專利名稱：一種工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)硅的冶煉過程中，涉及到多個步驟的處理。如配料、加料、電極升降、冷卻系統(tǒng)等，在各個步驟的處理過程中，均需要不同的控制器進(jìn)行控制，以往的話，各個不同的控制器采用的為串行通信或現(xiàn)場總線，這使得系統(tǒng)的擴(kuò)充變的極為不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種擴(kuò)充能力強(qiáng)的工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括中央控制系統(tǒng)、配料控制系統(tǒng)、加料控制系統(tǒng)、電極升降控制系統(tǒng)和冷卻監(jiān)控系統(tǒng)，其中以上五個系統(tǒng)均通過以太網(wǎng)連接。作為進(jìn)一步的優(yōu)化，為了對現(xiàn)場情況進(jìn)行監(jiān)督，所述自動化控制系統(tǒng)還包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)。所述自動化控制系統(tǒng)中具有測試熱爐內(nèi)爐溫的傳感器，傳感器的溫度采集通過高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行，得到的數(shù)據(jù)傳送給PLC，進(jìn)過運(yùn)算后，PLC控制電極升降控制系統(tǒng)對電極進(jìn)行升降控制。本實(shí)用新型中計算機(jī)與PLC之間采用的是以太網(wǎng)通信，而不是一般的串行通信或現(xiàn)場總線，使系統(tǒng)可以方便的擴(kuò)充計算機(jī)操作站和PLC控制站，給系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了極大的方便。采用同步高速采集卡，可以保證多個信號的同步采集，采集速度達(dá)到2MS。完全能滿足瞬態(tài)數(shù)據(jù)的采集要求。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。工業(yè)硅爐主要是由冶煉變壓器、控制系統(tǒng)、短網(wǎng)及熔爐四部分組成。三相交流電極分別運(yùn)用三根石墨電極導(dǎo)入礦熱爐內(nèi)，三相交流電流通過石墨電極以及電極間的爐料，在電極下部產(chǎn)生電弧，爐料在電弧的高溫下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成工業(yè)硅。石墨電極在冶煉爐中插入的深度不同，回路之間的阻抗就不同，從而流過回路的電流也是不同的因此，在爐料間就得到了不同的溫度，根據(jù)這個原理，可以通過調(diào)節(jié)石墨電極在冶煉爐中的插入深度，從而可以達(dá)到控制調(diào)節(jié)礦熱爐中溫度的目的。在工業(yè)礦熱爐的生產(chǎn)冶煉過程中，為了保證各產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量以及低能耗的技術(shù)要求我們需要控制爐內(nèi)的溫度或者功率使其保持在一個特定的最佳值。但是，回路的阻抗不僅僅取決于石墨電極的插入深度，而且還取決爐料的物理性質(zhì)，但是爐料的物理性能往往在冶煉過程中是不斷變化的，并且三根電極之間也會產(chǎn)生耦合作用，彼此相互影響。因此爐內(nèi)回路的阻抗是在不停變化的，為了消除電極之間的耦合作用以及阻抗的不斷變化，可以采取分別控制三根電極的插入深度來改變回路阻抗，使電極電流達(dá)到理想值。在設(shè)計過程中，考慮到系統(tǒng)運(yùn)行控制的可靠性，采用可編程序控制器(PLC)采集各路傳感器信號，并通過對采集上來的各種信號進(jìn)行分析處理，并再通過輸出控制模塊對液壓回路的動作控制從而達(dá)到對三根石墨電極插入深度的控制，實(shí)現(xiàn)礦熱爐內(nèi)冶煉溫度的穩(wěn)定，而中央控制室計算機(jī)則通過TCP/IP總線協(xié)議與可編程序控制器進(jìn)行通訊，中控計算機(jī)組要用來進(jìn)行控制設(shè)備和參數(shù)組態(tài)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析等工作。在系統(tǒng)進(jìn)行控制過程中，通過電流傳感器采集三根電極的電流值，電流值進(jìn)入PLC，通過PLC的內(nèi)部算法，控制電極的上升和下降，從而調(diào)節(jié)電極的插入深度，改變電極電流從而達(dá)到最終改變礦熱爐內(nèi)爐溫。另外，在對電極進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，為了防止電極在調(diào)解時出現(xiàn)問題，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度劇烈變化而出現(xiàn)事故，我們還需要對變壓器的水溫以及礦熱爐的爐溫等相關(guān)安全參數(shù)進(jìn)行檢測。如圖1所示，工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)包括中央控制系統(tǒng)、配料控制系統(tǒng)、加料控制系統(tǒng)、電極升降控制系統(tǒng)和冷卻監(jiān)控系統(tǒng)，其中以上五個系統(tǒng)均通過以太網(wǎng)連接。