电石炉温度控制系统的设计和实现设计说明

1 引言1.1 本课题讨论的背景与意义1.1.1 课题的提出背景电石主要是由电石炉电弧和电阻加热焦炭和生石灰等原料，使之在熔化状态下反应而制成。故电石炉是生产电石的主要设备，其性能直接影响到电石产量、质量以与能耗等经济技术指标。除少数引进设备外，我国目前生产所用的电石生产设备多为 60～80 年代仿制 Demag 型式的中小型密闭炉或开放炉。这些早期设备的产量占总产量的 80%左右。与国外相比，我国电石工业生产装备整体技术水平尤其是自动控制水平仍然较低，仍然为粗放式高耗能生产模式，导致产品价格偏高，经济指标差，缺乏国外市场竞争力。为了改变上述情况，对大量的设备实施自动控制是有效途径之一[1]。1.1.2 课题的意义电石炉是生产电石的大型设备，它是通过三相电极之间产生的电弧对原材料进行加热，使原材料在一定温度下发生化学反应而生产出电石产品。电石炉三项电极升降控制好坏，直接影响炉温柔三项电流的不平衡程度，从而影响产品的质量以与电网的质量。电石冶炼炉同样是一个大量消耗电能、炉情况变化很大、现场工作环境恶劣的冶炼设备。它工作的稳定与否直接关系到电石产品的质量。在工业上仅应用少数几种碳化物，其中活化钙居第一位。工业碳化钙，或简称电石，使有时会和含碳物料（无烟煤，焦炭）在电炉中熔炼制得。电石主要是由电石炉电弧和电阻加热焦碳和石灰石等材料,使之在熔化状态下反映而制成。对电石炉生产过程进行自动控制是冶炼厂提高产品质量和节能降耗的重要手段之一。因而电石炉是生产电石的主要设备,其性能直接影响到电石产量,质量以与能耗等经济指标。而现在国电石生产现状还不是很先进，极电流等现场控制有操作员手工操作实现。电石生产为三班连续作业，由于操作员的素养（如技术水平、反应灵敏性和责任心等）不同，导致电石炉运行很不规，难以保证持续满负荷运行；电极压放常常必须在停电状态下进行；电石炉运行参数和供配电状态分别由操作员和电工定时观察和记录，难以做到规准确，难以对数据进行分析，更难以对历史记录分析比较等等，这就要求通过设计更好的方法去进一步改善它。运用 PLC 自动控制系统可以通过对电石炉进行动态监测电石炉的电压、电流和供率的电气参数。以测电气参数为基础，结合其他工艺参数，采纳先进 PLC 控制技术，合理动态调节电极插入深度，控制电炉电流、电压级数等参数满足生产要求。在自动控制运行情况下，可根据工艺规定流程，实现恒电流模式平稳运行，使整个操作流程...