控制SARCON电弧炉电极

    　"我们选择了CompactRIO平台以及十分稳定且提供了工业I/O板卡的FPGA技术。"

　　– Ion Arizti, Sarralle equipos siderúrgicos, dpto. Ingeniería. Oficina técnica eléctrica

　　The Challenge:

　　使用耐久的商业硬件为电弧炉开发电极控制系统，以降低电力消耗并缩短钢铁熔化时间。

　　The Solution:

　　使用NI CompactRIO技术借助用于现场可编程门阵列(FPGA)的高采样速率和宽范围E/S板卡来采集高频率信号，结合NI DIAdem数据管理软件用于包括可视化、离线分析和报告开发等在内的历史数据管理。

　　Author(s):

　　Ion Arizti - Sarralle equipos siderúrgicos, dpto. Ingeniería. Oficina técnica eléctrica

　　目前，在钢铁制造过程中使用电弧炉会产生占据总开发成本12%到18%的电能成本。仅次于原始材料，电能是第二大成本。从流程工程角度来看，降低这两个成本是钢铁行业的重中之重。

　　在Sarralle，我们旨在为炼钢工人提供比目前市场上现有更好的工具。我们基于在极高频率下采集到的电学参数，开发了电极控制系统，比现有仪器更精确地控制这些电极运动。借助该系统，用户可以根据现有条件对功率输入进行优化。

　　新的系统降低了“启动”耗电，减少了电极、能量和折射消耗，并且提高了生产率。

　　硬件

　　为了完成开发，我们搜索了市场上最快并且能够满足钢铁工厂稳定性标准的实时数据采集硬件。

　　我们选择使用CompactRIO平台以及十分稳定并且提供了工业I/O板卡的FPGA技术。我们还选择使用NI LabVIEW软件作为实时控制器和FPGA的编程环境。对于可视化，数据采集系统通过以太网与500 GB工业PC机相连，可以将50000多个铸件存储在 DIAdem 软件管理的数据库中。

　　数据采集

　　在完成设置后，对于每个电极电网循环(20 mseg)，系统可以进行100次电流和张力采样，让我们可以绘制炉子产生波形的完整曲线。CompactRIO系统的FPGA使实现这个采样频率成为可能。这样，我们可以研究所有波形成分和例如噪声、共振、谐波等失真。实时控制器完成多种分析，并且执行通信、文件写入和修改。

表1. SARCON能够完成多种计算

图1. 电弧炉