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導(dǎo)讀:為解決客戶在工業(yè)硅提純、生產(chǎn)過(guò)程面臨的諸多痛點(diǎn),杭州儀控采取針對(duì)性解決方案,在不同生產(chǎn)階段采用了差異化的控制方式,從而有效提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性,減少了原材料與能源損耗,實(shí)現(xiàn)了降本增效的目標(biāo)。
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,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)爐工作在理想工況下,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*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"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。
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