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

张钊张长征

河南神火集团有限公司商丘铝业分公司张钊张长征

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。

2.槽控机的自动控制机制概述YFC-99铝电解槽智能模糊控制系统是铝电解槽的核心直接控制系统，通过对铝电解槽中的电压和电流进行实时采样和分析，并根据设定的参数对电压和电流进行解析运算，同时将铝电解各个工艺操作进行手动和检测信号操作。在信号的输出通道中控制系统通过辨别电解槽内的能量平衡的阴阳极升降的信号，最后传输出物料平衡信号。然后在模糊自动控制的状态下，实现阳极升降、下料、出铝等工艺。槽控机控制系统对电解槽中的物料平衡状况以及热量平衡状况进行实时的智能模糊控制。YFC-99铝电解槽智能模糊控制系统使用的模糊控制软件有热平衡控制、能量与物料平衡控制、三度寻优控制，3.解决通信故障的措施（1）及时复位CAN卡。当CAN总线发生故障时，要及时复位CAN卡或装配新的CAN卡，还可以重新启动接口机处的监控系统或者接口机操作系统[3]。

（2）定位故障发生源。当光纤或者通信转换模块出现故障时，必须及时定位故障发生源，掌握光纤或通信转换的线路和走向，同时启动备用的光纤和通信线路，及时恢复通信系统的正常运行。当光纤的传输数据的功能恢复后，就对通信转换模块进行维修或者更换。

（3）更换元器件。元器件故障或损害是槽控机发生通信故障的主要原因，只要找出受损的元器件，并对其维修或更换就能解决通信故障（4）纠正通信地址。首先要对通信地址发生错误的电解槽进行准确定位，再根据槽控机主板的更换记录，关闭一部分的电解槽，辨别错误地质槽的方位，然后不断缩小辨别范围，将错误电解槽检测出，然后进行通信地址的纠正。

4.提高槽控机自动控制能力的方法（1）提高软件控制性能。软件控制主要采取自动升降阳极的时间保护，以定时的方式控制槽控机的控制能力，最大阳极升降时间为4~8s，一旦阳极升降超时，自动控制系统会立即中断信号。当槽电压出现“压槽”、“拔槽”时，定时设置能够根据阳极升降系统对电解槽进行自动调整，一旦发现故障信号就会发出语音警报和故障代码，软件系统自动对故障进行解析，方便维修人员展开工作。

（2）提高打壳下料安全性能。当槽控机处于正常工作情况下时，槽电压总是在电解槽规定的参数范围内上下起伏的，而软件定时操作能够为打壳下料工艺提供不过稳定的电压运行，倘若打壳下料出现异常，槽内的槽电压会大于规定参数值，而槽控机就会自动启动监控系统，智能化地判断电解槽内的电阻是否超出规定参数值，打壳下料工序是否出现故障，一旦情况属实，系统将会发出维修信号。

（3）提高阳极母线上下限安全性能。要实现阳极母线的上下限安全，就必须将阳极母线的有效行程定位在0~450mm范围内游走，避免母线移动超过标准范围。行程是电解槽内的探测仪向CPU发出的上下限位的信号，当阳极母线在上限位时，可进行降阳极操作，当母线在下限位时，可进行升阳极操作。

（4）提高槽控机抗干扰性能。YFC-99铝电解槽智能模糊控制系统，电流为220KA，因此采用无功补偿容量为96000KVA整流变压器为槽控机控制系统的控制电源进行一级隔离，将电流变压为两路，一路供给低压电器控制回路部分，一路供给电路板的电源。

5.结束语铝电解自动控制系统是铝电解系列生产中最核心的控制系统，该控制系统一旦发生工薪故障，电压槽出现“压槽”事故，将会造成铝电解生产中的大量电流的阴阳极脱开，发生短路，最终导致多台电解铝槽控机发生严重爆炸，铝电解系列停产将不可避免，那时的经济损失将是不可估量的损失。因此在槽控机的自动控制系统中，提高通信性能和自动控制能力对铝电解企业稳定生产、节能减排具有重要意义。

参考文献：[1]肖志红.电解槽槽控机的自动控制与安全保护措施[J].信息技术，2012，（32）：5.[2]李吉力，王前普，肖劲.预焙铝电解槽智能模糊控制系统[J].中国有色金属学报，2013，8（3）：557-561.[3]刘永新，张忠仁.铝电解槽控制设备通信故障及对策[J].自动化工程，2013，（2）：57-58.