專利名稱：電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控
制方法。適用于在電熔鎂生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)氧化鎂的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
電熔鎂砂是一種純度高，熔點(diǎn)高，結(jié)構(gòu)致密的堿性耐火材料，被廣泛地應(yīng)用于冶金 行業(yè)、玻璃工業(yè)、水泥工業(yè)、家電加熱器和高溫化學(xué)工業(yè)等諸多領(lǐng)域。電熔鎂砂的生產(chǎn)是以 菱鎂石或輕燒鎂(Mg0)為原料，經(jīng)過(guò)三相電弧爐熔煉而成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的 工業(yè)過(guò)程控制中以下缺點(diǎn)日益突出(l)操作者不能了解電熔鎂爐內(nèi)的生產(chǎn)狀況；(2)工藝 不能自動(dòng)尋找最優(yōu)的冶煉電流值；(3)歷史狀況不明；(4)不能跟蹤整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程；(5)設(shè) 備故障自診斷狀況欠佳；(6)手動(dòng)生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可對(duì)電熔鎂的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控
和調(diào)節(jié)的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法。 該控制方法用于解決如下問(wèn)題 (1)為電熔鎂生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
(2)為實(shí)現(xiàn)合理的供電制度研究提供依據(jù)；
(3)實(shí)現(xiàn)能耗、品位雙指標(biāo)為生產(chǎn)目標(biāo)的優(yōu)化；
(4)顯示實(shí)時(shí)熔煉過(guò)程曲線，記錄生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的 控制方法，包括如下步驟 步驟一根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)在上位機(jī)中輸入初始工藝參數(shù)，啟動(dòng)電熔鎂爐計(jì)算 機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；所述的初始工藝參數(shù)包括原料的粒度大小，熔煉時(shí)間的長(zhǎng)短，哪幾臺(tái)設(shè)備要生 產(chǎn)，電壓的大小以及熔煉電流的大小； 步驟二可編程控制器將來(lái)自電流互感器的電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)采 樣各按鈕量和控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)，并將采樣數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)；
步驟三上位機(jī)的組態(tài)軟件將下位機(jī)傳送的電流采樣數(shù)據(jù)、各按鈕量和控制電機(jī) 的輸出量數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此做出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中電流值的趨勢(shì)圖和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)工 藝流程畫面； 步驟四將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，確定熔煉過(guò)程中電流設(shè)定值的最佳值；并 將所述的電流設(shè)定值的最佳值通過(guò)網(wǎng)絡(luò)由上位機(jī)下載到下位機(jī)的可編程控制器中，實(shí)現(xiàn)生 產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能； 步驟五根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)對(duì)各電熔鎂爐的工作進(jìn)行故障診斷，并確認(rèn)故障點(diǎn)，啟 動(dòng)報(bào)警程序。
步驟四中所述的將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其具體處理過(guò)程如下
1)、首先判斷A、 B、 C三相電流的電流變化情況，如果其中任意兩項(xiàng)電流變化值大 于4000A，且小于5000A，則說(shuō)明需要排氣了，觸發(fā)排氣位，進(jìn)行排氣； 2)、若A、B、C三相電流的電流變化值小于IOOOA，則說(shuō)明處于正?？刂茽顩r；此時(shí)， 并不需要改變?nèi)蹮掚娏鞯脑O(shè)定值，只需根據(jù)A、 B、 C三相電流的電流值與設(shè)定值偏差的大小 來(lái)調(diào)節(jié)QO. 0 QO. 5輸出脈沖的寬度即可； 3)、若A、 B、 C三相電流的電流變化值大于5000A，且任意兩項(xiàng)電流變化值大于 5000A，則說(shuō)明正處于打料狀態(tài)，需要把熔煉電流的設(shè)定值改成5000A，并將電流值的控制死
