基于RS485總線的石墨化過(guò)程測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孟志強(qiáng)　龔欣榮　周華安　楊茜　邵武　王保田

摘 要：采用RS485現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在MCGS WWW網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件平臺(tái)上，設(shè)計(jì)了一套以工控機(jī)為主機(jī)的鋰電池負(fù)極材料石墨化過(guò)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng).系統(tǒng)的485現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)整流變壓器高壓側(cè)電氣參數(shù)智能采集模塊和變壓器電動(dòng)有載調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器分別完成變壓器電氣參數(shù)的采集和檔位控制.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于線性光電耦合的二階低通濾波器，整流器輸出電壓與電流及其他模擬信號(hào)經(jīng)二階低通濾波器處理后，由智能采集板卡采樣.提出了一種能匹配設(shè)定功率曲線的變壓器檔位自動(dòng)調(diào)控算法，可實(shí)現(xiàn)石墨化過(guò)程的優(yōu)化控制.系統(tǒng)主機(jī)通過(guò)光纖接入企業(yè)局域網(wǎng)程控交換機(jī)，使系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程監(jiān)視功能.120多爐次的實(shí)際運(yùn)行效果表明，石墨化過(guò)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、操作方便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，平均爐次的電耗比原系統(tǒng)降低了6%.

關(guān)鍵詞：監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)；石墨化；功率調(diào)節(jié)；485現(xiàn)場(chǎng)總線；遠(yuǎn)程控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

碳材料制造的關(guān)鍵工序是石墨化過(guò)程，主導(dǎo)設(shè)備為大容量艾奇遜石墨化爐＼[1-2＼].用電成本占石墨化產(chǎn)品生產(chǎn)成本的50%以上，且石墨化過(guò)程中功率配送的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性嚴(yán)重影響產(chǎn)品的成型質(zhì)量與電耗＼[2＼].因此，理想的送電曲線應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)溫度和爐阻實(shí)時(shí)調(diào)整＼[1-3＼].但是，石墨化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，爐芯溫度高達(dá)3 000 ℃，爐內(nèi)溫度場(chǎng)不均勻且復(fù)雜，致使?fàn)t內(nèi)溫度在線測(cè)量仍然是一個(gè)尚未解決的難題＼[1-2＼].到目前為止，石墨化配電還不能采取爐溫反饋的各種閉環(huán)控制技術(shù)，各企業(yè)仍然采用根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定的定時(shí)定功率配電方式控制石墨化過(guò)程的實(shí)際送電.

僅有極少文獻(xiàn)＼[4-6＼]研究石墨化過(guò)程的控制技術(shù).文獻(xiàn)＼[4＼]與文獻(xiàn)＼[5＼]分別介紹了一種采用DOS操作系統(tǒng)、PLC+組態(tài)軟件的石墨化過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能按照配電功率曲線實(shí)現(xiàn)配電功率的調(diào)節(jié)，但通用性不強(qiáng)，沒(méi)有通信與組網(wǎng)功能.文獻(xiàn)＼[6＼]提出了采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建石墨化過(guò)程控制模型的思想，但僅僅進(jìn)行了仿真研究.現(xiàn)有實(shí)際的石墨化控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)變壓器和整流器參數(shù)的采集、功率計(jì)算、數(shù)據(jù)顯示及報(bào)警功能，但變壓器檔位的調(diào)節(jié)仍由操作員比較實(shí)際功率與規(guī)定功率曲線對(duì)應(yīng)值，判斷是否達(dá)到調(diào)檔條件，來(lái)操作相應(yīng)功能鍵調(diào)節(jié)檔位，改變配送功率.由于人工操作具有較大的隨意性，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生巨大的電能浪費(fèi).另外，現(xiàn)有石墨化控制系統(tǒng)都是獨(dú)立的，企業(yè)管理部門(mén)完全靠人工報(bào)表來(lái)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況，不能實(shí)現(xiàn)資源共享，不利于企業(yè)的管理水平提升和管理成本控制.

