真空自耗電弧爐電極控制系統(tǒng)研究.pdf

1、真空自耗電弧爐也稱真空電弧重熔爐，是生產高質量合金例如 IN718合金的關鍵設備。在高真空的環(huán)境中，鋼錠在電弧的作用下重熔，獲得的結晶均勻致密，有害氣體成分大幅減少，金屬機械性能大大提高。目前我國是世界上最大的合金生產與消費國之一，但生產所需的真空自耗電弧爐仍主要依賴進口，自主研制真空自耗電弧爐及配套的控制系統(tǒng)無疑具有重要的應用價值。
　　本文在與寶雞稀有裝備研制所合作項目-撫順特殊鋼廠2噸真空自耗爐自動控制系統(tǒng)設計和調試的基礎上

2、，對實踐工作進行了總結與提高，在前人的研究的基礎上，結合現(xiàn)場實際情況，做了以下工作：
　　以真空自耗電弧爐為具體研究對象，通過目前國內外相關領域的了解和學習，總結出控制技術在真空電弧爐中應用研究的現(xiàn)狀；詳細描述了電弧爐主要設備以及焊接、起弧、熔煉、熱封頂工藝原理以及在此過程中相關參數對系統(tǒng)的影響情況；分析了熔煉電弧的特性，結合國外研究成果和現(xiàn)場數據得出了電弧弧長和弧電壓、弧電流之間的關系，并逐步分析了控制系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的特性，最終形

3、成了控制系統(tǒng)的數學模型，并通過 MATLAB中的SIMULINK工具進行了系統(tǒng)的仿真。
　　針對被控對象的特點，分析多種控制算法，先通過SIMULINK進行來的算法仿真，并最終選用增益補償 PID控制算法，在此基礎上，詳細分析了數據采集中的數據處理、弧壓控制、熔速率的計算和控制，并通過PLC編制了相關的程序使之工程化。
　　根據真空自耗電弧爐控制系統(tǒng)的設計需求分析，選用西門子公司 S7400 PLC；根據相關機械和電氣設計得