區(qū)拉大。 步驟五中所述的故障診斷包括當(dāng)故障斷電時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的輸出鎖定，防止電極動(dòng) 作，引起危險(xiǎn)；當(dāng)亮流時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)電源和鎖定下位機(jī)自動(dòng)，使在亮流時(shí)電極不動(dòng)作，以防擊 穿爐殼，發(fā)生漏爐；對(duì)采集的模擬量進(jìn)行濾波，并限制上限；當(dāng)采集的電流值持續(xù)偏小時(shí)， 實(shí)施報(bào)警；提醒操作者是否數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊發(fā)生故障，避免由于數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊發(fā) 生故障，使電極持續(xù)反轉(zhuǎn)，引起電極的脫落和漏爐事件的發(fā)生。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法提高了氧化鎂生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng) 化程度和產(chǎn)品產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。 經(jīng)遼寧省節(jié)能中心現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明使用本發(fā)明的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的 控制方法后，電熔鎂爐監(jiān)控系統(tǒng)可以節(jié)電5%，提高產(chǎn)品高品位率2%，取得了良好的經(jīng)濟(jì) 和社會(huì)效益，具有極高的推廣價(jià)值。


圖1為本發(fā)明的控制方法的程序流程圖；
圖2為本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控界面圖；
圖3為本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)的參數(shù)監(jiān)控界面圖；
圖4為本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)的電路原理框圖；
圖5為本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明 如圖4所示，本發(fā)明的控制方法所采用的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括電機(jī)、接 觸器、繼電器、微處理器、數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊、通訊模塊、電流互感器、電流變送器和上位 機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，所述的電流變送器包括第一電流變送器、第二電流變送器和第三電流變送器； 所述的電機(jī)的輸出端與電熔鎂爐的三相電極相連接，電機(jī)的控制端與接觸器的輸出端相連 接，接觸器的輸入端與繼電器的輸出端相連接，繼電器的輸入端與微處理器的控制端口相 連接；所述的微處理器與數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊相連接，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)通訊模塊與微處 理器相連接；所述的電流互感器的輸入端與電熔鎂爐的三相電極相連接，電流互感器的輸 出端分別與第一電流變送器、第二電流變送器和第三電流變送器的輸入端相連接；第一電 流變送器、第二電流變送器和第三電流變送器的輸出端分別與數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊相連 接。
如圖5所示，所述的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的具體電路連接關(guān)系如下
電流互感器T1、T2、T3的輸入端分別與三相電極相連接，電流互感器Tl的輸出端 分別與第一電流變送器U4的第1引腳、第2引腳相連接，電流互感器T2的輸出端分別與第 二電流變送器U5的第1引腳、第2引腳相連接，電流互感器T3的輸出端分別與第三電流變 送器U6的第1引腳、第2引腳相連接。外部的0 10000A的三相電流分別通過(guò)電流互感 器Tl、 T2、 T3后變?yōu)? 5A的電流，O 5A的電流分別通過(guò)第一電流變送器U4、第二電流 變送器U5和第三電流變送器U6后變?yōu)? 20mA的電流。第一電流變送器U4的第5引腳 分別與數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊U2的RA端和A+端相連接，第一電流變送器U4的第6引腳與 數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊U2的A-端相連接；第二電流變送器U5的第5引腳分別與數(shù)據(jù)輸入/ 輸出模塊U2的RB端和B+端相連接，第二電流變送器U5的第6引腳與數(shù)據(jù)輸入/輸出模 塊U2的B-端相連接；第三電流變送器U6的第5引腳分別與數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊U2的RC 端和C+端相連接，第三電流變送器U6的第6引腳與數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊U2的C-端相連 接；數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊U2的M端分別與微處理器Ul的M端、1M端以及通訊模塊U3的M 端相連接，數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊U2的L+端分別與微處理器Ul的L+端和通訊模塊U3的L+ 端相連接；按鈕SB1和按鈕SB2作為外部輸入信號(hào)，分別與微處理器Ul的10. 