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矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司二零一六年九月矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司目录1自动化操作系统概述...............................................................................................................................11.1概述..........................................................................................................................................11．全自动操作系统组成...............................................................................................................................21.1系统拓扑图......................................................................................................................................21.2关键技术..........................................................................................................................................31.3自动化控炉内容..............................................................................................................................31.4自动化控炉流程图..........................................................................................................................41.5全自动操作系统组成......................................................................................................................51.6智能数据采集柜..............................................................................................................................61.7执行单元..........................................................................................................................................72.全自动操作系统功能..............................................................................................................................72.1全自动操作系统软件......................................................................................................................72.2功能及特点......................................................................................................................................8矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司11全自动操作系统概述1.1概述本全自动操作系统主要用于矿热炉冶炼铁合金、电石、黄磷、工业硅等产品的自动化操作，具有全电脑自动化操作、大数据管理、能耗分析等功能。解决该领域长期以来只能依靠人工及经验操作电炉带来的炉况不稳定、效率低、能耗高的问题。青岛菲特测控节能科技有限公司自主研发的矿热炉全自动操作系统主要有现场测量系统，数据采集系统，综合运算控制系统组成，该系统已成功应用到硅锰炉、电石炉等矿热炉，与之前人工控炉方式相比，在同等炉料炉况条件下，电炉运行更稳定，单位电耗下降，产量提高，实现了增产节电的目的。矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司21．全自动操作系统组成1.1系统拓扑图全自动操作系统硬件系统由现场测量设备（如电磁传感器），智能数据采集柜、工业计算机和自动控制模块组成，系统拓扑图如图1所示工业计算机RS-485通讯矿热炉图1系统拓扑图通讯线通讯线通讯线采集线智能数据采集柜智能控制模块现场测量设备矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司31.2关键技术要实现矿热炉自动控制，最关键技术是电极入料深度的准确测量。我公司采用炉外磁场法使电极入料深度测算得到彻底解决，电极工作时的大电流会在炉体外产生磁场，电极下插深度的不同，磁场强度会产生变化，通过电磁传感器测得磁场信号，将此数据上传至系统，再综合采用电极电流测量技术、操作电阻测量技术，再结合矿热炉工艺技术，最终实现矿热炉操作的全自动控制。1.3自动化控炉内容序号控制要素控制策略控制目标1电极升降根据入炉有功、电极电流大小自动控制电极升降。使电极电流达到三相平衡，入炉有功控制在设定范围之内。2电极压放依据计算电极长度，小于设定值，则按较短时间压放一次;大于设定值，则按较长时间压放一次。将电极长度控制在设定范围之内。3变压器档位升降依据入炉有功和电极电流自动控制变压器档位升降。入炉有功在设定范围之内；变压器不过载；电极电流不过载。矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司41.4自动化控炉流程图图2自动化控炉流程图开始数据采集运算电极是否长时间未动作小范围升降电极根据带向原理调平三相电流三相电极电流是否平衡否否电极平均深度是否超出设定范围是是电极总升或总降是否电极电流是否超出设定范围否是变压器调压输出电极入料深度、电极电流、入炉有功、操作电阻等控炉参数电极深度三相偏差是否超出范围是矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司51.5全自动操作系统组成全自动操作系统主要由数据采集、数据处理、自动控制三部分组成，原理图如下图2示。图3全自动操作系统原理图矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司61.6智能数据采集柜数据采集由智能数据采集柜完成，该柜主要安装的设备有：一次电流电压测量单元、二次电压测量单元、二次电流测量单元、电极压放测量单元、大力缸位移智能表、电磁智能测量单元等，智能数据采集柜将数据处理成数字信号并实时上传到计算机中，智能数据采集柜实物图如下图3所示。图4智能数据采集柜实物图矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司71.7执行单元执行单元由数模转换继电器及控制柜组成，控制柜可以使用原有的控制柜。2.全自动操作系统功能2.1全自动操作系统软件全自动操作系统软件将数据智能采集柜上传的数据进行建模运算，得到所需的控炉参数，并输出控制开关量给执行单元。全自动操作系统软件除了实现自动化控炉外，还具有数据保存（保存一年数据）、能耗分析、互联网功能。软件主界面如下图4所示：图5软件主界面矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司82.2功能及特点①自动化操作电炉，包括电极自动升降、电极自动压放、变压器档位自动调节；②电炉基础数据查询③查看任一时段的电流、功率、电极深度、操作电阻等运行曲线④以动画的形式动态显示电极在炉内位置⑤显示三相电极功能近一段时间的运行曲线⑥显示电极深度近一段时间曲线⑦能耗分析：可以分析每天每班的用电量、吨电耗以及对应的控炉参数，从中找出最佳的控炉参数。图6单根电极运行曲线矿热炉全自动操作系统青岛菲特测控节能科技有限公司9图7三根电极深度运行曲线