針對(duì)現(xiàn)有石墨化爐控制系統(tǒng)存在的不足，采用RS485現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)＼[7-8＼]，在MCGS WWW網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件平臺(tái)＼[9-10＼]設(shè)計(jì)了一套以工控機(jī)為主機(jī)的石墨化過(guò)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng).該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集、計(jì)算、保存、多形式顯示變壓器和整流器電氣與非電氣參數(shù)，根據(jù)設(shè)置的配電功率曲線和實(shí)際功率自動(dòng)或者手動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器檔位實(shí)現(xiàn)配電功率控制，新增上電自動(dòng)啟動(dòng)、斷電后自動(dòng)重投運(yùn)行、設(shè)備故障診斷與保護(hù)、多條件綜合評(píng)判自動(dòng)停機(jī)等功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源共享和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控.

本文主要介紹了石墨化過(guò)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，給出了關(guān)鍵電路和核心軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，提出了一種可以良好地跟蹤給定配電功率曲線的自動(dòng)功率配送方法.歷時(shí)1年多、超過(guò)120爐次的實(shí)際運(yùn)行效果表明，設(shè)計(jì)的石墨化實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，操作方便，石墨化產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，電耗明顯降低，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)資源共享.

1 實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)

石墨化過(guò)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，由系統(tǒng)主機(jī)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)3部分組成.

1.1 系統(tǒng)主機(jī)

系統(tǒng)主機(jī)是一臺(tái)研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，裝有MCGS WWW網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件，內(nèi)置數(shù)據(jù)采集板卡PCI1710U，通過(guò)RS485總線與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)變壓器檔位控制器HMK7和智能交流電量采集模塊EDA9033A連接，獲取相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和調(diào)控變壓器的檔位；通過(guò)光纖與企業(yè)局域網(wǎng)交換機(jī)連接，組成遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源共享；主機(jī)在組態(tài)軟件平臺(tái)完成所有數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)存盤(pán)、數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表輸出，運(yùn)行控制策略——實(shí)時(shí)控制軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨化過(guò)程送電功率的自動(dòng)配送.

1.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)采用485現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，由EDA9033A采集模塊、HMK7檔位控制器構(gòu)成RS485總線節(jié)點(diǎn)，與主機(jī)組成主從式RS485總線系統(tǒng)，分別完成整流變壓器高壓側(cè)電氣參數(shù)、變壓器當(dāng)前檔位信息的采集和變壓器檔位的電動(dòng)調(diào)節(jié)，已變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的變壓器和整流器油溫等非電量參數(shù)、整流器輸出直流電壓和電流等電氣參數(shù)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)調(diào)理電路送入PCI1710U.

1.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由企業(yè)局域網(wǎng)中的多臺(tái)指定用戶終端作為監(jiān)視終端，通過(guò)局域網(wǎng)程控交換機(jī)，經(jīng)由光纖與系統(tǒng)主機(jī)連接構(gòu)成，系統(tǒng)主機(jī)作為遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)的服務(wù)器.

監(jiān)控終端和主機(jī)均使用MCGS WWW網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件.該組態(tài)軟件改變傳統(tǒng)基于C/S（客戶/服務(wù)器）的模式，使服務(wù)器與客戶端之間的通訊采用目前應(yīng)用最為廣泛的TCP/IP協(xié)議，因此遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以充分利用企業(yè)原有的局域網(wǎng)設(shè)施＼[10＼].由于MCGS WWW網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件引入了瘦客戶機(jī)機(jī)制，只要客戶端裝有Microsoft Internet Explorer5.0版本的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，在瀏覽器中輸入服務(wù)器的IP地址，即可在網(wǎng)頁(yè)中遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)甚至控制現(xiàn)場(chǎng)，使用十分方便.

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通訊使用光纖媒介，不僅加快了數(shù)據(jù)的交換速度，而且可避免系統(tǒng)遭受雷擊，從而提高了安全穩(wěn)定性.

2 信號(hào)采集與變壓器檔位控制設(shè)計(jì)

石墨化過(guò)程實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)需要及時(shí)判斷石墨化設(shè)備：整流變壓器、整流器的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)變壓器檔位實(shí)現(xiàn)功率配送以保障石墨產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全、降低能耗.因此，需要實(shí)時(shí)采集各種現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)：變壓器高壓側(cè)的電參數(shù)、整流器輸出電參數(shù)、變壓器油溫和整流器冷卻水溫等非電氣參數(shù)、變壓器當(dāng)前檔位信息，以及高壓合閘與跳閘、變壓器瓦斯門(mén)限報(bào)警、整流硅快速熔斷器故障、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)故障、電動(dòng)操作到位、變壓器檔位限位等信號(hào).

