一種電磁攪拌系統成套控制系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種電磁攪拌系統成套控制系統，包括上位的工控機系統、下位的PLC系統和至少二套低頻電源系統，低頻電源系統連接電磁攪拌系統，由Profibus-DP構成主從式結構，PLC系統為網絡主站，低頻電源系統為網絡從站，上位的工控機系統與下位的PLC系統也采用Profibus-DP通訊，其中：工控機系統設置在遠程操作室內，其工控軟件操作系統以windowNT為系統平臺；PLC系統，包括內置的多點接口MPI和數據處理DP通訊口；每套低頻電源系統，分別連接安裝在結晶器的攪拌器M-電磁攪拌系統、安裝在二冷區的攪拌器S-電磁攪拌系統及安裝在凝固未端的攪拌器F-電磁攪拌系統，其中每套低頻電源系統的變頻變壓部份采用帶Profibus-DP通訊接口的控制專用交－直－交變頻變壓裝置VVVF，本實用新型專利技術具有高效、簡捷、快速、性能好、運行穩定等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電磁攪拌成套控制系統，特別指涉及連鑄鋼用的一種電磁攪拌系統成套控制系統。
技術介紹
隨著現代工業的發展，對鋼鐵材料的質量提出了更高的要求，為改善連鑄坯質量，電磁攪拌(EMS)技術已被廣泛應用，其工藝已由單一式的攪拌工藝發展成組合式攪拌工藝，其作用已由減輕中碳鋼和高碳鋼鑄坯的中心偏析，發展為進一步誘發等軸晶；對軸承鋼而言，為獲得良好的表面、皮下、凝固結構、中心疏松和中心偏析質量，須采用組合式三段電磁攪拌工藝，安裝在結晶器的攪拌器(M-EMS)用于消除過熱，促進等軸晶凝固；安裝在二冷區的攪拌器(S-EMS)用于改善晶粒尺寸；安裝在凝固未端的攪拌器(F-EMS)可減輕偏析的最終等級，阻止粘稠鋼液在等軸晶區域內移動，使鑄坯的中心偏析得以分散，中心疏松得以改盡口 ο為此EMS成套控制系統已經成為生產高質量冶金連鑄產品過程中的一種必不可少的工藝設備，目前國內外現已生產的EMS成套控制系統采用的方式主要是:一是將M-EMS, S-EMS, F-EMS的控制進行分立控制；二是在上位中央控制中采用操作盤面及儀表進行操作監控及顯示或是采用簡易的觸摸屏進行操作監控及顯示；三是在過程控制中采用大規則模擬電路、數字集成電路、中間繼電器構成的大規模邏輯控制電路等組成的IPL系統；四是每套低頻電原系統與中央控制顯示和過程檢測電路的電流、頻率的設定顯示檢測的信號都是通過分立的模擬量進行信號并行傳輸的。以上這些控制方式存在的主要問題是操作監控及顯示不方便，運行過程的數據不具備記憶和查詢功能，過程及邏輯系統巨大且復雜，信號線多，維護不便，更新功能差，系統智能化程度低，至使設備運行的穩定性和性能差。
技術實現思路
本技術的目的是針對
技術介紹
中存在的缺點和問題加以改進和創新，提供一種高效、簡捷、快速、性能好、運行穩定可靠的一種電磁攪拌系統成套控制系統。本技術的技術方案是構造一種包括上位的工控機系統、下位的PLC系統和至少二套低頻電源系統的一種電磁攪拌系統成套控制系統，其中:上述的工控機系統設置在遠程操作室內，其工控軟件操作系統以window NT為系統平臺，該平臺包括的軟件為Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel數據，實現工藝參數的輸入及控制參數的監控；上述的PLC系統，包括內置的多點接口 MPI和數據處理DP通訊口，其中多點接口MPI與其他具有RS485通訊口的設備構成多點接口 MPI網，通過PC — Adapter適配器與其它設備的RS232接口通訊，數據處理DP 口則直接連接Profibus-DP網；上述的每套低頻電源系統，分別連接安裝在結晶器的攪拌器M-電磁攪拌系統、安裝在二冷區的攪拌器S-電磁攪拌系統及安裝在凝固未端的攪拌器F-電磁攪拌系統，其中每套低頻電源系統的變頻變壓部份采用帶Profibus-DP通訊接口的控制EMS的專用交一直一交變頻變壓裝置VVVF，每套包括整流部分、濾波儲能部分、逆變部分、三相正弦波脈寬調制控制處理部分、Profibus-DP通訊部分及保護部分。