铝电解槽计算机控制功能问题与分析Word版
铝电解自动控制网络安全问题及对策研究
铝电解自动控制网络安全问题及对策研究摘要：随着我国铝电解工业的发展，生产的自动化程度也越来越高，铝电解自动控制系统不仅大大降低了操作人员的劳动强度，而且使生产工艺参数更准确可控。
然而自动控制网络的运用同时对电解生产的操作者和管理者提出了更高的要求，本文围绕铝电解自动控制网络安全问题进行了探讨并提出了相关建议，供读者参考。
关键词：铝电解；自动控制网络；网络安全1引言过去很长时间内，电解铝复杂的生产工序基本是以人力来完成的，不仅人力操作劳动强度大而且频繁开启电解槽罩板极容易引起环境污染。
随着计算机行业和通讯技术的发展，加上国家环保要求的不断提高，计算机自动控制技术被越来越多地应用于铝电解行业中，逐渐代替了过去的人工操控被各大企业所推崇。
2铝电解控制系统概况铝电解自动控制系统是一个复杂的系统，不仅可以自动采集电解槽信号如槽电压和电流；还能够对电解过程进行实时控制如极距调节和打壳下料；还可以对槽况进行解析如对氧化铝的浓度进行监控；此外通过采用带电流补偿的槽电阻建立数学模型还能够控制电解槽内的能量变化，进而对电解槽的电压进行控制。
随着冶金工业技术的飞速发展，目前大型铝电解槽生产自动化控制技术也越来越高端，越来越复杂，越来越完善。
目前针对特定的工艺环节和工艺技术方面的难点和关键点，控制系统也不断在优化。
比如对阳极电流分布进行在线监测、对侧部和底部的温度分布进行监测，可以快速准确地预警并发现电解槽故障；通过对数字化电解槽和操控机系统的有效对接，不断实现电解槽的全方位智能化管理。
通过铝电解自动控制系统的运用及不断优化，很好地避免了漏炉等严重事故的发生，有效降低了人力和能耗，大大提高了企业的生产效率。
3控制系统网络化集成与系统安全铝电解自动控制系统的升级虽然给企业带来了巨大的便利，但是随之而来的对自动控制系统的管理要求也越来越高，不仅要对每台槽控机的几十个信号进行数据采集和数据处理，同时还要对整个系统数百台的槽控机信号进行接收并处理。
铝电解设备管理存在的问题与改进策略
铝电解设备管理存在的问题与改进策略作者：张晓辉来源：《西部论丛》2020年第16期摘要：随着我国经济的快速发展，国家越来越重视铝电解设备管理中存在的问题。
为了进一步提高铝电解管理效率，需要根据实际情况了解铝电解工程工艺，明确整体电解工作的运转流程，满足国内不断提高的铝电解工程施工工艺需求，确保其可逐渐进入到高效率阶段，降低铝电解设备中存在的安全隐患。
因此本文主要针对铝电解设备管理存在的问题与改进策略进行简要分析，并提出合理化建议。
关键词：铝电解设备;设备管理;问题与策略1.前言随着社会的不断发展，铝电解行业面临着严峻的产能过剩的情况，其价格与生产成本不断倒挂。
在新的社会市场竞争背景下，企业必须要选择新的经营管理方式，应用新型的市场竞争策略，尽可能激烈的市场竞争中谋求一定的席位。
对此，相关行业要不断的改进铝电解生产工艺，引进新型的设施设备，提高设备的运转效率，逐步提升铝电解设备的固定资产收益效率。
2.铝电解设备管理基本情况2.1设备前期的工作效率低在铝电解设备管理过程中，常常出现较多的设备前期管理问题。
此时，设备管理部门与采购部门之间的沟通较少。
有时只是直接使用采购部门所采购的设施设备，对设备的设计以及选择参与力度低，甚至根本没什么发言权。
在设备正式投入生产运行前，没有配备专业的人员检查设备是否符合运行标准，直接将采购的设备组装使用，导致产后的维修成本大大增加，与设备生产供应商之间的联系也更加频繁。
除此之外，设备在管理时，部分企业往往都是赶货状态。
忽视了设备的前期检查以及选择工作，导致设备不符合实际的生产条件，故障频发，维护成本直线上升，设备的使用价值和生产价值低。
