电解铝槽控机通讯系统浅谈
铝电解槽控制系统
铝电解槽工艺控制系统现代化铝厂的电流效率已超过94%, 电耗低于13.2kwh/kg-Al, 不断改进电解槽设计和工艺过程控制以及增加电流强度是使工艺现代化的一部分。
基于大型电解槽电磁设计的不断提高，现代铝厂的生产稳定性得到很大改善,进一步提高铝电解生产的技术经济指标的未来挑战应是连续保持稳定的高指标的生产状态，最有效的措施应是尽可能保持物料平衡和能量平衡稳定，它包括鉴别槽况是否正常。
电解槽经常因为错误的解读测量结果而被不适当的校正，例如，在一个点测出的单一温度值往往不能代表全槽，如换阳极等局部效应会严重影响温度读数，另一方面是响应氟化铝浓度的取样分析而错误的添加氟化铝。
这里的误解是假设其测量值是有代表性的，电解槽生产条件是稳定的，电解质的量是不变的。
但是，多数时间内，这些假设是不完全真实的。
因此，最重要的是了解其自然状态和引起变异的根源，其次必须充分利用正确的机理鉴定电解槽的真实槽况和活动。
为了保持生产稳定,要求对于电解槽工艺操作要进行更加严密的过程控制，以保证正常的工艺技术条件,了解工艺过程异常的原因并在初期阶段消除干扰，要用控制系统协调能量与物料平衡以减少其异常状态。
控制系统当前铝厂的控制系统主要是氧化铝浓度控制，控制策略是控制氧化铝浓度保持在一定范围内,控制办法是按加料量分成3个加料期，正常加料期,减量加料期和增量加料期。
电解槽上部结构上带有定容加料器，它是一个容积一定的容器，在氧化铝堆积比重一定的条件下重量一定，加料量多少由定容器开放的间隔时间来决定.正常加料期的定容加料时间根据额定电流和预定的电流效率计算的氧化铝消耗量确定，减量加料期延长定容加料的间隔时间，意味着降低电解质中的氧化铝浓度，增量加料期缩短加料间隔时间，意味着降低电解质中氧化铝浓度，控制系统所根据的信号也是以生产条件稳定为基础。
氧化铝在电解质中的溶解度是电解质总量，电解质温度，电解质化学成分，氧化铝的物理性能等的函数，在这些条件一定时，氧化铝的溶解度就是它的饱和浓度，任一条件的改变都会引起氧化铝溶解度的变化。
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。
铝电解智能控制系统通讯故障及处理方法
铝电解智能控制系统通讯故障及处理方法摘要：在铝电解生产过程中，要求总线处理信息具有准确性、可靠性、实时性、灵活性。
铝电解自动控制系统采用先进的现场总线技术和网络通信技术将槽控机设计为多CPU网络体系结构，按照采样、操作、解析与显示个数相对独立的功能设计数个智能化的功能模块（电路板），各模块均有自己的CPU，可相对独立运行，并通过内部CAN总线网络实现彼此间的数据交换和多CPU协同工作。
多CPU网络体系中的CPU能并行运行、协同工作，因此综合数据处理能力强大，能很好地满足高度智能化控制的要求。
关键词：铝电解；智能控制系统；通讯故障；处理方法1概述某公司铝电解自控系统采用的是国内一家高校开发研制的《铝电解智能模糊控制系统》，槽控机彼此数据交换是通过CAN总线来完成的，CAN总线即控制局域网络，是由德国Bosch公司为汽车的监测和控制系统而设计的总线式串行通讯网络，适用于工业过程控制主设备和监控设备之间的互联。
CAN可以多种方式工作，网络上任意节点均可主动向其它节点发送信息；网络节点可按系统实时性要求分成不同的优先级，一旦发生总线冲突，会减少总线仲裁时间。
CAN采用短帧结构，每一帧为8个字节，保证了数据的出错率极低，被公认为最有发展前途的现场总线之一。
其传输介质可用双绞线、同轴电缆或光纤，通讯速率最高达1Mbps，传输距离可达10km。
开放式槽控机系统由几十个至一百多个节点的槽控机组成。
每台槽控机控制一台电解槽。
槽控机具有独立的数据采集、槽况解析和实时完成电解生产的打壳、下料、阳极升/降、效应报警、效应处理、出铝、边加、换极、抬母线等功能，并且通过CAN控制网络与上位管理微机进行数据交换，实现了分布式铝电解生产过程控制。
2系统特点槽控机采用大板式结构设计，主要特点如下：①中央处理器采用V40。
V40（uPD70208）是一种高性能的8位微处理芯片。
V40集成了多种外围器件，且软件与8088系统兼容。
因此，实现了高性能、低成本、低功耗和高可靠性等系统要求。
