将 ２ ｍ － ０ Ａ的信号 串联电阻变成 电压信号， 然后桥
０ 引 言
式整流， 二次滤波实现 ０ １Ｖ的转变 。与参考 电压 比较后达 ＿Ｏ 到临界电压导通光 电耦合器，调整电位器 １Ｋ ＩＫ电阻配 Ｏ与 Ｏ 合， 参考值标定为 Ｖ＝ ．ＶＶ ＝ ．Ｖ 将前 面变送的信号送 比 Ｉ８３ ，２ ９７ ， 较器 ３ ３Ｍ 与参看电压 比较 。３３ Ｍ输出送光 电耦合器 。在 ９Ｌ， ９Ｌ 这里不采 用继 电器作为 Ｐ Ｃ的输入， Ｌ 因为继电器存在机械频
ｔ ｅ ｃ ｒｒ ｎｔ ｏｆ ａ ｆｕ ａｃ ｅｌ ｔｒ ｅ ａｎ ｃｏ ａ ｗｉ ｈ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｔｏ ｈ ｕ ｅ ｒｃ ｒｎ ｅ ｅｃ ｏｄ ｄ ｍｐ ｒｅ ｔ ｈ ｏ ａ ａ ｒ． Ｔ ｎ ｔ Ｐ ｗｉ ｃ ｎｔ ｌ ｔｈ ｈｅ ｈｅ ＬＣ ｌｌ ｏ ｒｏ ｅ
保证三相 电流 的平衡输入 ， 产品质量非常不稳定 。因此有必 要把电极 自 动控制系统 的实 现加 以推广 ， 提高生产效率 。本
文主要介绍在 电弧炉 电极控 制的具体实 现方法 ， 对于其它型
号 的电弧炉可 以根据 电流 的不 同选择不 同型号的交 流互 感 器转化为 ｏ５， －Ａ重新调整 电位器设定参考 电压 的数值， 可 就 以实现 电极的 自 控制。 动
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｇ ｈ ｈ ｔ ｃ ｕ ｌ ｒ ｏ ｅ ｌ ｚ ｔ ｅ ｎ ｕ ｏ ｔ ｅ Ｘ ２ Ｐ Ｃ ｙ ｅ ｓ ｒ ｄ ｎ ｔ ａ ｓ ｉ ｅ ｓｒ ｔ ａ ｏ ｔ ｏ ｌ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｅ ｈ ｉ ｐ ｔ ｆ ｈ Ｆ － ｎ Ｌ ｂ ｍ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｒ ｎ ｍ ｔ ｄ
摘
要 ： 电弧炉电极 电流进行测量变送， 对 然后与 比较器 比较 ， 控制光 电耦合器 实现 Ｆ＿ ｎ Ｌ ｘ ２ ＰＣ的隔离输入。通过 Ｐ Ｃ控制 Ｌ
中间继 电器 带动电机工作 ， 从而实现对 电极 的 自动控制。
关键词：交流 变送： 电耦合器；ｘ ２ Ｌ： 光 Ｆ一 ｎＰ Ｃ电极控制 中图分类号 ：Ｐ ７ Ｔ２３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ １ ４ ９一２ １ ）— ｌ １ ０ １ ７ — ７ ２ （０ ０Ｉ Ｏ ７ — ２
１ 电极 自动控制 的硬件实现 １ １电流 的交流变送的实现 ． 正常工作 时， 现对 Ａ ＂ ０ Ａ变送 ： Ａ相 电流小于 实 Ｃ０３０ － 当
个作为备用 。这里使用 比较器得到数据， 就不采用 ２Ｄ Ａ 而节 约了资源 。当 Ｐ１ Ｃ 的输 出导通时，Ｌ 接受到信号 ｘ， ＰＣ １表明 Ａ
当前， 冶炼技术发展迅速。 对于熔炼金属， 电弧炉 比其他 炼钢炉工艺灵 活性大 ， 能有效地除去硫 、 磷等杂质， 温容 易 炉
控制， 设备 占地面积小， 适于优质合金钢的熔炼 。 目前电弧炉 普遍采用电极 升降方 法对 熔炼过程进行恒流控制， 是我 国 但 大部分电弧炉冶炼过程仍 然完全依靠工人手工调节， 电极控 制不稳 、 劳动强度大 、 电量 大， 耗 并且 由于 工人的经验不 同， 冶炼的效果分散性很大 ， 使产 品质量降低 。在冶炼的不 同阶
段， 制效 果很难一致 ， 控 系统容wk.baidu.com易振荡 ， 增加 电极消耗 ， 不能
率的限制 。 当输入 信号 的电压值在参考电压上下波动时， 不能
有效的得到数据。光电耦合器采用Ｐ７８可以实现与前级的 Ｃ１，
