СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ПЕЧИ С ПОГРУЖЕННОЙ ДУГОЙ Российский патент 2016 года по МПК H02J3/18 

ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе управления электропечью с погруженной дугой и, в частности, к виду системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно существующей технологии устройства компенсации мощности печи с погруженной дугой обычно необходимо, чтобы рабочие осуществляли контроль обслуживания и устранения неполадок или неисправностей на месте. Поскольку для обслуживания на месте и осуществления операции поэлементного контроля такого традиционного устройства необходимы технические специалисты, и кроме того, такая полная вспомогательная система управления еще не была еще исследована и разработана, это отнимает намного больше рабочего времени у технических специалистов, что обуславливает низкую эффективность работы. Кроме того, из-за неспособности своевременно обнаружить и исправить или заменить неисправные или поврежденные компоненты устройства компенсации мощности печи с погруженной дугой в значительной степени расходуются человеческие и материальные ресурсы. Следовательно, может оказаться трудным удовлетворять нужды развития предприятия и общества и выполнять требования эффективности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для того чтобы устранить недостатки существующей технологии в устройстве компенсации мощности печи с погруженной дугой, предлагается принципиально новая система дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой, содержащая устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи и устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи дополнительно содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302 и модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2. Модуль защищенной связи MS-RSCM302 объединен с модулем сетевой связи MS-3G, причем это системно интегрированное программное обеспечение может дистанционно и по беспроводной связи контролировать сбор данных и управление печи с погруженной дугой. Устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой дополнительно содержит шкаф управления и шкаф автоматической компенсации емкости. Шкаф управления содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2, контроллер DVPEH2 PLC, программируемый многофункциональный сетевой прибор и сенсорный экран. Шкаф автоматической компенсации емкости содержит несколько устройств компенсации, содержащих последовательно включенный предохранитель 1ответвления, трансформатор 2 тока, однофазный силовой конденсатор 3, фильтр 4 гармоник, переключатель 5 нового типа и трехполюсный воздушный автоматический выключатель 6 ответвления. После того как входные выводы трехполюсного воздушного автоматического выключателя ответвления нескольких устройств компенсации будут соединены параллельно, он будет соединен с или фазой А, или фазой В, или фазой С на вспомогательном выводе трансформатора печи с погруженной дугой; вывод предохранителя ответвления, который не проходит через трансформатор тока, будет соединен с фазой X или Y или Z на выводе вторичной обмотки трансформатора печи с погруженной дугой.

Кроме того, настоящее изобретение относится к техническому решению. Это техническое решение заключается в выполнении сбора и приема данных и отправке управляющих команд на устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой с использованием режимов передачи данных проводной сети, беспроводной сети Интернет или сети 3G с заказным программным обеспечением, установленным на терминалах настольных, портативных компьютеров или смартфонов, к которым подключено устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи.

Кроме того, настоящее изобретение относится к техническому решению. Это техническое решение заключается в том, что в шкафе управления устройства компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой устанавливают модуль защищенной связи MS-RSCM302 и модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2. Модуль защищенной связи MS-RSCM302 может отправлять данные дистанционного контроллера беспроводной связи и получать управляющие команды с использованием режимов передачи данных проводной сети, беспроводной сети Интернет или сети 3G; модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2 подключен к контроллеру DVPEH2 PLC для управления программируемым многофункциональным сетевым прибором и устройством компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

По сравнению с существующей технологией настоящее изобретение обеспечивает ряд положительных результатов. Настоящее изобретение объединяет системно интегрированное программное обеспечение, технологию дистанционного беспроводного контроля, технологию визуализации, технологию передачи данных по беспроводной сети и промышленную систему автоматического управления (PLC), способные дистанционно и по беспроводной связи контролировать контролируемый объект и управлять им. Таким образом, можно построить промышленно безопасный центр оборудования для гарантии дистанционной эксплуатации, отвечающим требованиям предприятия для филиала компании и обособленных производственный мощностей в отношении сбора данных, централизованного контроля и дистанционного управления различными данными оборудования, тем самым решая такие проблемы, как трудоемкое обслуживание по месту, продолжительное время технического обслуживания и бремя ненужной работы и технического обслуживания для пользователей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг. 1 представляет собой схему конструкции предлагаемой системы управления с использованием дистанционной беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 2 представляет собой схему соединений модуля защищенной связи MS-RSCM302 в настоящем изобретении системы управления с использованием дистанционной беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 3 представляет собой схему соединений модуля сетевой связи MS-3G в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 4 представляет собой схему соединений модуля преобразования с последовательным портом MS-NC2 в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 5 представляет собой схему соединений контроллера DVPEH2 PLC в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 6 иллюстрирует принципиальную схему программируемого многофункционального сетевого прибора в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 7 иллюстрирует принципиальную схему устройств компенсации шкафа автоматической компенсации емкости в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

Фиг. 8 иллюстрирует схему расположения устройства компенсации мощности печи с погруженной дугой в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.

КОНКРЕТНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется ниже со ссылками на графические материалы и примерные варианты осуществления.

Фиг. 1 представляет собой схему конструкции предлагаемой системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Посредством проводного и беспроводного соединения между устройством дистанционного управления с использованием беспроводной связи и терминалами настольных, портативных компьютеров или смартфонов, на которых применяются специализированные профессиональные процедуры для управления устройством компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой путем установления дистанционной беспроводной связи по сети Интернет, она может осуществлять контроль в реальном времени, сбор данных, автоматическое управление, анализ и обработку данных, а также диагностику работы системы, после чего осуществлять в режиме «онлайн» проверку и автоматическую регулировку, тем самым автоматически формируя наилучший контрольный и выбираемый план управления для эксплуатационного персонала.

Как показано на фиг. 2, в модуле защищенной связи MS-RSCM302 в качестве его основных управляющих интегральных схем используются интегральные схемы ARM 7 SEC S34510B01. Оборудованы четыре обычных интерфейса управления обмена данными Ethernet RJ-45 10/100Мбит/с с модульной схемой сетевой связи MS-3G, интегрированной как схема связи 3G, так что передача данных может быть установлена и осуществлена, таким образом, собирая и отправляя специализированную функциональную команду.

Фиг. 3 представляет собой схему соединений модуля сетевой связи MS-3G в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Эта модульная схема предназначена для соединения со следующими тремя беспроводными сетями системы 3G: W-CDMA, CDMA2000 и TD-SCDMA. Следовательно, неспособный к обычной сетевой связи, канал беспроводной сетевой связи 3G доступен для осуществления передачи данных и кастомизации функциональной команды.

Фиг. 4 представляет собой схему соединений модуля преобразования с последовательным портом MS-NC2 в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. В настоящем изобретении схемы могут соединяться, и может происходить обмен данных между модулем защищенной связи MS-RSCM302 и контроллером DVPEH2 PLC.

Фиг. 5 представляет собой схему соединений контроллера DVPEH2 PLC в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Интегральная схема PLC2290FBD144 принята как интегральная схема центрального процессора контроллера, а интегральная схема MCM6256 - как запоминающее устройство, и, кроме того, оборудованы интерфейс расширения ввода/вывода, интерфейсы вывода/ввода и интерфейсы периферийных устройств компьютера более высокого уровня. В настоящем варианте осуществления схемы могут быть соединены, и может происходить обмен данными между модулем преобразования с последовательным портом MS-NC2 и программируемым многофункциональным сетевым прибором.

Фиг. 6 иллюстрирует принципиальную схему программируемого многофункционального сетевого прибора в настоящем изобретении системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Интегральная ATT7022BU установлена в приборе как его основная интегральная схема обработки управляющего сигнала, несущая схему получения токовых сигналов/сигналов напряжения, выходную схему импульсов электрической энергии, выходную схему включения-выключения, входную схему включения-выключения, интегральную схему запоминающего устройства и клавиатуру, и интерфейс цепи связи 485. При соединении со шкафом автоматической компенсации емкости печи с погруженной дугой программируемый многофункциональный сетевой прибор может реализовывать контроль и сбор данных о рабочем состоянии всей печи с погруженной дугой и передавать управляющую команду.

На фиг. 7 входной вывод предохранителя 1 ответвления соединен или с фазой X, или фазой Y, или фазой Z на выходном выводе вторичной обмотке трансформатора печи с погруженной дугой. Выходной вывод предохранителя 1 ответвления проходит через трансформатор тока 2 и соединен с одним выводом однофазного силового конденсатора 3. Другой вывод силового конденсатора 3 тандемно соединен с одним выводом фильтра гармоник 4. Другой вывод фильтра 4 гармоник тандемно соединен с одним выводом переключателя 5 нового типа. Другой вывод переключателя 5 нового типа тандемно соединен с выходным выводом трехполюсного воздушного автоматического выключателя 6 ответвления. Когда входной вывод трехполюсного воздушного автоматического выключателя ответвления соединен параллельно с входными выводом трехполюсных воздушных автоматических выключателей ответвлений нескольких устройств компенсации, он будет соединен с фазой А, фазой В или фазой С на выходном выводе вторичной обмотки трансформатора печи с погруженной дугой.

