摘要:济钢第二炼钢厂1号LF钢包精炼炉电极调节器为LF炉外精炼核心控制系统，该系统基于PLC 硬件、软件，以电弧阻抗为控制变量，实现钢水炉外温度及成分的精确、有效控制。
0 概述
济钢第二炼钢厂1号LF钢包精炼炉电极自动控制系统采用单独的PLC，控制变量为电弧阻抗。
基于对每一相的电压值、电流值的计算，实现对电弧阻抗的充分校正、过滤。
电极调节系统通过工业以太网与LF炉本体PLC进行数据交换,以获取调节过程中本体PLC的控制信号,同时向本体PLC传送电极加热过程中的相关信号，实现与LF炉本体设备的连锁控制。图1为数据交换的示意图。
1 操作模式
电极调节器有两种操作模式。
1)自动模式:加热过程中的电弧阻抗调节；操作员在主操作台选择；在自动模式下电极的运行数字电极调节器控制；任意时刻执行手动模式选时，自动模式失效；结束手动模式时，重回自动模式。
2)手动模式:用于维修使用及电极的紧急动作，在主操作台进行选择。
2 电弧阻抗调节特性
2.1 现场信号的获取
一次侧电压:基于变压器有载调压探头位置的一次侧额定电压。
一次侧电流:一次侧电流通过PLC程序换算为一次侧电流。
二次侧电压:VT信号通过电压传感器校正、滤波后输入PLC。
2.2 调节阀控制
PLC输出信号±l0VDC通过V/I转换板控制数字电极。
2.3变量过程监控
系统可监控以下信号:一次侧电压，一次侧电流，有功功率，无功功率，一次侧电压，一次侧电流，电极调节阀给定信号。
2.4 与LF本体PLC的数据交换
2.4.1 输入信号
手动/自动模式:信号为高电平时，电极使用自动模式进行控制。此时调节阀的控制信号将基于电极电压及电极电流信号。
高速/低速(手动模式):通过软件可对电极上升和下降时的速度进行预设定，由操作员在操作而板上操作。信号为高电平时，高速信号被激活。
高速信号用于正常的操作过程，低速信号用于检修等情况。
提升电极/降电极:信号为高电平时，电极将以预设速度上升/下降，此速度可由操作员在操作而板上对二相进行单独设定。此信号在手动模式下激活，其优先级高于自动模式。
电极上限/电极下限:此信号为高电平时，电极己到达上限或下限。此时无论电极调节处于自动还是手动模式，电极都将停止动作。
电流设定:电流设定点以百分比的形式分为6步，二次侧额定电流的75%至100%。
变压器有载调压探头位置:变压器有载调压探头分13档。
断路器己合闸/分闸信号:此信号为高电平时，断路器己合闸；电极自动模式将激活，电极开始自动调节过程。如果断路器分闸，在自动模式下，电极将升至上限后停止。
断路器分闸请求:此信号为高电平时，操作员在主操作台上发出断路器分闸请求信号，此时断路器将分闸。
2.4.2输出信号
调节器调节失败:信号为高电平时，调节器正常执行调节程序。如果调节器产生任何错误，信号变为低电平，同时调节器将发出故障报警信号。
断路器合闸允许:信号为高电平时，允许断路器合闸。
电极二次侧电压:每一相的二次侧电压。
电极二次侧电流:每一相的二次侧电流。
3 调节原理
电极自动调节于电弧电阻的恒阻抗特性，具调节公式为:
Ki×I－K u × U= 0
其中:I为一次侧电流；U为一次测电压；Ki为变压器功能参数；Ku为工作点功能参数。
根据上述公式调节器在自动加热的过程中通过对电弧电阻的控制，使电弧加热电流始终保持在设定电流店的附近，达到控制加热速度的目的。设定电流对变压器的某一档位而言，不能超过其额定电流。
4 优越性
DANIELI电极调节器采用了全程的PLC调节方式，使电极的控制始终处于动态方式。与通常的静态调节方式相比，动态调节方式具有以于从显著的优势:
1)在电极第一次起弧过程中，可以明显减小因钢水渣层产生的对电极电流的大幅度波动，减轻电极振动，有效保护电极；
2)在电极正常加热过程中，可以明显减小电极电流的大范围波动，从而减小电极的纵向震动幅度和横向震动频率.有效保护电极；
3)可以对电极的加热电弧进行有效的埋弧，减少热量损失，加快升温速度，有效节约电能；
4)可以准确地将加热的实际电流控制在电流设定点附近.提高温度控制的准确性，从而使钢水的成分控制更加精确提高钢水合格率。
5 结语
济钢二炼钢1号LF钢包精炼炉电极自动调节系统基于电弧恒阻抗原理,充分利用PLC硬件及软件功能，温度及成分控制效果稳定，是一套成熟的电弧炉调节系统。
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