本技術具有以下優點和有益效果:EMS成套裝置已經成為生產高質量冶金連鑄產品過程中的一種必不可少的工藝設備，而采用工控機(IPC)進行監控和集中、高速、抗干擾能力強的現場總線的N流M段連鑄用EMS成套控制系統是用量最大、性能優良、技術先進的一代產品。本技術吸收了當前國際上設計制造EMS控制系統的先進技術，利用了當前國際上電力電子技術和計算機控制技術的新成果；對于下位機采用PLC控制適合于該系統中的較為惡劣的現場控制場所，它優于下位機采用IPC控制，因為該類系統不同于數控機床之類系統，數控機床之類系統必須還在就地進行人機對話和監控，該類系統的人機對話和監控主要在中控室IPC上進行；該類EMS成套系統，我公司的產品已批量投入連鑄生產中，并取代了大部分的相應的進口設備，并投入運行幾年來，運行非常穩定可靠，其成套控制系統在生產運行期間達到了零故障程度，通過攪拌后的鑄坯進行取樣低倍試驗，鑄坯冶金效果很好，完全能滿足連鑄使用的要求，為他們帶來了可觀的經濟效益，用戶非常滿意；經過生產運行說明這一代EMS成套控制系統不僅性能好、技術先進、運行穩定可靠，而且具有較高的性能價格比。附圖說明圖1是本技術的系統結構圖。圖2是本技術的工控機系統的軟件控制圖。圖3是本技術的Profibus-DP現場總線和PLC的結構圖。圖4是本技術的低頻電源系統的電原理圖。圖5是圖4的變頻變壓裝置主回路不意圖。具體實施方式由圖1至圖3可知，本技術包括上位的工控機系統、下位的PLC系統和至少二套低頻電源系統，低頻電源系統連接電磁攪拌系統，由Profibus-DP構成主從式結構，PLC系統為網絡主站，低頻電源系統為網絡從站，上位的工控機系統與下位的PLC系統也采用Profibus-DP 通訊，其中:上述的工控機系統設置在遠程操作室內，其工控軟件操作系統以window NT為系統平臺，該平臺包括的軟件為Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel數據，實現工藝參數的輸入及控制參數的監控；上述的PLC系統，包括內置的多點接口 MPI和數據處理DP通訊口，其中多點接口MPI與其他具有RS485通訊口的設備構成多點接口 MPI網，通過PC — Adapter適配器與其它設備的RS232接口通訊，數據處理DP 口則直接連接Profibus-DP網；上述的每套低頻電源系統，分別連接安裝在結晶器的攪拌器M-電磁攪拌系統、安裝在二冷區的攪拌器S-電磁攪拌系統及安裝在凝固未端的攪拌器F-電磁攪拌系統，其中每套低頻電源系統的變頻變壓部份采用帶Profibus-DP通訊接口的控制專用交一直一交變頻變壓裝置VVVF，每套包括整流部分、濾波儲能部分、逆變部分、三相正弦波脈寬調制控制處理部分、Profibus-DP通訊部分及保護部分。所述的工控機系統包括中央工控機及用戶工控機，中央工控機通過Profibus-DP和監控軟件進行集中控制、狀態畫面顯示、歷史數據記錄，實現每套電磁攪拌系統、低頻電源系統的啟動、停止、復位、運行頻率、運行電流及運行模式等控制參數的設定；電磁攪拌系統的啟停狀態、運行模式、實際運行頻率、實際運行電流、報警信息、電流實際值曲線及線圈冷卻水流量大小等狀態參數的實時采集顯示；電磁攪拌系統運行期間歷史數據的記錄。