0端和10. 4 端相連接；當(dāng)按鈕SB1按下時(shí)，自動(dòng)程序開(kāi)始運(yùn)行，當(dāng)按鈕SB2按下時(shí)，自動(dòng)排氣程序開(kāi)始運(yùn) 行。微處理器Ul的Q0. 0-Q0. 5端分別與繼電器Kl-K6的線圈的一端相連接，繼電器K1-K6 的線圈的另一端經(jīng)220V交流電電源與地相連接；繼電器K1-K6的觸點(diǎn)的一端與380V電源 相連接，繼電器K1-K6的觸點(diǎn)的另一端分別與接觸器JDQ1-JDQ6的第1引腳相連接浪觸器 JDQ1-JDQ6的L端分別與電源相連接，接觸器JDQ1-JDQ6的N端和第2引腳分別與地相連 接浪觸器JDQ1的第3、4、5引腳分別與第一三相電機(jī)M1的輸入端相連接，接觸器JDQ2的 第3引腳與接觸器JDQ1的第5引腳相連接，接觸器JDQ2的第4引腳與接觸器JDQ1的第4 引腳相連接，接觸器JDQ2的第5引腳與接觸器JDQ1的第3引腳相連接；接觸器JDQ3的第 3、4、5引腳分別與第二三相電機(jī)M2的輸入端相連接，接觸器JDQ4的第3引腳與接觸器JDQ3 的第5引腳相連接，接觸器JDQ4的第4引腳與接觸器JDQ3的第4引腳相連接，接觸器JDQ4 的第5引腳與接觸器JDQ3的第3引腳相連接浪觸器JDQ5的第3、4、5引腳分別與第三三 相電機(jī)M3的輸入端相連接，接觸器JDQ6的第3引腳與接觸器JDQ5的第5引腳相連接，接 觸器JDQ6的第4引腳與接觸器JDQ5的第4引腳相連接，接觸器JDQ6的第5引腳與接觸器 JDQ5的第3弓I腳相連接。 所述的接觸器JDQ1-JDQ6選用的型號(hào)為L(zhǎng)C1-D5011Q5C，所述的通訊模塊U3選用的 型號(hào)為EM277 ，所述的第一 電流變送器U4、第二電流變送器U5 、第三電流變送器U6選用的型 號(hào)為S3-AD-1-55A3B。 如圖1所示，一種電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟 步驟一根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)在上位機(jī)中輸入初始工藝參數(shù)，包括原料的粒度大
小，熔煉時(shí)間的長(zhǎng)短，哪幾臺(tái)設(shè)備要生產(chǎn)，電壓的大小以及熔煉電流的大??；然后，啟動(dòng)電熔
鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 步驟二 可編程控制器S7-200將來(lái)自電流互感器的電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換， 同時(shí)采樣各按鈕量，包括手動(dòng)按鈕量10. 0、自動(dòng)按鈕量10. 1，以及控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù) QO. 0 QO. 5，并將采樣數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊EM277，經(jīng)Prof ibus網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)。
步驟三上位機(jī)的Wincc6. 0組態(tài)軟件將下位機(jī)傳送的電流采樣數(shù)據(jù)、各按鈕量數(shù) 據(jù)10. 0， 10. 1以及控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)Q0. 0 Q0. 5寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此做出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際 生產(chǎn)中電流值的趨勢(shì)圖和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)工藝流程畫面。各按鈕量和控制電機(jī)動(dòng)作狀態(tài)等數(shù) 字量以相應(yīng)的顏色或動(dòng)作在圖上顯示。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中電流值的趨勢(shì)圖用于實(shí)現(xiàn)A、 B、 C三相電流電流值的實(shí)時(shí)顯示功 能，在該圖上可以讀出任意時(shí)刻A、 B、 C三相電流的電流值，并可以觀察電流值的趨勢(shì)，為下 一時(shí)刻電流值的設(shè)定提供參考。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)工藝流程畫面中，可以很清楚的看到生產(chǎn) 中各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)情況；比如畫面中電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)代表實(shí)際生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)， 電極的升降代表實(shí)際生產(chǎn)中電極的升降，熔池的高度代表實(shí)際爐內(nèi)熔池液位的高度。