PDF《30的电弧炉电弧电压波形产生系统设计》

<

现代电子技术》2

0 0

4 年第1

7 期总第

1 8

4 期 基于MS P

4 3

0 的电弧炉电弧电压波形产生系统设计 朱海保 ( 北京机械工业学院 计算机及 自动化系 北京

1 0

0 0

8 5 ) 摘要:介 绍 了基 于Tl 公司MS P4

3 0 FI

4 9的电弧 炉电弧 电压 波形 产生系统 的设 计 .

采用 内建的

1 2位A/ D 转 换器 采集 控制量.利用定时器A 的捕获功能取得 同步信息. 通过定时器B的P WM 输 出实现波形产生.设计充分利用了MS P

4 3 0单片 机 的优 点 ,提 高 了系统 集成度 和 可靠性 ,降低 了系统成 本.关键词:MS P4

3 0 ;

A/ D转换;

电弧 炉;

波 形产 生 中圈 分 类号 :T P3

6 8 .

1 文 献标识 码:B 文章 编号 :1

0 0 4―

3 7

3 X (

2 0

0 4 )1 7―

0 0 1―

0 3 De s i g n f o r Ge ne r a t i on Ar c Vo l t a ge W a v e of El e c t r i c Ar c Fur na c e Ba s e d on M S P4 3O M i c r O c Ont r O l l e r ZHU Ha i b a o ( De p a r t me n t o f Co mp u t e r&

Au t o ma t i z a t i o n . B e i j i n g I n s t i t u t e o f Ma c h i n e r y.B e i j i n g.

1 0

0 0

8 5.C h i n ) Ab s t r a c t : A n e w d e s i g n f o r g e n e r a t i o n a r c v o l t a ge w a v e o f e l e c t r i c a r c f u r n a c e b a s e d o n M SP4

3 0 mi c r o c o n t r o l l e r i s p r e s e n t e d .Th e

1 2 b i t b u i l d―i n A/ D c o n v e r t o r i s u s e d t o a c q u i r e t h e c o n t r o l s i g n a l t h e c a p t u r e f u n c t i o n o f Ti me r ―A i s u s e d t o g e t s y n c h r o n o u s i n f o r ma t i o n.t h e PW M o u t p u t s o f Ti me r ― ― B a r e u s e d t o g e n e r a t e v o l t a g e wa v e .Th i s d e s i g n i n c r e a s e s t h e i n t e g r a t i o n a n d r e l i a b i l i t y o f s y s t e m . d e c r e a s e t h e c o s t v i a ma ki n g g o o d u s e o f t he a d v a n t a g e o f M S P4

3 0 mi c r o c o n t r o l l e r , Ke y wo r d s :MS P

4 3

0 ;

A/ D c o n v e r t o r ;

e l e c t r i c a r c f u r n a c e ;

w a v e g e n e r a t i o n

1 引言电弧 炉 利用 电弧 能量 熔炼 金属,是冶金 工业 的重 要熔 炼设 备,其电能 消耗 非 常大 , 在产品生 产成 本 中最 高可 达70.电弧炉 的构造 如图1所示 .电弧炉炼 钢 过程 中,电 极调 节 系统 的好坏 直 接影 响钢的产 量 、质 量 和能 源 消耗 . 因此 , 寻求 简便 有效 的方 法使 电极 调节系统能 在 冶炼 的各 个阶段和电极升降过程中都有较好的动态特性 , 是电弧炼 钢 亟待 解决的实 际问题 . 目前 我国的电弧 炉 电极 调节系统大 多采用PID调节器结合 模拟 手 动操 控,使用 电机或 电液系统驱 动 .虽然 国 内相 关科 研机 构 陆续 研发 出微机控 制 的电极 调节 系统 , 但 从现 场运 行情 况看,电极 工 作不 易稳 定.鉴于 此,决定研 究基 于 分段线 性化的模 型参 考 自适 应 控制 电极 调节 系统 . 因 电弧 炉系 统 的复 杂性 和现 场试 验的高风 险性 . 不 允许 也不可 能 直接 到 电弧 炉炼 钢现 场进 行试 验.必须开发 一个 电弧炉 的硬 件仿 真平台,电弧 炉 电弧 电压波形 的产 生是 关 键部 分.收稿 日期 :2

0 0 4―0 3―1

2 基金项 目:国家 自然科 学基金 资助 项目(50277032)北京 市教委 科研 基金项 目2系统设计要求 典型的电弧 炉 电弧 电压 波形如 图 2所 示 .电弧炉 电压 波形 产 生系统 是 与实 际 电弧炉 电极 电 压波形 相似 , 并且与电流信 号 同步 的电弧 电压 信号 输 出波形 . 这 个输 出波 形首 先需具有 足够的驱动功率,以便 与 电极 控制系统联 合调试.其 次 ,电弧 电压 幅 值控制 信号 的 幅值反 应 出电弧 炉电极控 制 系统对 电极 位置的控制要 求,电弧 炉 电弧 电压 波形 产生 系统 必须 能够 对此 做 出响应 , 这个 响应 的各项 指标 应 该与 实际 的 电弧炉 系统 具有 相似 的指 标..图1炼钢电弧炉 结构 示 意图 为 了方 便单片机 实现 , 在不 改变电弧 电压 波形 本质 特征的前提下 , 对图2的 波形进行 了简化 处理 , 如图3所示 .