所述的PLC系統連接工控機系統及低頻電源系統，通過位于遠程操作室的中央工控機的操作界面和位于就地操作室的低壓電氣室的控制柜面板發出的系統控制命令及設定的工藝參數，經過PLC系統的程序處理，通過網絡將控制命令和頻率、電流給定值傳給各套低頻電源系統，將各套低頻電源系統的啟停狀態、運行頻率、電流及報警信息，采集回來進行處理后送控制柜面板和中央工控機顯示，達到控制電磁攪拌系統的目的。所述的低頻電源系統上位端通過Profibus-DP與PLC系統連接,下位端連接電磁攪拌系統，是控制電磁攪拌系統運行的核心部件，其變頻變壓裝置VVVF的變頻主回路為交一直一交電壓型變頻變壓方式；其整流部分為二極管三相全橋整流；其變頻變壓控制為高載波的三相正弦波脈寬調制；其逆變部分為全控型IGBT功率本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電磁攪拌系統成套控制系統，其特征在于包括上位的工控機系統、下位的PLC系統和至少二套低頻電源系統，低頻電源系統連接電磁攪拌系統，由Profibus?DP構成主從式結構，PLC系統為網絡主站，低頻電源系統為網絡從站，上位的工控機系統與下位的PLC系統也采用Profibus?DP通訊，其中：所述的工控機系統設置在遠程操作室內，其工控軟件操作系統以window?NT為系統平臺，該平臺包括的軟件為Visual?Basic、Visual?Foxpro、Visual?C++及Excel數據，實現工藝參數的輸入及控制參數的監控；所述的PLC系統，包括內置的多點接口MPI和數據處理DP通訊口，其中多點接口MPI與其他具有RS485通訊口的設備構成多點接口MPI網，通過PC－Adapter適配器與其它設備的RS232接口通訊，數據處理DP口則直接連接Profibus?DP網；所述的每套低頻電源系統，分別連接安裝在結晶器的攪拌器M?電磁攪拌系統、安裝在二冷區的攪拌器S?電磁攪拌系統及安裝在凝固未端的攪拌器F?電磁攪拌系統，其中每套低頻電源系統的變頻變壓部份采用帶Profibus?DP通訊接口的控制專用交－直－交變頻變壓裝置VVVF，每套包括整流部分、濾波儲能部分、逆變部分、三相正弦波脈寬調制控制處理部分、Profibus?DP通訊部分及保護部分。...

【技術特征摘要】
1.一種電磁攪拌系統成套控制系統，其特征在于包括上位的工控機系統、下位的PLC系統和至少二套低頻電源系統，低頻電源系統連接電磁攪拌系統，由Profibus-DP構成主從式結構，PLC系統為網絡主站，低頻電源系統為網絡從站，上位的工控機系統與下位的PLC系統也采用Profibus-DP通訊，其中: 所述的工控機系統設置在遠程操作室內，其工控軟件操作系統以window NT為系統平臺，該平臺包括的軟件為Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel數據，實現工藝參數的輸入及控制參數的監控； 所述的PLC系統，包括內置的多點接口 MPI和數據處理DP通訊口，其中多點接口 MPI與其他具有RS485通訊口的設備構成多點接口 MPI網，通過PC — Adapter適配器與其它設備的RS232接口通訊，數據處理DP 口則直接連接Profibus-DP網； 所述的每套低頻電源系統，分別連接安裝在結晶器的攪拌器M-電磁攪拌系統、安裝在二冷區的攪拌器S-電磁攪拌系統及安裝在凝固未端的攪拌器F-電磁攪拌系統，其中每套低頻電源系統的變頻變壓部份采...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李玉梅，許志鵬，肖孟陽，
申請(專利權)人：岳陽神岡起重電磁鐵有限公司，
類型：新型
國別省市：湖南;43