2.2设备维护维修资金耗费大在铝电解设备管理过程中，铝电解企业大多数采用定期维护的方式对设备进行检查，缺乏日常维护管理工作，基本依据设备的采购时间以及投入时间安排周期进行大修、中修以及小修。
该种维修制度虽然可以减少部分非计划性故障停机工作，具备计划性强和预防性高等优势，但并未考虑到设备的实际运行情况，维修时间灵活性差，部分设备经常出现维修不足以及维修过度等情况。
铝电解计算机控制系统
第一章铝电解计算机控制系统的设计一般的工业生产过程都是连续进行的，而相对办公室而言，铝电解的车间环境现场的条件相对恶劣得多，因此，工业过程控制计算机系统必定是具备实时控制功能的高可靠性系统，并且，作为控制系统的核心部件——工业控制机，理所当然地应能适应特殊应用场合的环境要求。
铝电解计算机上位机管理系统主要是完成对历史数据的管理、实时数据的采集、故障的处理、数据图表显示；实现实时查询、历史查询、故障查询、数据报表的打印以及对各槽的数据记录进行总体浏览，从而体现出管理软件真正的价值所在。
本次毕业设计采用结构化软件设计的方法，控制软件大体上可分为三个层次，主控模块、功能模块和子程序模图4-1控制软件功能框图块，（如上图4-1所示）为铝电解计算机控制系统控制软件功能框图。
由于铝电解过程控制比较复杂，再加上计算机控制系统所检测和控制的点很多，对控制的要求比较高。
所以在设计控制软件时采用结构化程序设计方法。
其原则是：自上而下，逐步细化，模块化，结构化编程。
软件设计从上层即主模块开始向下逐步细化，每层都由若干个模块组成，程序采用结构化编程。
第一层是主模块层，是控制程序的主体部分，它根据铝电解过程不同的工作状态调用相应字模块，是软件的核心部分。
第二层是子模块层，是程序的主体部分，主要完成各部分细化模块的调用或直接实现子模块功能。
其中主要包括故障处理模块，数据处理模块，屏幕显示模块，控制模块和打印模块。
第三层是细化子模块，在最低层，主要完成程序的具体功能。
在模块的划分中，将同性质的功能模块归类，每个功能构成一个模块使模块的“耦合程度”尽量小，“内聚程度”尽量大。
这样，在修改某一个模块是不涉及到其他模块，增强了模块的相对独立性。
铝电解控制软件采用Visual Basic 6.0—程序设计语言开发设计，整个软件设计采用结构化，模块化设计方法，如图4-2所示为主程序流程图。
图4-2主程序流程图由上图可知，主程序主要由5大功能模块组成，屏幕显示模块主要是实时显示电解槽工作电压，系列电流，故障信息以及系统的工作状态：数据处理模块包括模拟量数据采集，数字量数据采集和数字滤波。
500KA铝电解槽计算机控制技术的应用
500KA铝电解槽计算机控制技术的应用摘要：铝电解不仅是高能耗、高环境污染的行业之一，而且受到国家产业政策的严格限制。
在经济形势低迷和生产严重过剩的背景下，许多新兴公司投资于技术、设备和资本，以成本和其他优势主导市场。
相对而言，投产较早、相对落后的企业或系列则处境艰辛。
本文以铝电解槽的生产工艺为基础，加强了计算机控制技术，分析了铝电解槽生产工艺的技术调整实践，以期为相关工作提供思考。
关键词：铝电解；计算机技术；生产工艺；节能；成本引言我国铝电解槽行业的快速发展，使中国成为铝工业强国。
近年来，电解铝的生产能力迅速扩大。
电解槽设计技术已成功生产出500KA系列产品。
目前，500KA电解槽已在我国铝业连城分公司进行了示范和应用。
面临着新技术与国家产业结构的政策和市场竞争，实现工艺参数之间的反应和匹配，减少人为干扰，达到铝电解槽生产全自动控制的理想状态。
基于这一技术思想，本文分析了落后电解系列的计控技术体系多项参数的调整的实践。
一、计算机生产控制技术在铝电解中的发展在铝电解领域，重点是计算机控制技术。