2.1 EDA9033A智能交流電量采集模塊

EDA9033A是一款內(nèi)嵌高性能CPU的智能交流電量采集模塊，用于完成整流變壓器高壓側(cè)電氣參數(shù)：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、累計(jì)電量等數(shù)據(jù)的采集，通過(guò)RS485通信將所有數(shù)據(jù)上傳到主機(jī).電流用于監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行安全，功率因數(shù)和有功與無(wú)功的比值用于在線調(diào)控?zé)o功補(bǔ)償，累計(jì)電量配合燒結(jié)時(shí)間和爐阻控制石墨化過(guò)程的終結(jié)，并用于石墨化用電情況統(tǒng)計(jì)，以便企業(yè)加強(qiáng)成本管理.

EDA9033A是采用電磁隔離與光電隔離技術(shù)，可測(cè)量三相三線制和三相四線制電流有效值、電壓有效值、累計(jì)電量、功率因數(shù)等電氣參數(shù)的智能模塊，具有0.2級(jí)精確度，輸出兼容RS232和RS485，支持ASCII碼、MODBUSRTU協(xié)議等多種通訊規(guī)約＼[11＼].

本設(shè)計(jì)將EDA9033A設(shè)計(jì)為RS485現(xiàn)場(chǎng)總線的一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，輸入電壓量程為AC100V，相電流輸入量程為AC1A，通信協(xié)議為MODBUSRTU，配置110000∶100的電壓互感器和300∶1的電流互感器，電壓互感器采用Y/Y連接，三相副邊電壓和中心線依相序分別接入EDA9033A的a，b，c輸入端和公共端.

2.2 調(diào)理電路

變壓器高壓側(cè)的電參數(shù)和檔位信息分別由EDA9033A和HMK7獲得.其他模擬量參數(shù)屬于直流信號(hào)，均已由原石墨化設(shè)備轉(zhuǎn)換成了標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過(guò)PCI1710U板卡的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入主機(jī).石墨化設(shè)備屬于大電流高功率系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)存在強(qiáng)電磁干擾.為了實(shí)現(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電氣隔離，消除電磁干擾的影響，采用光電耦合器件4N25設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)量輸入隔離電路；在數(shù)據(jù)采集卡的輸入端增加一級(jí)如圖2所示的信號(hào)調(diào)理電路.

調(diào)理電路中運(yùn)放U1構(gòu)成電壓跟隨器，實(shí)現(xiàn)阻抗隔離，提高抗干擾能力.運(yùn)放U2，U3與HCNR201構(gòu)成線性光耦的典型電路，其簡(jiǎn)化原理圖如圖3所示.其中IPD1和IPD2分別表示發(fā)光LED的輸入電流為IF時(shí)，光敏二極管PD1，PD2承受的反向電壓處在額定值時(shí)流過(guò)的電流.IPD1，IPD2與IF的關(guān)系為：IPD1=K1IF，IPD2=K2IF，其中K1與K2分別為IPD1和IPD2隨IF的變化參數(shù).HCNR201的變化參數(shù)是相同的.圖中，Vin=IPD1R1，Vout=IPD2R3，輸出電壓增益為Vout/Vin=KR3/R1，K=K1/K2.由此可知，HCNR201輸入輸出電壓呈線性關(guān)系，且隔離放大的增益可通過(guò)電阻R1和R3來(lái)調(diào)整.

圖3 HCNR201線性光電隔離電路工作原理圖

Fig.3 Schematic diagram of linear optocoupler HCNR201

圖3中R1和R3等效于圖2中R15和R17，本文取R15=R17=100 kΩ，實(shí)現(xiàn)1∶1的隔離輸出.因?yàn)殡妷盒盘?hào)易受到干擾，信號(hào)中摻雜著各種雜波，故信號(hào)必須要經(jīng)過(guò)濾波處理.本文選擇運(yùn)放U4與電容C8，C9構(gòu)成二階低通濾波器，截止頻率為：ωc=1R18R19C8C9＼[12＼].所有運(yùn)放選用軌對(duì)軌輸入及輸出的SGM358.

