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　　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(chǎn)生占據(jù)總開發(fā)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(yè)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(xiàn)有更好的工具,。我們基于在極高頻率下采集到的電學(xué)參數(shù),，開發(fā)了電極控制系統(tǒng)，比現(xiàn)有儀器更精確地控制這些電極運(yùn)動,。借助該系統(tǒng),，用戶可以根據(jù)現(xiàn)有條件對功率輸入進(jìn)行優(yōu)化。
　
　　新的系統(tǒng)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(chǎn)率,。
　
硬件
　　為了完成開發(fā),，我們搜索了市場上最快并且能夠滿足鋼鐵工廠穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時數(shù)據(jù)采集硬件。
　
　　我們選擇使用CompactRIO平臺以及十分穩(wěn)定并且提供了工業(yè)I/O板卡的FPGA技術(shù),。我們還選擇使用NI LabVIEW軟件作為實(shí)時控制器和FPGA的編程環(huán)境,。對于可視化，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與500 GB工業(yè)PC機(jī)相連,，可以將50000多個鑄件存儲在 DIAdem 軟件管理的數(shù)據(jù)庫中,。
　
數(shù)據(jù)采集
　　在完成設(shè)置后，對于每個電極電網(wǎng)循環(huán)（20 mseg）,，系統(tǒng)可以進(jìn)行100次電流和張力采樣,，讓我們可以繪制爐子產(chǎn)生波形的完整曲線。CompactRIO系統(tǒng)的FPGA使實(shí)現(xiàn)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(shí)時控制器完成多種分析，并且執(zhí)行通信,、文件寫入和修改,。

圖1. SARCON能夠完成多種計算

可視化與過程控制
　　我們接著討論在開發(fā)人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)時的經(jīng)歷，我們已經(jīng)將SARCON集成到機(jī)器可視化中,。為此,，我們使用圖形化用戶接口實(shí)現(xiàn)了CompactRIO和基于PC的設(shè)備之間的低層通信,，使用戶能夠控制和監(jiān)視整個過程。通信還允許在監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA）架構(gòu)中共享數(shù)據(jù),。
　
動態(tài)PID
　　使用動態(tài)比例積分微分（PID）控制,，我們可以實(shí)現(xiàn)以下功能：
　
　　分析送到伺服閥門的數(shù)值，它是根據(jù)指令獲得的實(shí)際值,。動態(tài)PID控制調(diào)整輸出值以避免在發(fā)送信號和電極運(yùn)動之間的失真,，從而減少振動并能夠提高電弧的穩(wěn)定性
　　根據(jù)指令的變化來調(diào)節(jié)常數(shù)K的不同數(shù)值
　　調(diào)節(jié)液壓工作曲線的比例積分常數(shù)
　　可調(diào)節(jié)液壓信號的頻率
　　系統(tǒng)并不只是為Sarralle設(shè)計并建造的堅固設(shè)備而設(shè)計的，它還適用于那些并不很堅固且在相對快速運(yùn)動時受到振動和共振影響的設(shè)計,。借助SARCON,，用戶可以調(diào)節(jié)伺服閥門的電信號輸出間隔，以避免產(chǎn)生消極共振,。用戶還可以設(shè)置伺服閥門信號出口時間的參數(shù),，它適用于任何類型的伺服閥門和反應(yīng)時間，能夠?qū)u桿內(nèi)的振動降至最小,，從而減少電極斷裂,。
　
新系統(tǒng)的改進(jìn)與優(yōu)點(diǎn)
　　我們開發(fā)了具有更高數(shù)據(jù)采集速度的系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)提供了采集更好信息的功能,。我們的系統(tǒng)還允許向液壓發(fā)送指令,，對現(xiàn)有機(jī)械和液壓設(shè)計的功率輸入進(jìn)行優(yōu)化。
　
　　在設(shè)計中,，我們提出了一個基于商業(yè)硬件的堅固的系統(tǒng),，由于沒有使用來自其他系統(tǒng)的專用電極，無需強(qiáng)制用戶儲存大量電子元件,，因此使得客戶的維護(hù)過程更加容易,。此外，系統(tǒng)還擁有能夠存儲歷史數(shù)據(jù)的大型數(shù)據(jù)庫,。