項(xiàng)目背景

在工業(yè)領(lǐng)域，利用碳還原二氧化硅生成硅，該反應(yīng)需要在高溫電加熱爐中進(jìn)行，將原料硅石經(jīng)過(guò)洗選、篩分并干燥后，根據(jù)所用還原劑的種類(lèi)，分別按不同的比例配料，用計(jì)算機(jī)程序控制各料比例，分別從料倉(cāng)匯集到一條皮帶上，通過(guò)送料過(guò)程進(jìn)行混勻，進(jìn)入電爐內(nèi)。

在電極上通電流，加熱爐內(nèi)的物料，達(dá)到1800攝氏度以上的高溫，硅在爐內(nèi)被還原出來(lái)，并呈液態(tài)，通過(guò)吹氧氧化掉部分雜質(zhì)，再通過(guò)出硅口放出并鑄成硅錠，經(jīng)過(guò)破碎、包裝成工業(yè)硅粉銷(xiāo)售。

本項(xiàng)目的實(shí)施，旨在解決工業(yè)硅生產(chǎn)過(guò)程中存在的穩(wěn)定性波動(dòng)、爐溫控制以及整體成本控制等問(wèn)題，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定、更高效益的生產(chǎn)目標(biāo)。

項(xiàng)目難點(diǎn)

在利用電爐生產(chǎn)工業(yè)硅及提純的過(guò)程中，爐況很不穩(wěn)定容易波動(dòng)，較難控制，電爐不同區(qū)域發(fā)生的反應(yīng)也有所不同，所以爐溫的控制是整個(gè)工業(yè)硅生產(chǎn)過(guò)程中的重中之重，既影響能源的損耗情況，也關(guān)系到材料的利用率。

儀控方案

針對(duì)上述特性，杭州儀控為客戶提供了定制化方案，在不同的生產(chǎn)階段采取了不同的控制方式：

1）在原料配比階段，儀控采用稱重和給料泵的雙重控制結(jié)合的方案，使原料的配比精度提高，并滿足了工藝連續(xù)生產(chǎn)的要求。

2）在電爐反應(yīng)階段，儀控采用了精確單回路反饋控制，根據(jù)溫度，控制電爐的電流，從而精準(zhǔn)的控制電爐功率，根據(jù)功率調(diào)節(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制溫度，使反應(yīng)爐工作在最佳工況下，節(jié)約了電能的消耗。

3）在除雜提純階段，儀控采用了開(kāi)環(huán)壓力控制，根據(jù)原料產(chǎn)出，控制吹氧的壓力，既保證除雜的效率，也節(jié)約了氧氣的消耗，避免過(guò)氧反應(yīng)造成成品的損耗。

K300 DCS控制系統(tǒng)在工業(yè)硅行業(yè)應(yīng)用的工藝流程圖

相比于傳統(tǒng)的工業(yè)硅提純控制方案，杭州儀控提供的解決方案創(chuàng)造性地解決了主要痛點(diǎn)，節(jié)約了10%的原材料，降低了2%的電能損耗，為企業(yè)的降本增效提供了有力支撐，得到了客戶充分的肯定。

K300 DCS控制系統(tǒng)是面向工業(yè)自動(dòng)化離散控制行業(yè)應(yīng)用的自主研發(fā)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品，結(jié)合數(shù)十載的行業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)，形成穩(wěn)定、可靠、操作便捷、開(kāi)放的過(guò)程控制效果。

系統(tǒng)采用了新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，信號(hào)處理技術(shù)，可靠、穩(wěn)定的軟件平臺(tái)，高效、容錯(cuò)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，采用了超高性能的硬件微處理器及全冗余功能配置和先進(jìn)的軟件控制算法，完善的在線故障檢測(cè)技術(shù)，全面提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，全面幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效能，幫助用戶實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的大規(guī)模聯(lián)合控制。

K300系統(tǒng)主要由系統(tǒng)硬件和軟件平臺(tái)兩大部分組成：

系統(tǒng)硬件采用高性能的微處理器和高精度采集及高穩(wěn)定性的驅(qū)動(dòng)芯片，輸入和輸出采用全隔離、閉環(huán)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能電路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在線故障診斷的硬件基礎(chǔ)及“無(wú)限接近不停車(chē)"IO模塊更換的保障。硬件產(chǎn)品包括控制卡模塊，通信卡模塊，冗余電源卡模塊，帶診斷冗余功能IO卡模塊，繼電器接線模塊等。

軟件平臺(tái)包含監(jiān)控軟件、算法軟件、設(shè)備管理軟件。