一、結(jié)識(shí)高威
成都高威節(jié)能科技有限公司，由著名節(jié)能權(quán)威專家崔存生先生創(chuàng)建，專業(yè)從事礦熱爐和電弧爐過程優(yōu)化控制節(jié)能技術(shù)和設(shè)備研究開發(fā)。
崔先生具有數(shù)十年礦熱爐和電弧爐綜合節(jié)電豐富經(jīng)驗(yàn)，曾在專業(yè)權(quán)威刊物發(fā)表數(shù)篇節(jié)能論文。基于礦熱爐過程優(yōu)化和控制及其節(jié)電方面獨(dú)到的研究成果，高威節(jié)能最 新推出獨(dú)創(chuàng)和國際領(lǐng)先的GV--IV型礦熱爐增產(chǎn)節(jié)電專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)擁有授權(quán)發(fā)明專利（礦熱爐電極升降自動(dòng)控制的方法，專利 號(hào)：ZL200610035949.0）和多項(xiàng)已受理發(fā)明專利。
這些專利解決了礦熱爐現(xiàn)存的關(guān)鍵技術(shù)問題，能大幅度降低各種產(chǎn)品礦熱爐的冶煉電單耗，節(jié)電幅度達(dá)到2%～10%。專家系統(tǒng)使礦熱爐的自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)了跨世 紀(jì)進(jìn)步，達(dá)到21世紀(jì)先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了真正的自動(dòng)化,達(dá)到了增產(chǎn)、節(jié)電的雙重目的。該系統(tǒng)已通過四川省科技廳主持的省級(jí)技術(shù)鑒定，被國家工信部列為導(dǎo)向目 錄排名第一的推薦技術(shù)。
同時(shí)，GV專家系統(tǒng)還集成了上料、變壓器檔位控制、爐壓控制、電極壓放控制、液壓系統(tǒng)控制的功能。GV專家系統(tǒng)不再采用PLC上下位機(jī)的傳統(tǒng)控制模式，全部采用工控機(jī)直接控制模式，具有強(qiáng)大的智能化控制功能，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可靠性高，運(yùn)行平穩(wěn)、安全。
二、行業(yè)現(xiàn)狀
目前，黃磷爐自動(dòng)控制技術(shù)，仍然處于較低水平。眾多企業(yè)停留在人工操作或半自動(dòng)狀態(tài)，處于人工看電表操作電極升降、人工目視測(cè)量電極長(zhǎng)度、人工調(diào)整爐料配比調(diào)節(jié)電極做功點(diǎn)位置的水平。
低水平的自動(dòng)化應(yīng)用狀況，導(dǎo)致了黃磷爐運(yùn)行狀況波動(dòng)較大，產(chǎn)量、質(zhì)量、爐況經(jīng)常處于大范圍波動(dòng)中。只有應(yīng)用智能化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，才有可能解決這些難題。成都高威公司專門針對(duì)六電極黃磷爐成功研發(fā)的GV-IV型礦熱爐節(jié)電專家系統(tǒng)，能夠擔(dān)此重任，順利解除上述困擾。
三、高威的能力和服務(wù)
成都高威節(jié)能科技有限公司，主營世界領(lǐng)先的GV-IV型礦熱爐節(jié)電專家系統(tǒng)和相關(guān)電石爐、黃磷爐、鐵合金爐整體配套控制技術(shù)，開發(fā)先進(jìn)實(shí)用和冶煉工藝相結(jié)合的智能化控制技術(shù)。高威節(jié)能在中國礦熱爐自動(dòng)控制領(lǐng)域，已經(jīng)逐步建立起領(lǐng)導(dǎo)地位。
高威節(jié)能關(guān)切用戶切身利益，對(duì)所有礦熱爐自動(dòng)控制和節(jié)能項(xiàng)目認(rèn)真負(fù)責(zé)，服務(wù)到家，確?？刂瓶煽俊⑵椒€(wěn)、安全運(yùn)行并達(dá)到國內(nèi)最好的節(jié)能效果，確保高威節(jié)能提供的礦熱爐全套自動(dòng)控制系統(tǒng)能為企業(yè)帶來可靠、長(zhǎng)久的效益。
四、高威的營銷政策
1、已有黃磷爐節(jié)能技術(shù)改造：EMC合同能源管理。
2、新建黃磷爐項(xiàng)目：復(fù)合付款模式。
五、GV系統(tǒng)設(shè)備功能模塊圖：
六、GV系統(tǒng)設(shè)備功能模塊詳細(xì)介紹
1、電極升降自動(dòng)控制模塊
（1）電極升降自動(dòng)控制：六電極黃磷爐電 極升降自動(dòng)控制的難點(diǎn)，在于三相功率平衡和電極動(dòng)作頻度之間的矛盾難以統(tǒng)一。如果控制系統(tǒng)追求三相功率平衡度高，則電極升降動(dòng)作必然頻繁，對(duì)爐內(nèi)反應(yīng)坩堝 區(qū)造成破壞；反之，如果追求電極升降動(dòng)作能夠滿足黃磷爐冶煉要求，則一定無法兼顧三相功率平衡的要求。三相功率平衡度低，則電極做功點(diǎn)位置偏差較大，爐內(nèi) 溫度場(chǎng)集中度低，爐況波動(dòng)會(huì)較大。結(jié)果造成產(chǎn)量低、電耗高、電極經(jīng)常偏斜的不良結(jié)果。
