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
目录
1 自动化操作系统概述 (1)
1.1 概述 (1)
1．全自动操作系统组成 (2)
1.1 系统拓扑图 (2)
1.2 关键技术 (3)
1.3 自动化控炉内容 (3)
1.4 自动化控炉流程图 (4)
1.5 全自动操作系统组成 (5)
1.6 智能数据采集柜 (6)
1.7 执行单元 (7)
2. 全自动操作系统功能 (7)
2.1 全自动操作系统软件 (7)
2.2 功能及特点 (8)
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。

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
1.2 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
1.4 自动化控炉流程图
图2 自动化控炉流程图
1.5 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
1.6 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
1.7 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
2.2 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
图7 三根电极深度运行曲线
9。