通過(guò) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)工藝流程畫面可以很直觀的觀察到生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以通過(guò)該畫面判斷 生產(chǎn)是否異常以及生產(chǎn)是否連續(xù)等。 同時(shí)將電流采樣數(shù)據(jù)、控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)以及冶煉電流運(yùn)行數(shù)據(jù)等通過(guò)報(bào)表 打印出來(lái)，為將來(lái)更好的研究生產(chǎn)狀況提供依據(jù)。 步驟四將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，確定熔煉過(guò)程中電流設(shè)定值的最佳值；并 將所述的電流設(shè)定值的最佳值通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)由上位機(jī)下載到下位機(jī)的可編程控制器 S7-200中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能。 所述的將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其具體處理過(guò)程如下 1)、首先判斷A、 B、 C三相電流的電流變化情況，如果其中任意兩項(xiàng)電流變化值大 于4000A，且小于5000A，則說(shuō)明需要排氣了，觸發(fā)排氣位，進(jìn)行排氣； 2)、若A、B、C三相電流的電流變化值小于IOOOA，則說(shuō)明處于正?？刂茽顩r；此時(shí)， 并不需要改變?nèi)蹮掚娏鞯脑O(shè)定值，只需根據(jù)A、 B、 C三相電流的電流值與設(shè)定值偏差的大小 來(lái)調(diào)節(jié)QO. 0 QO. 5輸出脈沖的寬度即可； 3)、若A、 B、 C三相電流的電流變化值大于5000A，且任意兩項(xiàng)電流變化值大于 5000A，則說(shuō)明正處于打料狀態(tài)，需要把熔煉電流的設(shè)定值改成5000A，并將電流值的控制死 區(qū)拉大，目的是在打料階段，使電極盡量少動(dòng)作。 步驟五根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)對(duì)各電熔鎂爐的工作進(jìn)行故障診斷，并確認(rèn)故障點(diǎn)，啟 動(dòng)報(bào)警程序；提醒工作人員，有故障發(fā)生，馬上采取措施處理。
采取的措施具體如下 1)、當(dāng)采集到的電流值中有大于生產(chǎn)允許的電流值時(shí)，觸發(fā)報(bào)警界面中的報(bào)警畫 面；同時(shí)報(bào)警信息通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)送到下位機(jī)中，觸發(fā)下位機(jī)的報(bào)警裝置，提醒工作人 員有異常發(fā)生，需要進(jìn)行干預(yù)； 2)、在生產(chǎn)中當(dāng)采集到的電流值有小于100A時(shí)，說(shuō)明下位機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換模塊發(fā)生 了異常，可能已經(jīng)損毀；此時(shí)，觸發(fā)報(bào)警，提醒現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)維護(hù)人員更換A/D轉(zhuǎn)換模塊，使系 統(tǒng)更好，更安全的運(yùn)行。 所述的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)多臺(tái)電熔鎂爐進(jìn)行監(jiān)控，可以對(duì)熔煉過(guò)程 進(jìn)行最優(yōu)，比如對(duì)采集的電流值進(jìn)行分析，得出爐內(nèi)的熔煉狀況；對(duì)不同工況設(shè)定不同的 熔煉電流。當(dāng)判斷爐內(nèi)的熔煉狀況處于異常狀況時(shí)，上位機(jī)通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)通訊模 塊EM277將信息傳送給PLC，由PLC調(diào)用異常處理程序；當(dāng)判斷爐內(nèi)的熔煉狀況處于正常狀 況時(shí)，由PLC調(diào)用正常的控制處理程序。同時(shí)，通過(guò)電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)量進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和顯示。比如將采集的A、 B、 C三相電流以曲線的形式顯示 出來(lái)；將實(shí)際生產(chǎn)中的按鈕通過(guò)上位機(jī)中虛擬的按鈕吸合；通過(guò)上位機(jī)中虛擬電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 來(lái)表示現(xiàn)場(chǎng)中各種設(shè)備相應(yīng)的動(dòng)作。操作者足不出戶就可以了解到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中各個(gè)生產(chǎn)環(huán) 節(jié)的具體狀況，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控。 