項目案例 | 杭州儀控K300 DCS控制系統在工業硅提純行業的應用

導讀：為解決客戶在工業硅提純、生產過程面臨的諸多痛點，杭州儀控采取針對性解決方案，在不同生產階段采用了差異化的控制方式，從而有效提高了生產穩定性，減少了原材料與能源損耗，實現了降本增效的目標。

項目背景

在工業領域，利用碳還原二氧化硅生成硅，該反應需要在高溫電加熱爐中進行，將原料硅石經過洗選、篩分并干燥后，根據所用還原劑的種類，分別按不同的比例配料，用計算機程序控制各料比例，分別從料倉匯集到一條皮帶上，通過送料過程進行混勻，進入電爐內。

在電極上通電流，加熱爐內的物料，達到1800攝氏度以上的高溫，硅在爐內被還原出來，并呈液態，通過吹氧氧化掉部分雜質，再通過出硅口放出并鑄成硅錠，經過破碎、包裝成工業硅粉銷售。

本項目的實施，旨在解決工業硅生產過程中存在的穩定性波動、爐溫控制以及整體成本控制等問題，通過自動化技術升級來實現更加穩定、更高效益的生產目標。

項目難點

在利用電爐生產工業硅及提純的過程中，爐況很不穩定容易波動，較難控制，電爐不同區域發生的反應也有所不同，所以爐溫的控制是整個工業硅生產過程中的重中之重，既影響能源的損耗情況，也關系到材料的利用率。

儀控方案

針對上述特性，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合的方案，使原料的配比精度提高，并滿足了工藝連續生產的要求。

2）在電爐反應階段，儀控采用了精確單回路反饋控制，根據溫度，控制電爐的電流，從而精準的控制電爐功率，根據功率調節溫度，實現精準控制溫度，使反應爐工作在理想工況下，節約了電能的消耗。

3）在除雜提純階段，儀控采用了開環壓力控制，根據原料產出，控制吹氧的壓力，既保證除雜的效率，也節約了氧氣的消耗，避免過氧反應造成成品的損耗。

K300 DCS控制系統在工業硅行業應用的工藝流程圖

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

K300 DCS控制系統是面向工業自動化離散控制行業應用的自主研發、擁有自主知識產權的控制系統產品，結合數十載的行業工程經驗，形成穩定、可靠、操作便捷、開放的過程控制效果。

系統采用了新的網絡通信技術，信號處理技術，可靠、穩定的軟件平臺，高效、容錯的現場總線技術，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技術，全面提高了系統的可靠性和穩定性，全面幫助企業提高生產效能，幫助用戶實現生產過程自動化的大規模聯合控制。

K300系統主要由系統硬件和軟件平臺兩大部分組成：

系統硬件采用高性能的微處理器和高精度采集及高穩定性的驅動芯片，輸入和輸出采用全隔離、閉環監測，實時監測功能電路的運行狀態，實現在線故障診斷的硬件基礎及“無限接近不停車"IO模塊更換的保障。硬件產品包括控制卡模塊，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。

軟件平臺包含監控軟件、算法軟件、設備管理軟件。