圖—2 所示，是成都高威公司研發(fā)成功的GV系統(tǒng)的硬件原理圖。系統(tǒng)采樣信號(hào)有：低壓電流互感器給出的電流信號(hào)，AC 0~5A模擬信號(hào)，經(jīng)過系統(tǒng)配置的隔離傳感器變換為DC0~5V信號(hào)，再經(jīng)A/D板進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)給計(jì)算機(jī)計(jì)算；變壓器低壓側(cè)電極電壓信 號(hào)，AC0~500V，經(jīng)過系統(tǒng)配置的隔離傳感器變換為DC0~5V信號(hào)，再經(jīng)A/D板進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)給計(jì)算機(jī)計(jì)算；電極懸掛鏈拉力傳感器給出電極狀 態(tài)拉力信號(hào)，DC0~5V，經(jīng)A/D板進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)給計(jì)算機(jī)計(jì)算。
針對(duì)黃磷爐內(nèi)存在的兩個(gè)等效電回路，而電氣測(cè)量回路只有一個(gè)的特點(diǎn)，運(yùn)用特殊獨(dú)到的工程處理方法，創(chuàng)造性地提出運(yùn)用電流變化率控制電極 升降理論（見高威公司發(fā)明專利《礦熱爐電極升降自動(dòng)控制的方法》），成功解決了黃磷爐三相功率平衡和電極動(dòng)作頻度之間的矛盾。已經(jīng)投入運(yùn)行的多套系統(tǒng)實(shí)踐 效果表明，在三相電極功率偏差小于2%的前提下，電極升降動(dòng)作頻度完全滿足黃磷爐冶煉要求，電極狀態(tài)好、偏斜少，爐況平穩(wěn)，產(chǎn)量高、電耗低。
電極升降控制基本算法：
當(dāng)電流的增長(zhǎng)率⊿I大于設(shè)定值時(shí)，電極上升一定距離并保持一定時(shí)間，直到實(shí)際電流進(jìn)入死區(qū)為止。
當(dāng)電流的增長(zhǎng)率⊿I小于設(shè)定值時(shí)，電極上升到實(shí)際電流進(jìn)入死區(qū)范圍內(nèi)為止。
當(dāng)電流的減小率⊿I的絕對(duì)值大于設(shè)定值時(shí)，電極下降到實(shí)際電流進(jìn)入死區(qū)范圍內(nèi)為止。
當(dāng)電流的減小率⊿I的絕對(duì)值小于設(shè)定值時(shí)，電極下插一定深度，并保持一定時(shí)間，直到實(shí)際電流進(jìn)入死區(qū)為止。
上述控制過程中，⊿I已經(jīng)包含了電極消耗對(duì)電流增減的影響因素。
電石爐電極升降自動(dòng)控制難以實(shí)現(xiàn)的難題是如何解決的呢？理論基礎(chǔ)建立在高威公司發(fā)明專利《礦熱爐電極升降自動(dòng)控制的方法》，該理論解決 了礦熱爐電極升降自動(dòng)控制能不能用的問題，即解決了三相功率平衡要求和電極動(dòng)作頻度之間相互矛盾的問題，獨(dú)創(chuàng)性地提出運(yùn)用電流變化率實(shí)現(xiàn)礦熱爐電極升降自 動(dòng)控制的概念，為各種礦熱爐電極升降自動(dòng)控制難題的解決，奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
運(yùn)用該項(xiàng)專利發(fā)明理論，高威節(jié)能在前幾年成功解決了各種黃磷爐電極升降自動(dòng)控制和中小型電石爐電極升降自動(dòng)控制難題成果的基礎(chǔ)上，又成功解決了大型密閉電石爐電極升降自動(dòng)控制的難題。
（2）處理爐料結(jié)拱和活動(dòng)電極自動(dòng)控制：爐料結(jié)拱一直是困擾黃磷爐冶煉的問題，GV系統(tǒng)集成了定時(shí)自動(dòng)活動(dòng)電極消除爐料結(jié)拱的功能?？梢猿晒鉀Q爐料結(jié)拱對(duì)電極狀態(tài)的不利影響。
電極升降、壓放部分控制原理框圖
2、電極狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)處理控制模塊
黃磷爐電極折斷事故一直是困擾黃磷冶煉企業(yè)的難題，因電極折斷事故給企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失非常巨大。究其原因，主要是現(xiàn) 場(chǎng)操作人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)電極的偏斜狀態(tài)，即使能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電極偏斜，但是，往往已經(jīng)偏斜的很嚴(yán)重了。為解決此難題，GV系統(tǒng)集成了“黃磷爐電極狀態(tài)自動(dòng)識(shí) 別和處理技術(shù)”?？梢越鉀Q電極折斷的難題。
