电熔镁砂具有熔点高、耐腐蚀、绝缘性能好、抗渣性好等特性,是钢铁、水泥、有色金属冶炼等行业不可缺少的重要耐火材料。电熔法是生产电熔镁砂的最直接、最简单的工艺方法。电熔镁炉是电熔法生产电熔镁砂的核心设备,是一种高耗能设备。单吨能耗是指生产一吨电熔镁砂合格产品所消耗的电能,是表征电熔镁砂合格产品能耗的生产指标,因此,降低单吨能耗对于实现电熔镁炉生产过程节能降耗、提高生产效率具有重要意义。电熔镁炉熔炼过程的单吨能耗指标与最大电能需量、熔炼过程熔炼电流、电极直径、极心圆直径、原料粒度、炉体质量等因素相关,特别是与熔炼过程的熔炼电流之间存在着很强的非线性关系,难以用数学模型描述,且无法在线检测,并随生产原料和炉况的变化而变化；熔炼电流与炉内电极的位置之间存在着强非线性关系,三相电极熔炼电流之间存在强耦合性,动态特性随加料、排气、正常、异常工况的的改变而变化,难以采用现有的控制方法实现熔炼电流的自动控制。电熔镁炉熔炼过程的电流设定与电流控制仍处于人工控制方式,当工况发生变化时,操作人员难以及时准确的调整电极位置,造成电流波动大,甚至超过最大电能需量和设备承受能力所允许的最大熔炼电流,造成设备的损坏和生产过程的中断,难以降低单吨能耗。本文在“国家支撑计划项目(2007BAE25B01)"支持下,依托“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台,以在保证产品产量的前提下,降低单吨能耗为目标,开展了电熔镁炉专用智能控制系统的研究。提出了以降低单吨能耗为目标的电熔镁炉智能控制方法;研发了实现上述控制方法的智能控制软件；研制了由智能控制软件、PLC、操作台、电流互感器和电量变送器等检测仪表、电极升降装置等执行机构组成的电熔镁炉专用智能控制系统；并在某镁质耐火材料有限公司的电熔镁炉上进行了工业实验,取得了显著应用效果。主要成果如下：1.提出了以降低单吨能耗为目标的,由工况识别、熔炼电流设定模型和熔炼电流切换控制器组成的电熔镁炉智能控制方法。(1)工况识别根据三相电极熔炼电流的变化趋势,采用规则推理技术判别炉内加料、排气、正常与异常工况。(2)熔炼电流设定模型由熔炼电流预设定值计算模型和熔炼电流设定补偿模型组成。其中熔炼电流预设定值计算模型计算得到电熔镁炉熔炼电流的目标值范围,即熔炼电流设定的最大值、最小值和熔炼电流预设定值；熔炼电流补偿模型采用案例推理技术,根据工况识别模块识别的加料和正常熔炼工况,产生加料和正常熔炼工况下的电流设定的补偿值,对熔炼电流预设定值进行补偿。(3)熔炼电流切换控制器由正常工况控制器、加料与排气、异常工况控制器和切换机制组成。根据工况识别模块识别出的不同工况由切换机制选择相应工况下的控制器,其中正常工况下的控制器—三相电极协调控制器根据三相电流与其设定值之间偏差的大小关系,利用专家知识,采用规则推理,通过解耦策略协调三相电极的动作顺序；单相熔炼电流控制器根据该相熔炼电流的偏差,利用规则推理方法得到电极动作的时间和方向,调整电极在炉料内的位置,改变电极熔炼电流,使其跟踪熔炼电流设定模型给出的电流设定目标值,从而降低单吨能耗。2.采用所提出的电熔镁炉智能控制方法,研制了由熔炼电流设定软件、熔炼电流控制软件和监控软件组成的电熔镁炉智能控制软件。3.研制了由智能控制软件、PLC、监控计算机、电流互感器和电量变送器等检测仪表、操作台、执行机构和数据通讯网络组成的电熔镁炉专用智能控制系统。4.将研制的电熔镁炉专用智能控制系统应用于某镁质耐火材料有限公司的电熔镁砂生产过程,进行了现场安装、调试、工业实验并投入运行。工业实验结果表明：在正常熔炼工况下,本文提出的电流控制方法与人工控制相比,明显降低了熔炼电流的波动范围,其最大波动幅度降低了56.6%：本文所提出的电熔镁炉智能控制方法能够及时识别出炉内工况,并能够根据识别出的工况对熔炼电流的设定值进行补偿；在熔炼电流设定值发生变化时,熔炼电流可以在很短的时间内跟踪到新的设定值,单吨能耗指标降低了2.9%,产品成品率指标提高了1.1%。推广研制的电熔镁炉专用智能控制系统,长期运行效果表明：单吨能耗指标降低了5.12%。