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。
有关提高槽控机通信性能和自动控制能力的创新举措
有关提高槽控机通信性能和自动控制能力的创新举措摘要：槽控机又称铝电解槽智能模糊控制机，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。
而槽控机中的通信性能高低以及自动控制功能的好坏关系到整个铝电解系列生产的安全，一旦控制系统出现失控或者通信出现故障，将会带来难以估算的损失。
本文以设备型号为YFC-99 铝电解槽智能模糊控制系统为研究对象，分析提高槽控机通信性能和自动控制能力的创新举措。
关键词：槽控机；通信性能；自动控制引言槽控机是一种通过智能模糊控制软件对铝电解生产各个环节和各个工艺进行各种控制功能的控制设备，是完成两次电解生产工艺的核心设备，因此槽控机的自动控制功能的维护保养以及质量安全问题关系到整个铝电解系列生产的安全和顺利开展。
槽控机中的通信设备在实际传输过程中往往会因为各种因素导致通信出现故障，严重影响了槽控机的自动控制功能[1]。
因此，笔者以型号为设备型号为YFC-99 铝电解槽智能模糊控制系统，该设备系列电流为220KA，整流变压器无功补偿容量为96000KVA，分析当前槽控机通信性能和自动控制存在的问题，并提出解决方案。
1.槽控机通信故障设备型号为YFC-99 铝电解槽智能模糊控制系统，在最近几年的铝电解生产时间过程中发现，虽然铝电解自动控制及系统能够符合铝电解生产的要求，然而在上、下位机的实时通信过程中往往会出现较多通信故障主要表现为单槽通信阻断、多槽通信阻断以及无区通信通信阻断等[2]。
槽控机发生通信故障的原因主要有以下几点：第一，CAN 数据传输总线受到严重堵塞。
当上、下位机之间的通信频率超过或小于适当范围，CAN信号传输周期较短，就会严重阻碍到到CAN 信号传输工作，使数据处理时发生堵塞，最终造成通信故障；第二，传输介质发生故障。
一般情况下，CAN 都是通过光纤来传输数据，光纤信号强、容量大、抗干扰性强、成本低，被普遍运用于上、下位机的设备控制中，但是在铝电解的上、下位机中的光纤受到损伤或意外破坏，将会对整个槽控机的通信系统形成毁灭性的损坏；第三，通信转换模块损坏；第四；CAN 驱动器受到干扰；第五，IP 地址错误，当IP 地址重复时会造成通信故障；第六，槽控机的主板出现死机，在高温情况下槽控机的主板会出现死机现象。
无线通讯技术在电解铝精准出铝系统中的应用研究
无线通讯技术在电解铝精准出铝系统中的应用研究随着科技的不断进步，无线通讯技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
在工业生产中，无线通讯技术的应用也越来越广泛。
本文将探讨无线通讯技术在电解铝精准出铝系统中的应用研究。
电解铝精准出铝系统是铝行业中非常关键的一环。
在这个系统中，铝熔炉通过电解将铝精矿转化为纯铝，然后通过管道输送到下一道工序。
在传统的电解铝生产过程中，工人需要手动监测熔炉的温度、压力和流量等参数，并及时调整。
这样的操作方式存在人为因素和主观性，容易导致生产过程中的误差。
然而，借助无线通讯技术，电解铝精准出铝系统的运行可以实现自动化和智能化。
首先，传感器可以安装在熔炉内部，实时监测温度、压力和流量等参数，并将数据通过无线通讯技术传输到控制中心。
控制中心利用这些数据进行计算和分析，可以准确地控制熔炉的工作状态，并根据需要进行调整。
其次，无线通讯技术还可以实现设备之间的互联互通。
在电解铝精准出铝系统中，不同的设备之间需要进行信息的交流和共享。
通过无线通讯技术，这些设备可以实现实时的数据传输和共享，从而提高生产效率和减少误差。
例如，当熔炉的温度过高时，无线通讯技术可以及时将这一信息传输到其他设备，以便进行相应的调整和控制。
此外，无线通讯技术还可以实现对电解铝精准出铝系统的远程监控和管理。
通过远程监控系统，工作人员可以随时随地监测系统的运行情况，并及时采取措施。
例如，当系统出现故障时，工作人员可以通过手机或电脑接收报警信息，并迅速采取相应的应对措施，以避免生产过程中的损失。
综上所述，无线通讯技术在电解铝精准出铝系统中的应用研究具有重要意义。