所述的故障診斷包括當(dāng)故障斷電時(shí)，將6個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出鎖定，防止電極動(dòng)作，引 起危險(xiǎn)；當(dāng)亮流時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)電源和鎖定下位機(jī)自動(dòng)，使在亮流時(shí)電極不動(dòng)作，以防擊穿爐 殼，發(fā)生漏爐；對(duì)采集的電流值等模擬量進(jìn)行濾波，并限制上限，因?yàn)楫?dāng)電流過(guò)高時(shí)會(huì)引起 跳閘，影響電熔鎂爐的正常生產(chǎn)；當(dāng)采集的電流值持續(xù)偏小時(shí)，實(shí)施報(bào)警；提醒操作者是否 數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊EM235發(fā)生故障，避免由于EM235發(fā)生故障，使電極持續(xù)反轉(zhuǎn)，引起電 極的脫落和漏爐事件的發(fā)生。 電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由五臺(tái)S7-200控制站和一臺(tái)上位機(jī)組成，每臺(tái)控制站 對(duì)應(yīng)一 臺(tái)電熔鎂爐，其硬件設(shè)備安裝在現(xiàn)場(chǎng)的操作臺(tái)里，五臺(tái)文本顯示器TD-400安裝在操 作臺(tái)的操作面板上，上位機(jī)安裝在距離現(xiàn)場(chǎng)比較遠(yuǎn)的管理室里，上位機(jī)與控制站之間通過(guò) Profibus網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，而控制站與TD-400之間采用PPI通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
現(xiàn)場(chǎng)的A、 B、 C三相電流值，控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)QO.O Q0. 5，手動(dòng)按鈕量 10. 0、自動(dòng)按鈕量10. 1以及排氣量10. 4，經(jīng)可編程控制器處理后，經(jīng)通信模塊EM277，由 Profibus網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)，并存儲(chǔ)到上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理。A、 B、 C三相電流值在監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控畫面中實(shí)時(shí)顯示，在此畫面中能實(shí)時(shí)知道現(xiàn) 場(chǎng)電流的情況。同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)在后臺(tái)進(jìn)行處理，把處理結(jié)果通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)傳回下 位機(jī)，使下位機(jī)能更好的運(yùn)行。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況在監(jiān)控系統(tǒng)中的工藝流程畫面 中一一對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)此畫面可以實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況，更好的調(diào)度生產(chǎn)。在監(jiān)控 系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化界面可以自己設(shè)定各種運(yùn)行指標(biāo)，包括熔煉電流的大小、電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間、 排氣的時(shí)間長(zhǎng)短、排氣的次數(shù)等，這些參數(shù)由Profibus網(wǎng)絡(luò)下載到可編程控制器PLC中，使 下位機(jī)控制系統(tǒng)更優(yōu)更穩(wěn)定的控制電熔鎂爐。 電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)機(jī)之后，將五臺(tái)電熔鎂爐的熔煉電流、電壓以及電機(jī) 的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間等情況通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)由EM277分別傳送到下位機(jī)可編程控制器PLC中，由 于每個(gè)EM277在網(wǎng)絡(luò)中都有一個(gè)唯一的地址，上位機(jī)通過(guò)EM277的不同地址來(lái)調(diào)用和下載 數(shù)據(jù)到相應(yīng)的可編程控制器中，完成五臺(tái)電熔鎂爐的監(jiān)控功能。將下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)存入 上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而建立上位機(jī)的編程監(jiān)控資源，將控制對(duì)象依據(jù)適當(dāng)?shù)谋壤谱鲗?duì) 應(yīng)的圖標(biāo)，依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，調(diào)用Wincc6.0中各功能塊，以圖標(biāo)的形式模擬仿真對(duì)象 的各種動(dòng)作及狀態(tài)。