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电极作为矿热炉生产时控制反应进行的重要设备,其端部位置合理与否直接影响铁合金的质量及产量。电极控制系统的准确性是保证矿热炉冶炼能够达到低耗、高效目的的重要条件。本文结合甘肃某铁合金企业电极自动控制系统工程项目,通过对电极控制系统工艺及影响电极压放和升降因素的分析,设计了一种新型矿热炉电极自动控制系统。首先,根据国内外矿热炉电极控制研究现状和发展情况,结合用户对控制系统的要求,通过对矿热炉控制策略及现有控制系统存在问题的分析,确定了本文需要研究的主要内容。然后,通过对矿热炉冶炼影响因素的分析,针对现有控制系统存在的问题,结合已经提出的电极控制策略,确定了本文电极控制系统策略。基于电极位置,控制电流、电阻、功率的平衡,达到矿热炉三相平衡。定义电极位置、电流、电阻等控制量,确定电极位置及二次电流的采集原理,并对结果进行验证。其次,总体控制方案制定,采用磁场传感器间接检测电极位置,当电极位置相对合理时,采集所需电流、电压等参数完成电阻及功率的计算。以电流、电阻、功率为模糊控制条件,确定电极需要的位移,并由液压系统实现电极压放或升降,达到三相平衡。根据总体控制方案,选择WinCC软件设计上位监控界面,S7-200SMART为下位机,GMPT0415(霍尔效应传感器)、BR-AI(交流电流变送器)、BD-4EA(多电量数字变送器)为检测元件,PCI-1713U-BE为数据采集卡。使用S7-200 SMART具有的以太网口及模拟量模块实现上位机与PLC以及检测元件与PLC之间的通讯,做到各通讯稳定可靠。为了防止自动控制系统出现故障无法运行的问题,设计了手动操作台作为备用系统,并完成手动操作台电路图及控制电路图的设计。最后,根据控制方案对上位监控软件界面进行设计,编写脚本程序实现对采集电流的读取、存储及处理。根据理论研究及现场经验建立模糊控制查询表,并利用梯形图实现模糊控制算法规则,得到电极需要的位移量,通过控制液压系统压放或升降电极,使其达到平衡状态。电极控制系统设计完成后,通过对整个控制系统的现场调试运行,证明利用本课题设计控制系统可以达到预期控制效果。