通过借助无线通讯技术，可以实现电解铝精准出铝系统的自动化和智能化，提高生产效率和减少误差。
同时，无线通讯技术还可以实现设备之间的互联互通和远程监控，为铝行业的发展带来更多的可能性。
浅谈铝电解计算机控制系统优化升级
浅谈铝电解计算机控制系统优化升级摘要：分析了铝电解控制系统的主要控制思想、软件、硬件等方面的基础知识，现在开发出的辅助分析软件，对未来控制系统的展望。
关键词：铝电解智能控制系统、能量平衡、物料平衡、磁场平衡引言铝电解计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用、计算机控制技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。
目前国内采用的控制系统有：自适应控制系统、模糊控制系统、三度寻优控制等等。
铝电解生产目前国内普遍采用服务器、计算机、信号分配箱、CANBUS通讯协议（或其他协议）、槽控机、电流信号、电压信号、网络构成铝电解集散式控制系统来控制电解生产。
随着计算机技术的成熟和强大，铝电解工艺技术的不断完善，铝电解控制系统也在不断升级，目前国内有的控制系统已经取得了良好的成果。
近现代的电解生产已经进入数字化时代，不论是哪种控制系统，控制的都是能量平衡、物料平衡、磁场平衡和辅助分析系统的数据分析，所有控制的数据就是控制精度的依据，数据就是生产的重要依据，铝电解生产数据越准确、越精细化，生产就越稳定高效，数据之间的相互影响关系考虑的越周密，影响因素大小判断越精确，我们就能取得好的电流效率和低的消耗、低的电耗，低的成本控制就能实现，才能取得较大的利润空间，企业才能长治久安，才能不断做大做强。
下边我们就围绕电解控制数据展开说明谈谈铝电解控制系统技术的优化升级。
1 能量平衡如何保持能量平衡是控制系统的重中之重，能量平衡包括能量收入和能量支出。
能量收入就是槽电阻（槽电压）产生的能量，怎么精确的采集槽压数据与精确控制是控制系统升级优化的重点。
目前存在的问题是槽子控制系统能量平衡很难控制好，原因就是槽压的精细化控制不够完美，操作质量不稳定等。
单台电解槽电压直接在电解槽母线上采集，然后连接到槽控机，通过槽控机的VFC转换模块通过CANBUS通讯线联网到计算机，通过槽号设定，软件自动识别对应槽子的槽电压，槽电压是整个控制的重点。
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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电解铝槽控机通讯系统浅谈
发表时间：2019-03-20T09:36:16.133Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：文恩波[导读] 摘要：电解铝槽控机通讯系统主要是应用光纤通信技术与CAN总线进行结合的方式进行有效通讯，CAN表示的主要是控制器局域网络。
(山西省永济市华圣铝业有限公司山西永济 044500)
摘要：电解铝槽控机通讯系统主要是应用光纤通信技术与CAN总线进行结合的方式进行有效通讯，CAN表示的主要是控制器局域网络。
从目前以太网数据通讯实际情况来看，抗干扰性较强、拓展性较高、通信过程中各项数据传递速率较快。
在长距离通讯过程中存在性能不稳定等问题，在CAN转以太网通讯基础上能有效解决此类问题，使得控制质量与稳定性更强，提升电流效率。
关键词：电解铝槽控机；通讯系统；故障；CAN总线
当前铝电解生产系列都是由不同串联式直流铝电解槽构成，在各个铝电解槽都配置了槽控机，铝电解槽控机通讯系统在实际应用中主要是发挥网络通信技术和总线技术应用价值，对槽控机进行合理设计，转为CPU网络体系。
在功能模块中主要是集中了采样、操作等功能，在模块中添加CPU，能进行独立运行，通过总线网络连接能实现数据之间的协同交换。
目前有部分企业应用的电解铝槽控系统主要是由通讯设备、槽控机、服务器、接口机、报警机等部分构成，系统应用中主要是通过光纤促进数据传播，将CAN总线与光纤通信技术相结合能全面提升通讯速度，对设备进行控制，加快信号传递速率。
一、CAN总线通讯和光纤通信技术