輸入信號(hào)為4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)時(shí)，用250 Ω的I/V轉(zhuǎn)換電阻變換為1～5 V的電壓信號(hào).

2.3 HMK7變壓器檔位控制器

HMK7內(nèi)嵌高性能單片機(jī)，是支持RS485通信協(xié)議和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)開(kāi)關(guān)量遠(yuǎn)程控制方式的有載分接開(kāi)關(guān)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)控制器，能根據(jù)主機(jī)命令調(diào)整變壓器檔位，實(shí)現(xiàn)變壓器的有載調(diào)壓，并提供當(dāng)前檔位、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)故障、電動(dòng)操作到位和檔位限位等信息＼[13＼].當(dāng)采用開(kāi)關(guān)量遠(yuǎn)程控制方式時(shí)，HMK7的相應(yīng)信號(hào)接入采集板卡的IO端口.本設(shè)計(jì)使用HMK7的RS485通信方式將其設(shè)計(jì)為RS485現(xiàn)場(chǎng)總線的一個(gè)從節(jié)點(diǎn).

HMK7通訊規(guī)約——數(shù)據(jù)幀格式由設(shè)備地址B0、數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度B1、指令B2、指令B3、和校驗(yàn)B4等5個(gè)部分組成.MCGS通信組態(tài)時(shí)指定設(shè)備地址B0，幀長(zhǎng)度固定為0X05，指令B2和B3的組合確定變壓器檔位調(diào)節(jié)方向或讀取當(dāng)前檔位信息，和校驗(yàn)自動(dòng)生成.本設(shè)計(jì)僅需使用3種命令，數(shù)據(jù)幀格式如表1所示.

檔位調(diào)節(jié)每次只能上調(diào)或者下調(diào)1個(gè)檔位，前后2次調(diào)節(jié)動(dòng)作需要間隔一定的時(shí)間，且應(yīng)進(jìn)行檔位限位控制：若當(dāng)前檔位值達(dá)到上、下限制檔位時(shí)，即使根據(jù)功率配送曲線需要進(jìn)行檔位調(diào)節(jié)，控制程序也不發(fā)出調(diào)節(jié)命令，以便保護(hù)設(shè)備安全.

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要由主機(jī)組態(tài)、界面與策略組成，采用模塊與結(jié)構(gòu)化編程方法設(shè)計(jì)，主要功能模塊如圖4所示，包括報(bào)表生成、報(bào)警與事件處理、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)顯示、送電功率控制程序等.

利用MCGS內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)和豐富的函數(shù)完成數(shù)據(jù)的工程轉(zhuǎn)換、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表制作、報(bào)警和報(bào)警事件記錄等功能；事件處理模塊對(duì)檢修或電網(wǎng)停電等非正常停機(jī)，可自動(dòng)保存停電時(shí)的系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)，并在重新來(lái)電后能自動(dòng)恢復(fù)停電時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)和繼續(xù)運(yùn)行.利用MCGS的運(yùn)行策略編寫(xiě)送電功率自動(dòng)控制程序，實(shí)現(xiàn)變壓器檔位的自動(dòng)調(diào)節(jié).系統(tǒng)主機(jī)和監(jiān)視終端均采用網(wǎng)絡(luò)版MCGS，遠(yuǎn)程監(jiān)視終端可以通過(guò)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和企業(yè)局域網(wǎng)的資源共享.

本節(jié)主要介紹數(shù)據(jù)處理程序和送電功率自動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì).

于現(xiàn)場(chǎng)大電流產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，還需使用軟件濾波才能獲得較好的濾波效果.