На фиг. 8 протекающая охлаждающая жидкость подается внутрь фазы A, фазы B, фазы C, и фазы X, фазы Y, фазы Z на низковольтных выходных выводах вторичной обмотки трансформатора 8 печи с погруженной дугой соответственно для упрощения соединения тепловыделяющей медной трубки с выходными выводами трех шкафов 8, 9, 10 автоматической динамической компенсации емкости фазы A, трех шкафов 18, 19, 20 автоматической динамической компенсации емкости фазы B и трех шкафов 15, 16, 17 автоматической динамической компенсации емкости фазы C. Выходные выводы шкафов автоматической динамической компенсации емкости фазы A, фазы B и фазы C соединены с тремя электродами печи 14 с погруженной дугой, т.е., электродом №1 11, электродом №2 12, электродом №3 13. В шкафе 7 управления цепь управления вторичной обмотки соединена со шкафом автоматической компенсации емкости.

Что касается предлагаемой системы дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой, приняты такие технологии доступа к сети Интернет, как проводная широкополосная ADSL, беспроводная передача и 3G, для установления дистанционной связи по сети Интернет и сбора данных. Благодаря установке заказного программного обеспечения на терминалах настольных, портативных, планшетных компьютеров и смартфонов, каждый производственный участок может дистанционно контролироваться в режиме «онлайн», и могут считываться соответствующие производственные данные, тем самым реализуется дистанционной беспроводной контроль и управление состоянием подачи питания на устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой и фактических эксплуатационных состояний печи с погруженной дугой. Эта простая операция не только повышает эффективность работы и использования и делает удобнее техническое обслуживание, но и повышает эксплуатационную стохастичность, и помогает решить такие проблемы, как трудоемкое обслуживание на месте, продолжительное время технического обслуживания и необходимость ненужной работы и технического обслуживания для пользователей.

Использование: для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Технический результат - повышение эффективности управления. Система содержит устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи и устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой. Устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи дополнительно содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, интегрированный с модулем сетевой связи MS-3G, и модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2. Устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой содержит шкаф управления и шкаф автоматической компенсации емкости. Шкаф управления содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2, контроллер DVPEH2 PLC, программируемый многофункциональный сетевой прибор и сенсорный экран; причем шкаф автоматической компенсации емкости содержит несколько устройств компенсации. Настоящее изобретение устанавливает дистанционную связь по сети Интернет и сбор данных с помощью кабельного модема, беспроводной передачи и системы 3G, а дистанционный контроль и считывание данных на каждом производственном участке реализуются посредством установки заказного программного обеспечения в компьютерах и смартфонах для дополнительного дистанционного управления фактическим рабочим состоянием устройства компенсации. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система дистанционного управления с использованием беспроводной связи для компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой, содержащая: устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи и устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью сбора и приема данных и отправки управляющих команд на устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой с использованием режимов передачи данных проводной сети, беспроводной сети Интернет или сети 3G с заказным программным обеспечением, установленным на терминалах настольных, портативных компьютеров или смартфонов, с которыми соединено устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство дистанционного управления с использованием беспроводной связи дополнительно содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, интегрированный с модулем сетевой связи MS-3G, и модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2 для обеспечения дистанционного контроля по беспроводной связи сбора данных и управления печи с погруженной дугой с использованием системно интегрированного программного обеспечения.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой дополнительно содержит шкаф управления и шкаф автоматической компенсации емкости.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что шкаф управления дополнительно содержит модуль защищенной связи MS-RSCM302, модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2, контроллер DVPEH2 PLC, программируемый многофункциональный сетевой прибор и сенсорный экран; причем шкаф автоматической компенсации емкости дополнительно содержит несколько устройств компенсации.

5. Система по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительно предусматривает установку в шкафе управления модуля защищенной связи MS-RSCM302 и модуля преобразования с последовательным портом MS-NC2, причем модуль защищенной связи MS-RSCM302 выполнен с возможностью отправки данных контроллера дистанционной беспроводной связи и получения управляющих команд с использованием режимов передачи данных проводной сети, беспроводной сети Интернет или сети 3G; причем модуль преобразования с последовательным портом MS-NC2 подключен к контроллеру DVPEH2 PLC для управления программируемым многофункциональным сетевым прибором и устройством компенсации реактивной мощности печи с погруженной дугой.