[实用新型]一种基于PID控制器的电弧炉电极升降控制系统

摘要

本实用新型公开了一种基于PID控制器的电弧炉电极升降控制系统，包括减法器、PID控制器、伺服阀、液压缸、位移测量装置、脉冲计数与高度换算器、D/A转换器、A/D转换器、显示屏、电极输出电流检测电路和电弧电压检测电路；减法器的第一输入端接电极高度给定信号，减法器的输出端接PID控制器的输入端，PID控制器输出阀门开度值给伺服阀，伺服阀控制液压缸动作，由液压缸驱动电极升降；该基于PID控制器的电弧炉电极升降控制系统基于模拟PID控制器和闭环控制系统实现电极的升降控制，响应速度快，控制精度高。

主权项

一种基于PID控制器的电弧炉电极升降控制系统，其特征在于，包括减法器、PID控制器、伺服阀、液压缸、位移测量装置、脉冲计数与高度换算器、D/A转换器、A/D转换器、显示屏、电极输出电流检测电路和电弧电压检测电路；减法器的第一输入端接电极高度给定信号，减法器的输出端接PID控制器的输入端，PID控制器输出阀门开度值给伺服阀，伺服阀控制液压缸动作，由液压缸驱动电极升降；所述的位移测量装置用于检测电极在竖直方向上的位移；位移测量装置的脉冲输出端接脉冲计数与高度换算器，脉冲计数与高度换算器的输出信号经D/A转换器接减法器的第二输入端；电极高度给定信号经A/D转换器接显示屏；脉冲计数与高度换算器的输出端接显示屏；电极输出电流检测电路和电弧电压检测电路分别用于检测电极的输出电流和电极处的电弧电压，电极输出电流检测电路和电弧电压检测电路的输出端均与显示屏相接；所述的减法器为基于运算放大器的差分电路，该差分电路的结构为：电极高度给定信号Vi2经电阻R3接运算放大器的同相输入端；运算放大器的同相输入端还通过电阻R4接地；D/A转换器的输出信号Vi1经电阻R1接运算放大器的反相输入端，运算放大器的同相输入端与输出端之间跨接有电阻R2，电阻R1、R2、R3和R4的电阻值相等；所述的位移测量装置为基于增量式编码器的位移测量装置，包括支架(4)、定滑轮(5)、光电编码器同轴滑轮(2)、拉绳(1)和重物(6)；定滑轮(5)和光电编码器同轴滑轮(2)均安装在固定的支架(4)上；拉绳(1)的上端固定在电极上，拉绳(1)的下端吊装有所述的重物(6)，且重物(6)自然下垂；拉绳(1)的中段绕过光电编码器同轴滑轮和定滑轮；光电编码器同轴滑轮作为定滑轮，光电编码器轴(3)输出反映位移量的脉冲信号；PID控制器为基于运算放大器的模拟PID控制器；A/D转换器和D/A转换器均采用12位的转换器件；所述的显示屏为点阵式液晶显示屏。