控制SARCON電弧爐電極

    　"我們選擇了CompactRIO平臺以及十分穩定且提供了工業I/O板卡的FPGA技術。"

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

　　The Challenge:

　　使用耐久的商業硬件為電弧爐開發電極控制系統，以降低電力消耗并縮短鋼鐵熔化時間。

　　The Solution:

　　使用NI CompactRIO技術借助用于現場可編程門陣列(FPGA)的高采樣速率和寬范圍E/S板卡來采集高頻率信號，結合NI DIAdem數據管理軟件用于包括可視化、離線分析和報告開發等在內的歷史數據管理。

　　Author(s):

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

　　目前，在鋼鐵制造過程中使用電弧爐會產生占據總開發成本12%到18%的電能成本。僅次于原始材料，電能是第二大成本。從流程工程角度來看，降低這兩個成本是鋼鐵行業的重中之重。

　　在Sarralle，我們旨在為煉鋼工人提供比目前市場上現有更好的工具。我們基于在極高頻率下采集到的電學參數，開發了電極控制系統，比現有儀器更精確地控制這些電極運動。借助該系統，用戶可以根據現有條件對功率輸入進行優化。

　　新的系統降低了“啟動”耗電，減少了電極、能量和折射消耗，并且提高了生產率。

　　硬件

　　為了完成開發，我們搜索了市場上最快并且能夠滿足鋼鐵工廠穩定性標準的實時數據采集硬件。

　　我們選擇使用CompactRIO平臺以及十分穩定并且提供了工業I/O板卡的FPGA技術。我們還選擇使用NI LabVIEW軟件作為實時控制器和FPGA的編程環境。對于可視化，數據采集系統通過以太網與500 GB工業PC機相連，可以將50000多個鑄件存儲在 DIAdem 軟件管理的數據庫中。

　　數據采集

　　在完成設置后，對于每個電極電網循環(20 mseg)，系統可以進行100次電流和張力采樣，讓我們可以繪制爐子產生波形的完整曲線。CompactRIO系統的FPGA使實現這個采樣頻率成為可能。這樣，我們可以研究所有波形成分和例如噪聲、共振、諧波等失真。實時控制器完成多種分析，并且執行通信、文件寫入和修改。

表1. SARCON能夠完成多種計算

圖1. 電弧爐