（1）控制原理
“黃磷爐電極狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別和處理技術(shù)”的控制原理是：在每根電極的三條吊鏈上各加裝一個(gè)50KN的拉力傳感器，如下圖 所示，傳感器輸出0-5V直流電壓信號(hào)給計(jì)算機(jī)A/D板，計(jì)算機(jī)對(duì)每個(gè)傳感器的拉力大小進(jìn)行判斷計(jì)算，借此自動(dòng)識(shí)別電極的狀態(tài)知否正常、偏斜并告知操作人 員，從而使操作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行分析、判斷電極周圍的爐料狀態(tài)是否均勻，為下一步生產(chǎn)操作提供可行調(diào)整措施，徹底解決電極偏斜和折斷等問題。
依據(jù)每根電極上三個(gè)拉力數(shù)據(jù)，還可以對(duì)電極進(jìn)行調(diào)直操作，徹底改變依靠人工感覺拉力大小來判斷電極是否調(diào)直的落后方法。
（3）液壓、冷卻、高壓分合閘、高壓過載保護(hù)
如圖—5 所示，GV系統(tǒng)集成了液壓系統(tǒng)啟動(dòng)、停止控制、爐變冷卻泵控制、高壓分合閘控制、高壓過載保護(hù)控制。計(jì)算機(jī)依據(jù)操作指令，直接驅(qū)動(dòng)7685繼電器板，7685板驅(qū)動(dòng)中間制動(dòng)器控制液壓系統(tǒng)啟動(dòng)、停止控制、爐變冷卻泵控制、高壓分合閘控制、高壓過載保護(hù)控制。
4、爐料配比匹配計(jì)算、爐料輸送控制模塊
如圖—7 、圖—8 所示，GV系統(tǒng)集成了配料輸送系統(tǒng)控制模塊，其基本原理是根據(jù)爐料實(shí)際質(zhì)量指標(biāo)，按元素配比計(jì)算配料匹配控制，達(dá)到穩(wěn)定爐況、穩(wěn)定爐內(nèi)氣氛、穩(wěn)定爐況的目的。
圖—8 所示為供料系統(tǒng)硬件原理圖，爐體上部料管和料斗安裝有料位計(jì)，料位計(jì)輸出DC0～5V信號(hào)給A/D板采樣轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供計(jì)算機(jī)計(jì)算，計(jì)算機(jī)依據(jù)料位計(jì)信 號(hào)和生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)的電石發(fā)氣量要求、原材料質(zhì)量指標(biāo)，控制7685繼電器板，驅(qū)動(dòng)皮帶秤配料，并通過皮帶機(jī)輸送到爐體上部的料管內(nèi)。
5、冶煉過程數(shù)據(jù)記錄、曲線分析管理模塊
為了提高黃磷爐的操作和管理水平，GV系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多個(gè)數(shù)據(jù)庫，能夠記錄全部運(yùn)行過程的所有操作和運(yùn)行狀況，包括：電極升降手動(dòng)操作、實(shí)時(shí)電流值、實(shí)時(shí)電壓 值、日冶煉時(shí)間、班冶煉時(shí)間、日自動(dòng)運(yùn)行時(shí)間、班運(yùn)行時(shí)間、三相功率不平衡度統(tǒng)計(jì)值、電極拉力值、原料配比數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)，供企業(yè)管理者查詢和統(tǒng)計(jì)分析。
GV系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電極拉力值曲線顯示功能和電流曲線顯示功能，可以方便分析電極偏斜情況和黃磷爐做功的情況。依此功能，可以優(yōu)化黃磷爐的多項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，為黃磷爐能夠按照最佳參數(shù)運(yùn)行提供了可靠保證。
七、GV專家系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
- 智能化程度高—系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)直接控制原有系統(tǒng)的電磁閥，以控制爐內(nèi)三相電弧功率最佳為核心，大幅度改善了爐內(nèi)坩堝區(qū)的分布，提高了電熱轉(zhuǎn)換效率和電極的調(diào)節(jié)性能。三相電弧功率的不平衡度由人工控制的20%減小到5%左右，噸黃磷電耗降低3%以上。
- 硬件系統(tǒng)安全、可靠；軟件系統(tǒng)運(yùn)行效率高、不死機(jī)。
- 安裝調(diào)試、維護(hù)簡(jiǎn)便。
- 經(jīng)濟(jì)效益高—節(jié)能、節(jié)材、增產(chǎn)效果顯著，綜合節(jié)能效果超過5%，增產(chǎn)10%左右。噸黃磷綜合經(jīng)濟(jì)效益400元左右。