随着计算机技术的不断发展，铝电解技术和工艺也在不断发展。
不仅可以降低能源消耗，还可以提高当前的效率和生产力，进一步优化各项技术指标。
在许多铝生产国，铝电解生产中的计算机控制技术有其自身的特点，铝电解槽的计算机控制也取得了一些成功，如电流监控。
阳极效应后触发自动报警等。
在铝电解生产中，一般的控制系统是分散的，计算机控制系统可以实现集中和分散控制，主要由控制器、电解槽控制器和执行装置组成。
所有电解槽都配备了适当的电解槽控制机构。
该设备确保对所有电解槽参数进行全面测试，并立即控制电解槽以了解其具体操作信息。
可以通过有效的收集和分析来给出指示。
此外，可以控制进料器，使电槽的机械机构工作。
此外，槽控机和工控机应及时交换信息，使人们能够及时了解电解的工作状态，下载收集到的数据，可以根据实际情况进行调整，直接了解槽控箱的实时性能并更改操控机的参数。
智能控制技术在铝电解过程中的应用分析
智能控制技术在铝电解过程中的应用分析摘要：目前随着我国经济发展和技术的进步，铝电解生产中采用多个电解槽进行连接，消耗能源比较大，因此在铝业中进行节能降耗。
智能控制技术对铝电解生产的节能和降低能耗起到了很大的作用。
河南中孚铝业在实际生产中由于对精密数学模型过于依赖，使得控制算法变得更加理想化，导致控制输出量逐渐减少，执行结构比较简化，使得操作过程难以通过简单的铝电解知识和逻辑推理来解决问题。
本文通过对智能控制技术进行了分析，对铝电解智能控制的内容和方法进行研究，从而推动智能控制技术在铝电解过程中的应用。
关键词：智能控制技术；铝电解；应用分析引言针对当前技术创新的现状开展了不断的改造和技术创新，尤其关注于铝电解制造流程和工艺技术改变的效果，而铝电解槽又是复杂性和非线性的时变体系，因为传统性和单一化的控制方式，很难适应提高对铝电解控制的要求，但通过人工智能技术可为铝电解的加工技术创造全新的处理方式。
针对铝电解工艺技术的特点，把智能控制技术包括人工智能专家系统、模糊控制系统与人工神经网络的三大部分，经过对铝电解技术的深入分析与研究，达到了铝电解控制的全智能控制技术目标。
在铝电解技术中引入智能控制技术，建立全新的智能管理系统，这也将成为铝电解控制技术今后的发展重点。
一、智能控制技术的综述智能控制是一种基于智能的知识表达与逻辑推理的方法，它是一种具有边界性质的交叉学科。
第一，专家系统内容，该系统是一种智能化的电脑程序，它利用信息技术将知识与人类的经验结合在一起，通过计算机技术模拟人类的逻辑和判断，从而通过获得专业知识可以解决高难度对的问题。
第二，在不相容的原则下，模糊控制工作会导致复杂度提高，精确度逐渐下降，当精确度达到一定程度后，复杂性和精确度就会出现互相排斥的情况。
模糊可控制工作是以模糊集理论为起点，通过建立人与计算机之间的连接，可以把人们的模糊信息资料储存经验与知识转换为计算机所能接受的相应规则形式。
试析铝电解企业中计算机网络的应用
试析铝电解企业中计算机网络的应用近年来，随着在技术方面的大力发展，计算机网络已经应用到了各行各业当中，从生产控制的应用前景来看，它具有一定的发展，也更加智能化、网络化以及数字化，对此，铝电解企业是应用计算机技术受益最多的行业。
目前铝电解企业主要的管理模式还是以人工为主，对于生产企业来讲，这是成本支出最多的一种模式，而且生产效率也较低。
因此，为了可以突破僵局，也为了可以更好地提高生产效率，提高在市场当中的竞争力，应用计算机的网络技术就势在必行，这也是非常重要的发展基础。
1 什么是信息化网络当前，在我国的一些大中型企业当中都在实行信息化建设。
随着计算机技术的日趋完善以及技术的不断进步，铝电解企业已经广泛地应用了网络技术，从而不断提高管理效率，实现自动化控制，其目的就是为了更好地降低生产成本，提高管理水平。