中央控制系統(tǒng)是整個自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，由傳感器、變送器、檢測儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、現(xiàn)場控制站和上位監(jiān)控系統(tǒng)等組成。檢測儀表檢測試驗(yàn)工藝參數(shù)，現(xiàn)場控制站自動采集現(xiàn)場傳感器、設(shè)備信號，并接收上位監(jiān)控系統(tǒng)的指令或按預(yù)定的程序控制現(xiàn)場設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。配料控制系統(tǒng)和加料控制系統(tǒng)對配料和加料過程進(jìn)行控制。電極升降控制系統(tǒng)控制電極的升降。在重要工藝環(huán)節(jié)和設(shè)備上安裝一個槍型攝像頭，可選擇帶紅外測溫的攝像頭，攝像頭裝在電動云臺上，焦距可調(diào)，在控制室可控制云臺方向和調(diào)節(jié)焦距監(jiān)視各設(shè)備的運(yùn)行情況；一臺監(jiān)視器裝在控制室操作臺上；用一臺硬盤錄像機(jī)對四路視頻型號進(jìn)行記錄存儲，這就組成了一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過控制電動云臺轉(zhuǎn)動角度，將各路攝像視頻信號送至彩色監(jiān)視器，在監(jiān)視器上可以同時顯示四幅畫面，也可選擇僅顯示一幅畫面。冷卻監(jiān)控系統(tǒng)對冶煉工藝過程中對溫度有特別要求的地方進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，例如供、配電設(shè)備，爐壁溫度等重點(diǎn)部分。該冷卻系統(tǒng)由溫度傳感元件和PCI插槽數(shù)據(jù)采集卡組成。由于該系統(tǒng)只對溫度進(jìn)行監(jiān)測，并輸出合適的工作指令，通過調(diào)整冷卻設(shè)備工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的冷卻效果，使整個系統(tǒng)始終保持最佳的工作溫度。在電極升降過程中爐溫變化比較快速和明顯，將溫度的監(jiān)測從PLC中脫離出來，通過高速數(shù)據(jù)采集卡單獨(dú)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這樣采集的速度較快。
權(quán)利要求1.一種工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括中央控制系統(tǒng)、配料控制系統(tǒng)、加料控制系統(tǒng)、電極升降控制系統(tǒng)和冷卻監(jiān)控系統(tǒng)，其中以上五個系統(tǒng)均通過以太網(wǎng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自動化控制系統(tǒng)還包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自動化控制系統(tǒng)中具有測試熱爐內(nèi)爐溫的傳感器，傳感器的溫度采集通過高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行，得到的數(shù)據(jù)傳送給PLC，進(jìn)過運(yùn)算后`，PLC控制電極升降控制系統(tǒng)對電極進(jìn)行升降控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)硅爐自動化控制系統(tǒng)，關(guān)鍵在于所述系統(tǒng)包括中央控制系統(tǒng)、配料控制系統(tǒng)、加料控制系統(tǒng)、電極升降控制系統(tǒng)和冷卻監(jiān)控系統(tǒng)，其中以上五個系統(tǒng)均通過以太網(wǎng)連接。自動化控制系統(tǒng)中具有測試熱爐內(nèi)爐溫的傳感器，傳感器的溫度采集通過高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行，得到的數(shù)據(jù)傳送給PLC，進(jìn)過運(yùn)算后，PLC控制電極升降控制系統(tǒng)對電極進(jìn)行升降控制。本實(shí)用新型中計算機(jī)與PLC之間采用的是以太網(wǎng)通信，而不是一般的串行通信或現(xiàn)場總線，使系統(tǒng)可以方便的擴(kuò)充計算機(jī)操作站和PLC控制站，給系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了極大的方便。采用同步高速采集卡，可以保證多個信號的同步采集，采集速度達(dá)到2MS。完全能滿足瞬態(tài)數(shù)據(jù)的采集要求。
文檔編號C01B33/021GK202916660SQ201220267888
公開日2013年5月1日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者夏昕, 鄭武強(qiáng), 陳柄燁, 謝鋒, 唐林, 郭鋒 申請人:重慶安諧新能源技術(shù)有限公司