一种电磁搅拌系统成套控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电磁搅拌系统成套控制系统，包括上位的工控机系统、下位的PLC系统和至少二套低频电源系统，低频电源系统连接电磁搅拌系统，由Profibus-DP构成主从式结构，PLC系统为网络主站，低频电源系统为网络从站，上位的工控机系统与下位的PLC系统也采用Profibus-DP通讯，其中：工控机系统设置在远程操作室内，其工控软件操作系统以windowNT为系统平台；PLC系统，包括内置的多点接口MPI和数据处理DP通讯口；每套低频电源系统，分别连接安装在结晶器的搅拌器M-电磁搅拌系统、安装在二冷区的搅拌器S-电磁搅拌系统及安装在凝固未端的搅拌器F-电磁搅拌系统，其中每套低频电源系统的变频变压部份采用带Profibus-DP通讯接口的控制专用交－直－交变频变压装置VVVF，本实用新型专利技术具有高效、简捷、快速、性能好、运行稳定等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁搅拌成套控制系统，特别指涉及连铸钢用的一种电磁搅拌系统成套控制系统。
技术介绍
随着现代工业的发展，对钢铁材料的质量提出了更高的要求，为改善连铸坯质量，电磁搅拌(EMS)技术已被广泛应用，其工艺已由单一式的搅拌工艺发展成组合式搅拌工艺，其作用已由减轻中碳钢和高碳钢铸坯的中心偏析，发展为进一步诱发等轴晶；对轴承钢而言，为获得良好的表面、皮下、凝固结构、中心疏松和中心偏析质量，须采用组合式三段电磁搅拌工艺，安装在结晶器的搅拌器(M-EMS)用于消除过热，促进等轴晶凝固；安装在二冷区的搅拌器(S-EMS)用于改善晶粒尺寸；安装在凝固未端的搅拌器(F-EMS)可减轻偏析的最终等级，阻止粘稠钢液在等轴晶区域内移动，使铸坯的中心偏析得以分散，中心疏松得以改盡口 ο为此EMS成套控制系统已经成为生产高质量冶金连铸产品过程中的一种必不可少的工艺设备，目前国内外现已生产的EMS成套控制系统采用的方式主要是:一是将M-EMS, S-EMS, F-EMS的控制进行分立控制；二是在上位中央控制中采用操作盘面及仪表进行操作监控及显示或是采用简易的触摸屏进行操作监控及显示；三是在过程控制中采用大规则模拟电路、数字集成电路、中间继电器构成的大规模逻辑控制电路等组成的IPL系统；四是每套低频电原系统与中央控制显示和过程检测电路的电流、频率的设定显示检测的信号都是通过分立的模拟量进行信号并行传输的。以上这些控制方式存在的主要问题是操作监控及显示不方便，运行过程的数据不具备记忆和查询功能，过程及逻辑系统巨大且复杂，信号线多，维护不便，更新功能差，系统智能化程度低，至使设备运行的稳定性和性能差。
技术实现思路
本技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种高效、简捷、快速、性能好、运行稳定可靠的一种电磁搅拌系统成套控制系统。本技术的技术方案是构造一种包括上位的工控机系统、下位的PLC系统和至少二套低频电源系统的一种电磁搅拌系统成套控制系统，其中:上述的工控机系统设置在远程操作室内，其工控软件操作系统以window NT为系统平台，该平台包括的软件为Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel数据，实现工艺参数的输入及控制参数的监控；上述的PLC系统，包括内置的多点接口 MPI和数据处理DP通讯口，其中多点接口MPI与其他具有RS485通讯口的设备构成多点接口 MPI网，通过PC — Adapter适配器与其它设备的RS232接口通讯，数据处理DP 口则直接连接Profibus-DP网；上述的每套低频电源系统，分别连接安装在结晶器的搅拌器M-电磁搅拌系统、安装在二冷区的搅拌器S-电磁搅拌系统及安装在凝固未端的搅拌器F-电磁搅拌系统，其中每套低频电源系统的变频变压部份采用带Profibus-DP通讯接口的控制EMS的专用交一直一交变频变压装置VVVF，每套包括整流部分、滤波储能部分、逆变部分、三相正弦波脉宽调制控制处理部分、Profibus-DP通讯部分及保护部分。本技术具有以下优点和有益效果:EMS成套装置已经成为生产高质量冶金连铸产品过程中的一种必不可少的工艺设备，而采用工控机(IPC)进行监控和集中、高速、抗干扰能力强的现场总线的N流M段连铸用EMS成套控制系统是用量最大、性能优良、技术先进的一代产品。本技术吸收了当前国际上设计制造EMS控制系统的先进技术，利用了当前国际上电力电子技术和计算机控制技术的新成果；对于下位机采用PLC控制适合于该系统中的较为恶劣的现场控制场所，它优于下位机采用IPC控制，因为该类系统不同于数控机床之类系统，数控机床之类系统必须还在就地进行人机对话和监控，该类系统的人机对话和监控主要在中控室IPC上进行；该类EMS成套系统，我公司的产品已批量投入连铸生产中，并取代了大部分的相应的进口设备，并投入运行几年来，运行非常稳定可靠，其成套控制系统在生产运行期间达到了零故障程度，通过搅拌后的铸坯进行取样低倍试验，铸坯冶金效果很好，完全能满足连铸使用的要求，为他们带来了可观的经济效益，用户非常满意；经过生产运行说明这一代EMS成套控制系统不仅性能好、技术先进、运行稳定可靠，而且具有较高的性能价格比。附图说明图1是本技术的系统结构图。图2是本技术的工控机系统的软件控制图。图3是本技术的Profibus-DP现场总线和PLC的结构图。图4是本技术的低频电源系统的电原理图。图5是图4的变频变压装置主回路不意图。