随着近些年来的科技进步，铝电解企业在企业管理中更多地应用了电子化的管理模式，不仅安设了网络，同时也配备了计算机应用管理，使得工作更为快捷，并采用信息互动、良性循环等方法，促使网络信息在各个部门之间可以同步化，也更为完善地进行了交互式管理。
此外，一些铝电解企业也利用互联网的应用技术交换了最新的信息资源，使其共享和收集，实现了网络化管理连接，进一步改善了生产脱节的问题。
2 信息管理应用的结构分析目前，计算机技术已经在铝电解企业中得到了广泛的应用，并且通过一段时间的实践我们可以看出，这种网络技术可以在一定程度上弥补以往的不足。
通过开发的广播系统可以消除生产安全隐患问题，避免事故的发生，提高安全生产管理水平。
从生产指标上来看，无论是从生产工艺还是从信息处理方面都已经大大提高了，并且可以代替人工作业，传递信息更为快速，也更为快捷。
在以往的生产过程中，需要单独地建立一个技术档案，但应用了计算机技术后，已经大大提高了这方面的应用水平，同时也优化了生产指标使其有所提高，明显地减少了能耗的支出。
此外，有三方面的应用更为突出：第一，应用生产监控技术可以达到一定的作用。
浅议计算机控制技术在铝电解生产的应用与发展
浅议计算机控制技术在铝电解生产的应用与发展作者：白鹏飞来源：《世界家苑》2018年第08期摘要：本文论述了计算机控制技术在铝电解生产的应用与发展，为计算机控制技术在铝电解生产的应用走持续、稳定及健康的发展道路提供了一定的见解。
关键词：计算机控制技术；铝电解生产；应用；发展1引言对投产较早的铝电解系列，因为其技术装备水平相对落后，所以进行的技术调整是在对槽况还原为理想的静态平衡的基础上，对其动态平衡的诸项工艺技术参数进行平衡控制的过程。
这个过程尽管是借助铝电解槽生产的计算机控制技术来实现，但因改善体系性能是个系统性的工程，调整过程存在长期性、复杂性，甚至存在艰巨性和反复性。
大型铝电解槽生产初期的工艺控制优化，对减少超大型预烙铝电解槽阴极早期破损、提高其寿命和技术经济指标，意义极为重大。
然而，其亦是一项需要设计与生产相互协作、紧密配合才能很好完成的科研项目。
2对计算机控制技术在铝电解生产的认识与分析2.1现状分析现代大型预焙铝电解槽是在计算机控制技术的管理下，实现生产过程智能控制，实现原料添加、电压管理、曲线预测等。
毋庸置疑计算机技术的发展为铝电解技术进步做出了极大的贡献，这种优势在近年新开发的280kA以上系列的生产中更加明显。
相对而言，技术装备水平落后的电解系列，诸如160kA系列、200 kA系列、强化电流后的180 kA系列、230 kA系列等，则表现出技术体系复杂、槽况不稳、主要技术经济指标落后，严重影响企业的生产、生存及发展。
2.2主要问题与原因分析以某企业160 kA系列槽况为例，主要特征见表1。
该系列槽的电解质体系锂盐含量过高，分子较高，炉底压降高，槽工作电压较高（也可以强行采取略低槽工作电压运行），槽膛过小使两水平的保持不合理，极下铝水平较低。
槽运行状况不稳定，极其脆弱，容易出现病槽事故。
炉底沉淀多，甚至结壳厚，电解质易收缩，氧化铝浓度难以控制在国内先进的水平，效应系列较高。
分析槽况，梳理主要原因如下。
浅析电解铝槽控机故障处理与维修
浅析电解铝槽控机故障处理与维修浅析电解铝槽控机故障处理与维修【摘要】槽控机又称电解铝槽智能模糊控制机，是通过智能模糊控制软件对铝电解生产工艺实行各种控制功能的核心设备。
在铝电解系列生产中槽控机的自动控制系统运用越来越广泛，但是在电解铝槽控机的自动控制过程中故障发生是在所难免的，为了提高电解铝槽控机的自动控制性能，减少故障发生率，强化电解铝槽控机的故障检测和维修势在必行。