利用MCGS運(yùn)行策略編寫(xiě)的直流電壓濾波程序流程圖如圖5所示.MCGS每隔50 ms自動(dòng)進(jìn)入濾波循環(huán)策略，讀取設(shè)備窗口中的PCI1710U，獲取直流電壓值，計(jì)算50個(gè)連續(xù)電壓數(shù)據(jù)的平均值U；定義一個(gè)存放電壓平均值U的一維數(shù)組a[5]，用新產(chǎn)生的U替代數(shù)組中最早的值；計(jì)算數(shù)組中5個(gè)數(shù)據(jù)的平均值得到濾波后的電壓值U1.這種濾波算法有2次平均值計(jì)算，第一次是計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的平均值，第二次的計(jì)算中有4個(gè)數(shù)據(jù)相同，僅1個(gè)數(shù)據(jù)被更新，屬于滑動(dòng)平均濾波算法，可使濾波結(jié)果更加穩(wěn)定，但濾波輸出存在延遲.石墨化系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高.因此，該濾波算法不影響系統(tǒng)運(yùn)行.

3.2 送電功率自動(dòng)控制

石墨化過(guò)程送電功率的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制既能減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也能保障功率配送的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，避免人工隨意性引起的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題.

圖6為石墨化爐電功率控制系統(tǒng)框圖.控制系統(tǒng)完成以下功能：采集整流器輸出的電壓、電流值，計(jì)算實(shí)際送電功率，與功率曲線給定值比較，功率差值作為功率控制與調(diào)檔算法的輸入.若算法結(jié)果為需要調(diào)檔，依據(jù)表1所示通訊規(guī)約規(guī)定的數(shù)據(jù)幀格式，通過(guò)485總線向HMK7下達(dá)檔位切換指令，HMK7收到指令后控制SHMI切換變壓器檔位，改變送電功率.

石墨化電功率控制分為前后2個(gè)階段，前階段按照配電功率曲線送電，后階段以最大安全電流送電.

前階段功率控制與調(diào)檔算法是一種定時(shí)+滯環(huán)控制算法.依據(jù)給定功率曲線，計(jì)算實(shí)際功率與給定功率的差值.若實(shí)際功率超過(guò)給定功率上限，則下調(diào)變壓器檔位；若實(shí)際功率小于給定功率下限，則上調(diào)檔位.若實(shí)際功率在給定功率上限與下限之間，則變壓器檔位不變.后階段屬于強(qiáng)化升溫階段，以最大功率送電，僅需控制電流不超過(guò)變壓器或整流器的安全電流Isafe，對(duì)應(yīng)的功率控制與調(diào)檔算法是一種最大電流控制，一旦電流上升到安全值就下調(diào)變壓器檔位，降低輸出電壓減小加熱電流.

依據(jù)以上控制思想，石墨化前期功率控制程序流程圖如圖7所示.功率控制程序在MCGS循環(huán)策略中編寫(xiě)，圖中BZ為區(qū)分功率控制與恒流控制的標(biāo)志位，BZ=1表示功率控制階段，BZ=0表示最大電流控制階段.L%為設(shè)定功率的下限值，U%為設(shè)定功率的上限值，一般取L%=3%，U%=5%.

圖8為某爐碳材料石墨化過(guò)程自動(dòng)控制的送電功率與設(shè)定功率曲線對(duì)照?qǐng)D.圖中實(shí)線為設(shè)定功率曲線，設(shè)定功率曲線的起始功率為2 000 kW，前4 h內(nèi)功率上升速度為400 kW/h，在4～30 h內(nèi)功率上升速度為100 kW/h，

30 h后實(shí)行最大電流強(qiáng)制升溫.虛線為實(shí)際功率曲線.從圖中可以看出，實(shí)際功率曲線較好地跟蹤到了設(shè)定功率曲線.系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行歷時(shí)1年多，超過(guò)120爐次，所有產(chǎn)品全部合格，企業(yè)統(tǒng)計(jì)平均爐次耗電量比原系統(tǒng)降低了6%，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益.

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從工程運(yùn)用的角度出發(fā)，分步詳細(xì)介紹了石墨化過(guò)程測(cè)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì).系統(tǒng)投入生產(chǎn)后，運(yùn)行穩(wěn)定，工控機(jī)能依據(jù)設(shè)定的功率曲線自動(dòng)調(diào)節(jié)石墨化過(guò)程的送電功率，這種送電方式不僅減輕了操作人員的工作量，解決了人工操作隨意性引起產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的問(wèn)題，使產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證，而且有效降低了單爐電耗，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益.

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