[00122923]基于物联网的菱镁矿冶炼智能化管理系统研制与应用

1、课题来源与背景 来源：工业和信息化部2014年国家物联网发展项目。 背景：为了解决当下我国菱镁矿冶炼行业资源密集型、资金密集型、污染密集型、劳动密集型的高成本、高投入、低利润、低效益的粗放型现状,需要研究、探索和实现现代菱镁矿冶炼智能化管理系统,集生产控制、流程监测、成本核算、市场分析以及科学探究等功能于一身的现代化工业智能化控制管理系统。它可以通过实际的生产、销售获得数据,再由此建立起企业利润与矿石消耗、用电量以及国际市场环境的关系,智能系统将这些数据整合,建立起各个生产要素投入与产出以及利润的关系。从而为生产者、管理者、决策者提供最优建议。 2、技术原理和性能指标 本项目从顶层架构设计开始,首先给出适用于菱镁矿冶炼的智能化管理系统架构设计,然后从底层开始逐步实现电弧炉智能控制系统、电弧炉布袋除尘器智能控制系统、电弧炉冶炼现场实时安防与故障诊断监测系统,然后通过开放性的数据接口与MES 层进行数据交互进而实现智能监控系统。 性能指标：实现国内电熔镁熔炼炉智能控制系统,包含电弧炉智能控制系统、电弧炉布袋除尘器智能控制系统、电弧炉冶炼现场实时安防与故障诊断监测系统;支持决策与管理功能接口,产品耗电 2500kWh/t 以下,节能 15%以上,除尘率 98%以上,生产过程中粉尘排放浓度低于 50mg/Nm3,符合国家环保相关要求,净化系统所收集的固体废弃物回收利用达到 99%,实现循环经济和清洁生产。 3、技术的创造性和先进性 项目采用工业无线传感网络等基础物联网技术,实现集生产控制、流程监测、成本核算、市场分析以及科学探究等功能于一身,该系统通过实际的生产、销售获得数据,再由此建立起企业利润与矿石消耗、用电量以及国际市场环境的关系,智能系统将这些数据整合,建立起各个生产要素投入与产出以及利润的关系,从而为生产者、管理者、决策者提供最优建议。该项目集中体现了物联网关键技术在现代工业控制氧化镁冶炼产业中的用武之地,是工业生产、市场运营以及科学研究的巧妙融合,是本项目的重点和亮点。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 目前,本技术已经成熟,相关产品形态包括工业网关系列设备、工业服务器、工业无线通讯设备、工业控制计算机等。通过物联网技术与菱镁矿熔炼的工艺特点相结合,实现菱镁矿节能环保熔炼,对整个行业进行升级改造奠定了基础,具有优良的示范效应和广阔的市场应用前景。 5、应用情况及存在的问题 项目目前应用于营口东吉科技（集团）有限公司3000kVA电熔镁砂熔炼炉,整套系统在安装调试完毕后,经过长达1年的反复对比测试和调整,经过第三方机构进行了为期二个月的连续运行测试对采用菱镁矿冶炼智能控制系统的3000kVA电熔镁砂熔炼电弧炉及其生产流程进行了15炉次的全系统热平衡分析测试,其中有效数据10炉次。熔炼平均单耗由传统的约2900KWh/t 降低至2480KWh/t,顺利实现了单耗2500 kWh/t以下,节电400 kWh/t以上,现场冶炼数据表明：综合节能达到18%的目标。 6、历年获奖情况 无