本文柳州生产的特殊设备型号为YFC-99铝电解槽智能模糊控制系统为研究对象，分析电解铝槽控机故障原因，并提出具体的维修策略。
【关键词】电解铝槽控机；故障；维修0.引言随着我国经济的发展和工业技术水平的不断进步，电解铝技术也迈向更高层次的发展阶段。
现阶段在电流强度的不断提升下，电解铝中的电解槽电流普遍为400KA，而500KA的电解槽也在不断试用过程中，电流强度的增强使得电解铝厂场内的磁场环境日益复杂，倘若电解铝企业仍然采用原始的槽控机设计方案和电压、电流采样方式，那么随之而来的槽控机故障将会越来越多[1]。
1.电解铝槽控机故障原因（1）接触器接触不良。
槽控机电解槽内的主电源的接触器不能顺利接通，导致1S主电源信号无；主电源接触器不能顺利断开，槽控机断开主电源接触器2S后仍有主电源连通信号；升降接触器不能接通，导致槽控机连通升降接触器1S没有升降连通信号；升降接触器不能断开，导致槽控机连通升降接触器1S在断开后仍绕有升降连通信号[2]。
（2）跳闸。
跳闸故障一般是在当槽控机自动控制系统检测出电流和电压超过设定范围的参数值后，会出现跳闸信号。
跳闸后，自动控制系统内的各项检测数据和系统分析都会遗失，影响后期的阳极上下限安全控制和打壳下料工序。
（3）交流口故障。
当功率驱动板阻断了方波电流的输出，槽控机内的中央处理器将检测不到电机工作或者220V设备跳闸信号，这种情况下功率驱动面板会出现降灯信号，并停止阳极升降工作，造成电流交流口出现故障。
（4）提升机动作停止后脉冲不合理。
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高士宝李晋岩
针对槽控机控制系统存在的部分问题，通过近两周的现场观察、测量、统计与分析，现将问题汇总如下，不完整及不对之处，请领导指正。
内容
存在问题及提出的背景
问题的原因分析
建议解决措施
备注
项目
铝电解槽计算机控制功能
铝电解槽计算机控制功能
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氧化铝浓度控制：（二期）正如槽控机控制系统问题汇总所提的，许多效应发生在欠量加料周期，更确切的说40%以上的效应是发生在欠量加料期和转入过量加料周期初期时，过量加料周期没等发挥作用就发生效应。
2
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9
四厂房四工区7.26~8.1效应情况汇总
正常期
增量期
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合 计
71
27
51
33
182
占有率
39%
15%
28%
18%
100%
附表4：
四厂房四工区7.26~8.2效应情况汇总
正常期
增量期
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非正常期
合 计
4094
1
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1
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86
41
控制系统在过、欠量转换过程中，于正常加料期运行时间太长（1#接口机为20分钟，2#、3#、4#接口机均为25分钟），很多情况下，正常加料期末端槽电压已呈明显上升趋势，部分槽效应趋势已经形成，即使转入过量也无法逆转。
考虑正常加料周期仅为过、欠量两种加料周期之间的缓冲阶段，不进行氧化铝浓度解析，完成槽电阻的校正和调节即可。建议控制系统适当缩短正常加料周期运行时间。参照（一期）成熟的经验，9至10分钟较为合适。
见：
附表1、
附表3
附表4
