电子束轰击熔炼炉控制系统设计与实现

发布时间：2019-11-29 02:49

【摘要】：电子束轰击熔炼炉主要用来熔炼难熔金属和高温合金。国内制造的电子束轰击熔炼炉,设备自动化程度低,满足不了我国工业和军用稀有金属材料及合金材料用量不断增大、质量不断提高、产量不断增大的需要。因此,研制开发电子束轰击熔炼炉的高性能自动控制系统具有深远的意义。本文针对电子束熔炼的特殊工艺过程,为满足真空度、熔炼功率、进料与拉锭方面的高控制精度、高稳定性与实时性的要求,对各个控制环节进行了深入的分析与设计。主要硬件采用PLC、工控机、智能调压器件、交流伺服控制电机,实现了电子束熔炼控制的五个功能:(1)真空系统的自动抽空;(2)熔炼电源系统的三闭环串级控制;(3)进料、拉锭系统的自动控制;(4)偏转、聚焦系统的自动控制;(5)系统的在线监控。为提高系统稳定性,设计了一种三闭环串级控制熔炼电源系统,内环采用模拟器件构成的PI控制器,次环和外环分别采用数字PI增量控制策略和数字PI控制策略,由PLC实现控制,以克服单纯数字PI控制策略的延滞及控制误差,较好地解决了熔化速率恒定难题。在完成系统硬件设计的同时,进行了控制系统软件设计及监控系统的开发与设计。通过现场测量,技改后控制系统的各项性能指标均达到技改要求,其中铸锭成品率、束流偏差指标比技改要求还高。改造后的电子束轰击熔炼炉自动控制系统在实际生产中,表现出精度高、稳定可靠、响应速度快等优点。
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本文编号：2567282