具体实施方式由图1至图3可知，本技术包括上位的工控机系统、下位的PLC系统和至少二套低频电源系统，低频电源系统连接电磁搅拌系统，由Profibus-DP构成主从式结构，PLC系统为网络主站，低频电源系统为网络从站，上位的工控机系统与下位的PLC系统也采用Profibus-DP 通讯，其中:上述的工控机系统设置在远程操作室内，其工控软件操作系统以window NT为系统平台，该平台包括的软件为Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel数据，实现工艺参数的输入及控制参数的监控；上述的PLC系统，包括内置的多点接口 MPI和数据处理DP通讯口，其中多点接口MPI与其他具有RS485通讯口的设备构成多点接口 MPI网，通过PC — Adapter适配器与其它设备的RS232接口通讯，数据处理DP 口则直接连接Profibus-DP网；上述的每套低频电源系统，分别连接安装在结晶器的搅拌器M-电磁搅拌系统、安装在二冷区的搅拌器S-电磁搅拌系统及安装在凝固未端的搅拌器F-电磁搅拌系统，其中每套低频电源系统的变频变压部份采用带Profibus-DP通讯接口的控制专用交一直一交变频变压装置VVVF，每套包括整流部分、滤波储能部分、逆变部分、三相正弦波脉宽调制控制处理部分、Profibus-DP通讯部分及保护部分。所述的工控机系统包括中央工控机及用户工控机，中央工控机通过Profibus-DP和监控软件进行集中控制、状态画面显示、历史数据记录，实现每套电磁搅拌系统、低频电源系统的启动、停止、复位、运行频率、运行电流及运行模式等控制参数的设定；电磁搅拌系统的启停状态、运行模式、实际运行频率、实际运行电流、报警信息、电流实际值曲线及线圈冷却水流量大小等状态参数的实时采集显示；电磁搅拌系统运行期间历史数据的记录。所述的PLC系统连接工控机系统及低频电源系统，通过位于远程操作室的中央工控机的操作界面和位于就地操作室的低压电气室的控制柜面板发出的系统控制命令及设定的工艺参数，经过PLC系统的程序处理，通过网络将控制命令和频率、电流给定值传给各套低频电源系统，将各套低频电源系统的启停状态、运行频率、电流及报警信息，采集回来进行处理后送控制柜面板和中央工控机显示，达到控制电磁搅拌系统的目的。所述的低频电源系统上位端通过Profibus-DP与PLC系统连接,下位端连接电磁搅拌系统，是控制电磁搅拌系统运行的核心部件，其变频变压装置VVVF的变频主回路为交一直一交电压型变频变压方式；其整流部分为二极管三相全桥整流；其变频变压控制为高载波的三相正弦波脉宽调制；其逆变部分为全控型IGBT功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁搅拌系统成套控制系统，其特征在于包括上位的工控机系统、下位的PLC系统和至少二套低频电源系统，低频电源系统连接电磁搅拌系统，由Profibus‑DP构成主从式结构，PLC系统为网络主站，低频电源系统为网络从站，上位的工控机系统与下位的PLC系统也采用Profibus‑DP通讯，其中：所述的工控机系统设置在远程操作室内，其工控软件操作系统以window NT为系统平台，该平台包括的软件为Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel数据，实现工艺参数的输入及控制参数的监控；所述的PLC系统，包括内置的多点接口MPI和数据处理DP通讯口，其中多点接口MPI与其他具有RS485通讯口的设备构成多点接口MPI网，通过PC－Adapter适配器与其它设备的RS232接口通讯，数据处理DP口则直接连接Profibus‑DP网；所述的每套低频电源系统，分别连接安装在结晶器的搅拌器M‑电磁搅拌系统、安装在二冷区的搅拌器S‑电磁搅拌系统及安装在凝固未端的搅拌器F‑电磁搅拌系统，其中每套低频电源系统的变频变压部份采用带Profibus‑DP通讯接口的控制专用交－直－交变频变压装置VVVF，每套包括整流部分、滤波储能部分、逆变部分、三相正弦波脉宽调制控制处理部分、Profibus‑DP通讯部分及保护部分。...

【技术特征摘要】
1.一种电磁搅拌系统成套控制系统，其特征在于包括上位的工控机系统、下位的PLC系统和至少二套低频电源系统，低频电源系统连接电磁搅拌系统，由Profibus-DP构成主从式结构，PLC系统为网络主站，低频电源系统为网络从站，上位的工控机系统与下位的PLC系统也采用Profibus-DP通讯，其中: 所述的工控机系统设置在远程操作室内，其工控软件操作系统以window NT为系统平台，该平台包括的软件为Visual Basic、Visual Foxpro、Visual C++及Excel数据，实现工艺参数的输入及控制参数的监控； 所述的PLC系统，包括内置的多点接口 MPI和数据处理DP通讯口，其中多点接口 MPI与其他具有RS485通讯口的设备构成多点接口 MPI网，通过PC — Adapter适配器与其它设备的RS232接口通讯，数据处理DP 口则直接连接Profibus-DP网； 所述的每套低频电源系统，分别连接安装在结晶器的搅拌器M-电磁搅拌系统、安装在二冷区的搅拌器S-电磁搅拌系统及安装在凝固未端的搅拌器F-电磁搅拌系统，其中每套低频电源系统的变频变压部份采...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉梅，许志鹏，肖孟陽，
申请(专利权)人：岳阳神冈起重电磁铁有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43