隔离， 并且有效地得到数据。当 Ｌ３３ １ 引脚输 出低电位 Ｍ９ 的 号 时， 光电耦合器 Ｐ１ Ｃ 导通， Ｌ３３ Ｉ 当 Ｍ９ 的 号引脚输出高电位时，
ｅｌ ｔ ｄ ｔｏ ｏｖ ｔ ｏｕ ｔ ｅ ｅｌ ｃ ｎｎ ｔｅ ｗｉ ｈ ｈｅ ｅｃ ｒｏ ｅ ｍ ｅ ｈｒ ｇｈ ｈ ｒ ａｙ ｏ ｅｃ ｄ ｔ ｔ ｍｏ ｒ． ｔｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ａ ｔ ｒ ａ ｉ ｇ Ｃ ｒ ｅ ｔ Ｔ ａ ｓ ｕ ｅ ； Ｐ ｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｌ ｅ ｎ ｔ ｎ ｕ ｒ ｎ ｒ ｎ ｄ ｃ ｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ｌ ｒ；Ｐ － ｎ Ｐ Ｃ Ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ Ｃ ｎ ｒ ｌ Ｘ ２ Ｌ ； ｌ ｃ ｒ ｄ ｏ ｔ ｏ
电 极 自 动 控 制 系 统 的 实
现
（ 贵州大学机械工程学 院，贵州 贵 阳 ５００） ５０３
（ｃ ｏ ｌ ｏ ｅｈ ｎ ｃ ｌ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｕ ｚｏ ｎ ｖｒ ｉ ｙ ｕｚ ｏ ｕ ｙ ｎ ５０ ３ Ｓｈ ｏ ｆ Ｍ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ，Ｇ ｉ ｈ ｕＵ ｉ ｅ ｓ ｔ ，Ｇ ｉ ｈｕ Ｇ ｉａ ｇ ５ ０ ０ ）
电
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相低于临界 电流。当 Ｐ ２的输出导通时， Ｌ Ｃ Ｐ Ｃ接受到信号 ｘ ， ２
表明 Ａ 相高于临界电流 （ 见表一） 。 ２ 电极 自动控制的软件实现 ２ ｉ软件结构 ．
２０ 时，光 电耦合器 Ｐ １ ５Ａ Ｃ 导通，当 Ａ 电流大于 ２０ 相 ９Ａ时光
电耦合器 Ｐ ２ Ｃ 导通 。－ ０ Ａ Ｃ电流转换为 Ｏ ＩＶ Ｃ的实现参 ０ ３ ０Ａ － ＯＤ 考 电压 ：５Ａ ８ ３ 、９ Ａ ９ ７ ， ２ ０ ／ ．Ｖ ２ ０／ ．Ｖ 利用二 级互 感器 ， 级互感 一 器选 用 ３ ０／ Ａ 二级互 感器选 用 Ｓ／ ０ ， ０ＡＳ， Ａ ２￣ 实现 ２ｍ ０ Ａ转化 为 ０ １ＶＣ － ０ Ｄ 。将 ２ ｍ － ０ Ａ的信号 串联电阻变成 电压信号， 然后桥
０ 引 言
式整流， 二次滤波实现 ０ １Ｖ的转变 。与参考 电压 比较后达 ＿Ｏ 到临界电压导通光 电耦合器，调整电位器 １Ｋ ＩＫ电阻配 Ｏ与 Ｏ 合， 参考值标定为 Ｖ＝ ．ＶＶ ＝ ．Ｖ 将前 面变送的信号送 比 Ｉ８３ ，２ ９７ ， 较器 ３ ３Ｍ 与参看电压 比较 。３３ Ｍ输出送光 电耦合器 。在 ９Ｌ， ９Ｌ 这里不采 用继 电器作为 Ｐ Ｃ的输入， Ｌ 因为继电器存在机械频
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保证三相 电流 的平衡输入 ， 产品质量非常不稳定 。因此有必 要把电极 自 动控制系统 的实 现加 以推广 ， 提高生产效率 。本
文主要介绍在 电弧炉 电极控 制的具体实 现方法 ， 对于其它型
号 的电弧炉可 以根据 电流 的不 同选择不 同型号的交 流互 感 器转化为 ｏ５， －Ａ重新调整 电位器设定参考 电压 的数值， 可 就 以实现 电极的 自 控制。 动
