电气工程专业毕业设计基于KMM控制器的电阻炉恒功率控制系统设计文档格式.docx
- 文档编号:15121474
- 上传时间:2022-10-27
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:163.09KB
电气工程专业毕业设计基于KMM控制器的电阻炉恒功率控制系统设计文档格式.docx
《电气工程专业毕业设计基于KMM控制器的电阻炉恒功率控制系统设计文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电气工程专业毕业设计基于KMM控制器的电阻炉恒功率控制系统设计文档格式.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
摘要
本文主要完成了运用KMM控制器实现硅酸铝耐火纤维生产电阻炉的熔穴功率控制硬件系统的设计。
文章分为三部分,分别是对硅酸铝耐火纤维知识背景的介绍,KMM控制器的简单介绍,硬件各部分电路设计。
其目的就是设计一种电阻炉恒功率控制系统:
使其投入费用低、操作简单、实现方便、控制精确,能有效解决电阻炉恒功率控制问题。
整个系统由KMM控制器,移相触发电路,双向可控硅,整流桥,熔炼变压器,功率测量单元组成。
通过本文,读者将对工业过程控制系统有一定的认识,同时了解一些重要的电路与元件,最重要的是掌握KMM控制器在生产过程中的应用。
关键词:
KMM控制器、硅酸铝耐火纤维、电阻炉恒功率控制
TheresistancefurnaceKMMcontrollerbasedonconstantpowerandcontrolsystemdesign
Abstract
ThispapermainlydoneusingKMMcontrollerrealizeguisuanlu:
refractoryfiberproductionresistancefurnaceofmeltingpointpowercontrolhardwaresystemdesign.
Thearticleisdividedintothreeparts,itisrespectivelyforguisuanlu:
refractoryfiberknowledgebackgroundintroduction,thesimpleintroductionofKMMcontrollerhardwarepartscircuitdesign.Itspurposeistodesignakindofresistancefurnaceconstantpowercontrolsystem:
makeitsinvestment,simpleoperation,lowcost,convenientandaccuraterealizationcaneffectivelysolvetheresistancefurnaceconstantpowercontrolproblem.ThewholesystemconsistsofKMMcontroller,phaseshiftingtriggercircuit,bidirectionalthyristor,rectifierbridge,smeltingtransformer,powermeasurementunit.
Throughthispaper,readerswilltoindustrialprocesscontrolsystemhasacertainunderstanding,andunderstandsomeimportantcircuitandcomponents,themostimportantismasterinproductionprocessofKMMcontrollerisapplied.
Keywords:
KMMcontroller,aluminumsilicaterefractoryfiber,resistancefurnace,theconstantpowercontrol
目录
1绪论4
1.1引言4
1.2控制方案的选择4
2KMM的简介5
2.1KMM的简单介绍5
2.2KMM可编程控制器的硬件结构5
2.3KMM控制器的接线6
3硬件系统的设计9
3.1熔穴功率控制框图电路框图和原理图9
3.1.1具体连接过程9
3.1.2电阻炉的具体工作过程10
3.2移项触发电路10
3.2.1芯片介绍10
3.2.2原理图13
3.2.3主要设计特点和参数限制13
3.2.4KJ006的波形图14
3.3磁性调压电路及整流单元14
3.3.1.双向可控硅14
3.3.2交流调压器15
3.3.3整流电路16
3.4磁性调压器16
3.4.1用途及型号含义16
3.4.2工作原理17
3.4.3型号选择18
3.5功率测量及I/V转换电路18
3.5.1PWT有功功率变换器18
3.5.2互感器的选择19
3.5.3I/V转换电路20
结束语21
1.绪论
1.1引言
硅酸铝耐火纤维是工业炉窑的主要保温材料,,它有容量小,绝热性好,抗热震性能强等特点,是工业炉节约能源的有效炉衬材料,因而在世界范围得到广泛应用和发展。
近年来,我国对耐火纤维的生产和应用,科研各个方面都有较快的发展。
耐火纤维在我国的机械,冶金,石油化工,造纸等工业部门得到广泛推广和应用。
目前其生产耐火纤维主要采用电弧炉和电阻炉两种方式,其中以电阻炉生产的纤维棉质量较高,在耐火纤维生产中较多采用,两者相比,电阻炉法流股稳定,电耗低,连续运转时间长,纤维质量好,噪声小,就负载特点而言,电阻炉的起弧过程比较复杂,冲击电流大,功率调节到熔穴的变化(负载的改变)惯性时间常数大,其功率的控制品质对提高产品产量和质量具有重要的意义。