CAN就是控制局域网络，CAN总线通讯与电流信号通讯在总线上并联，能在工业化控制设备以及监控设备中进行互联。
不同信号在传递过程中主要是通过频率波形进行传递，由于外界环境存在不同干扰问题，将会在总线中产生杂波，借助各类电子器件对波形进行识别主要是进行频率采样，在对数字信号进行识别码。
如果杂波干扰情况较为严重或是不同器件应用老化现象严重，将会产生频率差，这样数据采集将会产生不同误差。
CAN总线与电流总线中都会出现此情况，为了防治杂波影响逐步扩大，产生通讯故障对生产环节产生较大影响，在电解铝槽控机中主要是应用通讯电缆，补充双绞线与压敏电阻安装等方式进行结合确保通讯正常。
当前对CAN总线通讯故障进行检测的方式主要是判断电缆短路问题以及总线电缆是否存在毛刺现象，确定没有任何问题之后要对压敏电阻实际安装位置进行合理控制[1]。
光纤通信技术主要是通过光波作为基本载波，将光纤作为基本传输媒介将不同信息进行传递。
现阶段光纤传输应用价值较高，比如光纤传输频带宽、抗外部干扰性较强，信号传递稳定，应用价值要高于电缆与微波通信传输，是现阶段通信领域重要的传输方式。
从实际应用原理来看，光纤、光检测器、光源等是光纤通信的重要组成物质。
在发送端主要将各类传递信息转为电信号，然后对激光器中的光束进行调节控制，使得光的强度能合理变化。
在接收端，当光检测器探测到光信号之后将其转为电信号，然后通过调节之后使其能恢复为原信号[2]。
二、铝电解槽控机通讯
当前有某铝产品生产企业在实践中将CAN-BUS信号转为以太网通讯方式，在连接光缆基础上接入控制室，然后应用光电收发器、管理机通讯、交换机等设备。
系统中的数据转换设备主要是选用综合性能较强的CAN转以太网设备，系统内部集成1路以太网接口与2路CAN总线接口，基于稳定性较高的TCP/IP协议栈运行，在网络结构中主要是设计CAN-以太网双层架构，能实现远程化控制。
此类设计方面能全面优化传统的“局域网、生产监控、槽控机”三级网络分布式控制结构。
控制系统组成主要是原料车间工作站、现场槽控机以及在计算中心的管理机构成。
不同工作区域间的槽控机是应用CAN-BUS网络总线进行连接，然后区间网络总线在车间中进行光电转换，通过控制室信号分配柜进行光电转换，然后再进入管理机组中PC-CAN通讯卡进行数据转换。
受到电解槽数和槽型逐步扩大影响，不同工区到控制室中的通讯距离在进一步扩大，导致CAN-BUS总线传输速率与传输距离受到较大限制。
但是在管理机中应用的通讯卡属于非标产品，随着各项技术逐步完善，工控机性能逐步提升以及内部结构开始优化，安装与维护过程中各项不足支出逐步显现[3]。
三、通讯故障类型分析
槽控机与接口机正常通讯过程中较为常见的通讯故障主要是单槽与多槽无通讯以及工区无通讯问题，通讯故障发生之后将会产生语言报警、参数影响、数据采集、报表影响等问题，对工业生产过程会产生较为严重的影响。
当实际生产过程中车间、生产工区、单槽等产生无通讯故障之后，监控系统不能及时获取相应的生产数据以及工业化控制参数值，将难以对生产环节进行有效控制与调整。
从当前铝电解槽控机实际运行现状来看，各类故障主要有总线故障、地址故障、通讯转换故障、光纤故障等，各类故障发生将对电解生产精度产生影响。
为了避免上述各类故障的发生，当前需要将交换机以及服务器等放置在温湿度适应的机房中，安排人员进行管理。
要组织技术人员将接口机与槽控机通信频率设定在规范化的范围中，这样能保障机器设备稳定通讯，相关人员要定期和不定期抽查光纤收发器信号传递情况，然后对通讯转换模块应用稳定性进行检测，将槽控机BCD地址码进行设定之后不能随意进行更改[4]。
结语：
总而言之，铝电解槽控机通讯系统在铝电解生产中占有重要地位，确保通讯系统稳定运行，能提升铝电解自动化控制效率，全面降低相应电解工劳动强度。
当前要对CAN总线通讯和光纤通信技术合理应用，对铝电解槽控机通讯深入分析，调节各项技术应用。
整合电解铝槽控机通讯系统故障基本类型，强化检测操作，确保通讯稳定，能提升系统运行稳定性。
随着我国各项生产技术与应用技术快速发展，电解铝槽控机通讯系统处于快速发展完善阶段，系统应用价值也会日益提升。
参考文献：
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