2、氧化铝浓度控制：（二期）自控过程氧化铝浓度变化过大，成分分析含量与生产实际对应不上，槽温变化显著，在无效应和操作前提下，短时间内两次测量值相差甚远。证明自控过程中热平衡与物料平衡波动较大，二者波动进而
控制系统过量加料（仅设70%）和欠量加料（仅设130%、200%）的可变速率梯度少、刚性大，浓度自适应控制从70%至200%之间仅有两个过渡点（100%和130%）不能实现更
75067.2
1279692
均值
16537.59
14752.3
7568.94
2421.52
41280.39
占有率
40.06%
35.74%
18.34%
5.87%
100%
附表3：
三厂房四工区7.26~8.1效应情况汇总
正常期
增量期
减量期
非正常期
合 计
3094
2
2
1
0
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3
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0
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内容
存在问题及提出的背景
问题的原因分析
建议解决措施
备注
项目
铝电解槽计算机控制功能
铝电解槽计算机控制功能
3、氧化铝浓度控制：（走反现象）氧化铝浓度在自适应控制过程中，出现愈过量加料电压愈呈上升趋势，进而愈过量加料的恶性循环，背离管理期望状态。
1、氧化铝含量处于高浓度区，实施低浓度区控制策略导致控制失误。
3097
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三厂房四工区7.26~8.1效应情况汇总
正常期
增量期
减量期
非正常期
合 计
3109
以保持平稳为前提细化过量加料周期（80%、75%、70%）和欠量加料周期（120%、140%、160%、180%、200%）加料速率梯度，考虑过、欠量程度太小所引起的槽电阻变化可能被干扰噪声掩盖引起误判，
见：
附表2
影响控制系统对氧化铝浓度的正确判断。
稳定的热平衡与物料平衡。
故过欠量起步均以20%开始。供参考。
1.单次阳极动作时间长，致使控制结果偏离目标区域
2.阳极提升机抱闸（刹车）动作延迟。
3.槽控机接触器内弹簧张力减弱，释放延缓。
4.工艺条件差，失去实现良好自控的前提，导致控制结果偏离理想状态。
1.遵循小幅修正的原则，控制系统适当缩短单次阳极动作的时间。
2.严格执行重点设备的定期检修制度和达到设计使用寿命的定期更换制度。
2、氧化铝因各种因素未按需进入电解质中熔解。
3、槽中铝液持续渗漏，导致极距逐步拉大
无论是哪种原因造成的氧化铝浓度控制走反，都是电解槽生产异常的一个反应和警示，发现不及时会带来较为严重的后果，建议控制系统增加适时语音报警程序，提请人工现场检查，将问题处理于萌芽状态
4、槽电阻控制（极距调节）：（一期）每次调节时电压变化幅度过大，阳极的控制精度较差。当控制结果偏离目标区域时，控制系统反复移动阳极进行改善，震荡式的调整使极距处于临界状态的槽子产生电压摆。
3.优化技术条件，创立能够实现良好自动控制的空间。
附表17.26日~8.1日效应情况汇总
7.26日~8.1日效应情况汇总（个）
正常期
增量期
减量期
非正常期
三厂房
71
27
51
33
四工区
39%
15%
28%
18%
四厂房
86
41
59
49
四工区
37%
17%
25%
21%
附表27.26日~8.1日加料情况汇总
7.26日~8.1日加料情况汇总（kg）
3
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5
0
5
合 计
正常加料