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｇ ｈ ｈ ｔ ｃ ｕ ｌ ｒ ｏ ｅ ｌ ｚ ｔ ｅ ｎ ｕ ｏ ｔ ｅ Ｘ ２ Ｐ Ｃ ｙ ｅ ｓ ｒ ｄ ｎ ｔ ａ ｓ ｉ ｅ ｓｒ ｔ ａ ｏ ｔ ｏ ｌ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｅ ｈ ｉ ｐ ｔ ｆ ｈ Ｆ － ｎ Ｌ ｂ ｍ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｒ ｎ ｍ ｔ ｄ
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要 ： 电弧炉电极 电流进行测量变送， 对 然后与 比较器 比较 ， 控制光 电耦合器 实现 Ｆ＿ ｎ Ｌ ｘ ２ ＰＣ的隔离输入。通过 Ｐ Ｃ控制 Ｌ
中间继 电器 带动电机工作 ， 从而实现对 电极 的 自动控制。
关键词：交流 变送： 电耦合器；ｘ ２ Ｌ： 光 Ｆ一 ｎＰ Ｃ电极控制 中图分类号 ：Ｐ ７ Ｔ２３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ １ ４ ９一２ １ ）— ｌ １ ０ １ ７ — ７ ２ （０ ０Ｉ Ｏ ７ — ２
１ 电极 自动控制 的硬件实现 １ １电流 的交流变送的实现 ． 正常工作 时， 现对 Ａ ＂ ０ Ａ变送 ： Ａ相 电流小于 实 Ｃ０３０ － 当
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当前， 冶炼技术发展迅速。 对于熔炼金属， 电弧炉 比其他 炼钢炉工艺灵 活性大 ， 能有效地除去硫 、 磷等杂质， 温容 易 炉
控制， 设备 占地面积小， 适于优质合金钢的熔炼 。 目前电弧炉 普遍采用电极 升降方 法对 熔炼过程进行恒流控制， 是我 国 但 大部分电弧炉冶炼过程仍 然完全依靠工人手工调节， 电极控 制不稳 、 劳动强度大 、 电量 大， 耗 并且 由于 工人的经验不 同， 冶炼的效果分散性很大 ， 使产 品质量降低 。在冶炼的不 同阶
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有效的得到数据。光电耦合器采用Ｐ７８可以实现与前级的 Ｃ１，
隔离， 并且有效地得到数据。当 Ｌ３３ １ 引脚输 出低电位 Ｍ９ 的 号 时， 光电耦合器 Ｐ１ Ｃ 导通， Ｌ３３ Ｉ 当 Ｍ９ 的 号引脚输出高电位时，
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Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ａ ｔ ｒ ａ ｉ ｇ Ｃ ｒ ｅ ｔ Ｔ ａ ｓ ｕ ｅ ； Ｐ ｏ ｏ ｏ ｐ ｅ ｌ ｅ ｎ ｔ ｎ ｕ ｒ ｎ ｒ ｎ ｄ ｃ ｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ｌ ｒ；Ｐ － ｎ Ｐ Ｃ Ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ Ｃ ｎ ｒ ｌ Ｘ ２ Ｌ ； ｌ ｃ ｒ ｄ ｏ ｔ ｏ
电 极 自 动 控 制 系 统 的 实
现
（ 贵州大学机械工程学 院，贵州 贵 阳 ５００） ５０３
（ｃ ｏ ｌ ｏ ｅｈ ｎ ｃ ｌ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｕ ｚｏ ｎ ｖｒ ｉ ｙ ｕｚ ｏ ｕ ｙ ｎ ５０ ３ Ｓｈ ｏ ｆ Ｍ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ，Ｇ ｉ ｈ ｕＵ ｉ ｅ ｓ ｔ ，Ｇ ｉ ｈｕ Ｇ ｉａ ｇ ５ ０ ０ ）