操作者只需要觀察顯示屏就知道電熔鎂爐內(nèi)、外的各個(gè)器件的工作狀 況，便于操作與維護(hù)。 大家都知道電熔鎂在生產(chǎn)過(guò)程中由于A、 B、 C三相的阻抗是非線性變化的，不同的 熔煉電流對(duì)產(chǎn)品的影響巨大，當(dāng)運(yùn)行在最優(yōu)電流時(shí)，產(chǎn)品中的高品位產(chǎn)品的產(chǎn)量就高，反之 就差。如何找到最優(yōu)的熔煉電流，成為電熔鎂爐熔煉過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)。因?yàn)槲覀冎懒俗?優(yōu)熔煉電流一方面可以更合理的安排電量，使生產(chǎn)中電量運(yùn)用最優(yōu)，因?yàn)樯a(chǎn)中電量是一 定的，如果超了電量后，會(huì)有巨大的經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，我們知道熔煉的電流就知道怎樣 安排電動(dòng)機(jī)的輸出，在熔煉過(guò)程中如果電動(dòng)機(jī)動(dòng)作太頻繁會(huì)影響氧化鎂的結(jié)晶，影響品位； 同時(shí)也會(huì)造成資源的不必要浪費(fèi)，使產(chǎn)品成本過(guò)高，失去產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
在編寫的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件中，上位機(jī)通過(guò)對(duì)采集的電流等量進(jìn)行處 理，然后把處理的結(jié)果不停的返回給下位機(jī)，使系統(tǒng)始終處于最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，這樣可以縮 短熔煉的時(shí)間和提高產(chǎn)量。 在軟件監(jiān)控方面，本發(fā)明可以在屏幕上時(shí)刻顯示電熔鎂爐熔煉過(guò)程中各個(gè)時(shí)刻爐 內(nèi)的狀況，是正?？刂疲€是處于排氣階段，還是打料過(guò)程；同時(shí)也監(jiān)控了各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 況，比如控制電熔鎂爐的電極的升降情況，手/自動(dòng)情況，原料的運(yùn)送情況等功能，使操控 者不必進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控。 在安全方面，本發(fā)明通過(guò)軟件也做了大量的保護(hù)1.當(dāng)故障斷電時(shí)，將6個(gè)電動(dòng) 機(jī)的輸出鎖定，防止電極動(dòng)作，引起危險(xiǎn)；2.當(dāng)亮流時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)電源和鎖定下位機(jī)自動(dòng)， 使在亮流時(shí)電極不動(dòng)作，以防擊穿爐殼，發(fā)生漏爐；3.對(duì)采集的電流值等模擬量進(jìn)行濾波， 并限制上限，因?yàn)楫?dāng)電流過(guò)高時(shí)會(huì)引起跳閘，影響電熔鎂爐的正常生產(chǎn)；4.當(dāng)采集的電流 值持續(xù)偏小時(shí)，實(shí)施報(bào)警；提醒操作者是否數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊EM235發(fā)生故障，避免由于 EM235發(fā)生故障，使電極持續(xù)反轉(zhuǎn)，引起電極的脫落和漏爐事件的發(fā)生。
本發(fā)明的上位機(jī)操作系統(tǒng)采用windows 2000，其具有網(wǎng)絡(luò)接入功能，只要接入網(wǎng) 絡(luò)，就能遠(yuǎn)程監(jiān)控電熔鎂爐的生產(chǎn)過(guò)程，了解歷史和當(dāng)前電熔鎂爐的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，便于對(duì)電熔 鎂爐的生產(chǎn)進(jìn)行管理，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
權(quán)利要求
一種電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)在上位機(jī)中輸入初始工藝參數(shù)，啟動(dòng)電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，所述的初始工藝參數(shù)包括原料的粒度大小，熔煉時(shí)間的長(zhǎng)短，哪幾臺(tái)設(shè)備要生產(chǎn)，電壓的大小以及熔煉電流的大??