本论文主要就是设计一种电阻炉恒功率控制系统使其投入费用低、操作简单、实现方便、控制精确,能有效解决电阻炉恒功率控制问题
1.2控制方案的选择
耐火纤维的生产主要原料是焦宝石,固体状态下的焦宝石是不导电的,而液态下的焦宝石是导电的(因为存在大量的自由离子),利用这个特点,在电路中用三根端点互相靠近的三相电极,几何位置成120°
,端点之间可加一层薄的低熔点的金属片,通电后,电极端头产生电弧放电,电极附近的焦宝石粉粒由于瞬间的高温而融化,从而形成导电熔穴。
随着熔穴的面积渐渐增大,适当的将三电极向外拉,使熔穴范围随之扩大。
当融化量与引流量达到平衡时,熔穴不再扩大。
从而形成一个熔化结合引流的连续生产过程。
在此生产过程中保持连续溶解和连续吹棉的先决条件,一是有足够的稳定的熔穴,二是电机单位时间内熔融的料与流股流量的平衡。
确保这两个条件的关键是流股流量的控制。
保证熔融的料与流股流量平衡,就是要保证电阻炉输出热量与输入热量平衡。
于是选择电阻炉的功率作为被控参数,通过一个单回路定值控制系统对其进行自动控制。
2.KMM的简介
2.1KMM的简单介绍
KMM是DK系列可编程数字式控制仪表,它与模拟调节器相比有如下主要特点。
1.与模拟仪表兼容:
KMM可编程控制器为盘装式仪表,其面板大体同模拟控制器相似,既有模拟显示又有数字显示;
其外形结构、电源、接线端子等均保留了模拟调节器的特征;
使用操作方法也同模拟仪表类似。
2.具有极其丰富的运算、控制功能:
KMM控制器具有30个运算单元(运算模块)和45种运算式子(即45种子程序)。
其功能均依靠软件来实现。
大部分程序固化于系统ROM中供用户选择。
除PID控制外,能实现前馈控制、采样控制、选择性控制、时延控制和自适应控制等。
3.具有通信功能:
KMM可编程控制器可通过通信接口挂到数据通道上与个人计算机(PC)、操作站、上位机或集散控制系统进行通信,以便实现中、大规模的分散控制、集中监视、操作和现代管理。
4.具有通用性强、可靠性高、使用维护方便的特点:
输入输出采用国际标准信号(4∽20mADC,1∽5VDC),用户编程采用POL语言,这对不懂计算机语言的人来说,只要稍加培训就可掌握编程方法,易于技术改造,使用十分方便。
2.2KMM可编程控制器的硬件结构
KMM可编程控制器由硬件和软件两部分组成,这里着重介绍KMM硬件结构。
图2-1所示为KMM可编程控制器硬件构成原理框图。
它由CPU、RAM、ROM、输入-输出接口等硬件组成。
下面就其作简要说明。
CPU是该仪表的核心,采用8位微处理器,它接受指令,完成数据传送,运算处理和控制功能。
他通过总线与其他部分连在一起构成一个系统。
系统ROM存放制造厂家编制好的系统程序,一般用户是无法改变的,其容量为10KB,用来管理用户程序、通信、子程序、人机接口等程序或文件。
RAM存放调节器运行中可以修改的参数,存放通信、显示数据及运算时的中间数据等。
监视定时器WDT用来监视调节器的运行状态。
一旦CPU异常立即用软件使其暂停,并发出报警信号,使调节器从自动转入手动操作。
模拟量输入电路由缓冲器,A/D等组成。
1~5VDC的输入信号(共5点)经缓冲后在CPU的控制下,由多路开关输入A/D转换成数字量信号。
模拟量输出电路由D/A转换器、多路开关和保持器等组成。
数字信号经D/A
转换输出1~5V(3点)和4~20mA(1点)模拟信号。
同时还输出PV、SP模拟电压至面板供测量和给定值显示用。
V/I转换器将1~5V信号转换成4~20mA信号。
数字量输入电路将面板按钮及5点外部数字信号经晶体管阵列转换成能被CPU接受的数字信号后,通过门控电路送至输入接口。
数字量输出电路将来自输出接口的数字信号先送至锁存器,再经驱动送至外部开关电路。
输入-输出(I/O)接口由软件设定其工作方式。
可分别作为D/A的输入口、数字信号的输入口和输出口,还输入和输出各种逻辑信号。
图2-1
2.3KMM控制器的接线
可编程序调节器(KMM型)是在分散型数字控制系统中将功能的分散度分散到了一个回路单位的一种数字调节器。
它是在PID调节器的功能上再加上好几个辅助演算器的功能,并将它们都装到一台仪表中去的一种小型面板式控制仪表。
这种控制器与以往传统的控制器具有同样的操作性,且其控制参数等能以数字值进行高精度设定。
1.KMM控制器的外部信号连接端子
如图所示:
图2-2里面端子
2.KMM的端子和信号表
端子
符号
用途
1
+24v
仪表主电源“+”端
2
SM+24V
备用手动单元电源“+”端
3
AO1I+
4–20mA电流输出“+”
4
AO1I-
4–20mA电流输出“-”
5
AO1V+
1-5V电压输出“+”
6
AO1V-
1-5V电压输出“-”
7
AO2+
8
AO2-
9
AO3+
10
AO3-
0V
电源公共端
DO1-3,S
12
13
DO2
数字输出2
14
DO3
数字输出3
15
DO1
数字输出1
16
S
备用工作方式
17
SMPV+
用于备用手动单元的PV“+”
18
SMPV-
用于备用手动单元的PV“-”
19
-
不用
20
21
GND
地
22
23
AIR1+
1-5V电压输入“+”
24
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电气工程 专业 毕业设计 基于 KMM 控制器 电阻炉 功率 控制系统 设计