；步驟二可編程控制器將來(lái)自電流互感器的電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)采樣各按鈕量和控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)，并將采樣數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)；步驟三上位機(jī)的組態(tài)軟件將下位機(jī)傳送的電流采樣數(shù)據(jù)、各按鈕量和控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此做出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中電流值的趨勢(shì)圖和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)工藝流程畫面；步驟四將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，確定熔煉過(guò)程中電流設(shè)定值的最佳值；并將所述的電流設(shè)定值的最佳值通過(guò)網(wǎng)絡(luò)由上位機(jī)下載到下位機(jī)的可編程控制器中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能；步驟五根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)對(duì)各電熔鎂爐的工作進(jìn)行故障診斷，并確認(rèn)故障點(diǎn)，啟動(dòng)報(bào)警程序。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于步驟 四中所述的將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其具體處理過(guò)程如下1) 、首先判斷A、B、 C三相電流的電流變化情況，如果其中任意兩項(xiàng)電流變化值大于 4000A，且小于5000A，則說(shuō)明需要排氣了，觸發(fā)排氣位，進(jìn)行排氣；2) 、若A、B、C三相電流的電流變化值小于IOOOA，則說(shuō)明處于正?？刂茽顩r；此時(shí)，并不 需要改變?nèi)蹮掚娏鞯脑O(shè)定值，只需根據(jù)A、 B、 C三相電流的電流值與設(shè)定值偏差的大小來(lái)調(diào) 節(jié)QO. 0 QO. 5輸出脈沖的寬度即可；3) 、若A、B、C三相電流的電流變化值大于5000A，且任意兩項(xiàng)電流變化值大于5000A，則 說(shuō)明正處于打料狀態(tài)，需要把熔煉電流的設(shè)定值改成5000A，并將電流值的控制死區(qū)拉大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于步驟 五中所述的故障診斷包括當(dāng)故障斷電時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的輸出鎖定，防止電極動(dòng)作，引起危險(xiǎn)； 當(dāng)亮流時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)電源和鎖定下位機(jī)自動(dòng)，使在亮流時(shí)電極不動(dòng)作，以防擊穿爐殼，發(fā)生 漏爐；對(duì)采集的模擬量進(jìn)行濾波，并限制上限；當(dāng)采集的電流值持續(xù)偏小時(shí)，實(shí)施報(bào)警；提 醒操作者是否數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊發(fā)生故障，避免由于數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊發(fā)生故障，使電 極持續(xù)反轉(zhuǎn)，引起電極的脫落和漏爐事件的發(fā)生。
全文摘要
電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，屬于計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種可對(duì)電熔鎂的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)的電熔鎂爐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明包括如下步驟在上位機(jī)中輸入初始工藝參數(shù)，啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)；可編程控制器將來(lái)自電流互感器的電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)采樣各按鈕量和控制電機(jī)的輸出量數(shù)據(jù)，并將采樣數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)；上位機(jī)的組態(tài)軟件將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此做出電流值的趨勢(shì)圖和生產(chǎn)工藝流程畫面；將電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，確定電流設(shè)定值的最佳值；并將該最佳值下載到下位機(jī)的可編程控制器中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制功能；根據(jù)電流采樣數(shù)據(jù)對(duì)各電熔鎂爐的工作進(jìn)行故障診斷，并確認(rèn)故障點(diǎn)，啟動(dòng)報(bào)警程序。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101776876SQ200910248879
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者吳永建, 宋志泉, 岳恒, 張莉, 柴天佑 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東大自動(dòng)化有限公司