铝电解智能模糊控制系统产品用户手册.doc

铝电解智能模糊控制系统产品用户手册本资料包括以下内容:产品技术说明书槽控机操作使用说明书铝电解槽智能模糊控制系统试车方案槽控机接线图(表)槽控机系统讲稿槽控机电气原理图上位机操作使用说明书铝电解槽智能模糊控制系统 产品技术说明书 目 录1、 控制系统整体结构2 、槽控机硬件体系设计方案3 、槽控机智能模糊控制理论与技术概述4 、槽控机硬件体系的主要功能5 、槽控机控制软件的主要功能6 、槽控机的主要特点7 、上位机体系的主要功能8 、系列电流频率转换器的功能9 、电流信号驱动器的功能10、can总线重复器的功能11、系列电压转换器的功能12、其它可选设备13、设备及配件清单铝电解槽智能模糊控制系统产品技术说明书1 控制系统整体结构以两个车间（四个工区）为例，三级网络式控制系统的局域网配置图如图2所示。其中，通讯主干网采用光纤通讯。图1 三级网络式控制系统的局域网配置示意图2 槽控机硬件体系设计方案 槽控机是铝电解槽自控系统的主体部分，图2（壁挂式网络式）槽控机我们应用最新的现场总线及网络通信技术开发的基于现场总线的网络式（全分布式）智能槽控机可以满足现代化电解铝生产自控的需求。该槽控机在电路板的设计采用目前国际上最先进、最可靠的can总线协议，将槽控机内部结构设计为多cpu智能分布式网络结构形式。这种设计方案使槽控机的电路板的数量少，而且大大缩减了各电路板之间用于数据交换的连接线，解决了结构简洁与功能分布之间的矛盾。智能槽控机的外观结构形式为壁挂式结构。图2所示为目前用户普遍采用的壁挂式槽控机，其箱体的外形尺寸相同，均为：800（宽） 550（高） 200（厚）。3 槽控机智能模糊控制理论与技术概述3.1 发展背景为了提高中国铝工业的铝电解计算机控制水平，我们从20世纪80年代后期至90年代初期开发了点式下料和自适应控制技术，其后又针对我国铝电解槽设备与工艺的特点开发出称之为“智能模糊控制”的新型控制技术，该技术在应用中被证明对于提高预焙铝电解槽的技术经济指标作用显著。1997年以来，我们针对该技术不断进行改进和完善改进工作，突出的特点是，应用模糊专家控制技术开发了一种称之为“模糊专家控制器”的新型控制算法，它的基于“近似推理”原理的推理机具有同时处理精确知识和模糊知识的优点，而它的“论域自调整”机制可根据槽况的变化和控制模式的切换，自动调整输入模糊变量和/或输出模糊变量所对应的精确值的论域，从而简便而有效地达到在线自动调整控制器的工作点和动、静态品质的目的。实际应用结果表明，其控制精度、鲁棒性和稳定性好，具有显著的增产节能效果。3.2 模糊专家控制器的基本构成由于能被采集用于槽况分析与控制的信息以及从领域专家那里收集的知识和经验多半都是不精确的，因此一个用来控制铝电解过程的基于规则的系统应该能使用由精确和不精确子句（命题）任意混合的规则进行工作。为了实现这一目标，我们综合应用模糊逻辑控制技术和基于规则的专家系统技术开发出用于铝电解槽控制的称之为“模糊专家控制器”的新型控制算法，其基本构成如图3所示。3.3 规则库的构造采用“ifthen”(条件和结论都可含模糊子句)的模糊产生式表示法来统一地表达由推理机使用的各种规则。为了简化推理机的构造，我们仅采用简单规则和“and”类型的复合规则来表达全部规则，这是因为其他类型的规则均可以拆分为这两种类型的规则。“and”类型的复合规则的表达形式如下：if pj1 and pj2 .and pjm then qj1 and qj2 * and qjn 其中，pj1代表规则j的第1个子前提，qj1代表规则j的第1个子结论，两者都可为模糊或精确的子句，其余依次类推。上述规则表示前件（即条件）中含有m个前提，并且只有当m个前提均成立（或均可能成立），结论才能成立（或才可能成立）。若前件中只含1个前提，结论中只有1个子结论，则便是简单规则，可见简单规则是“and”类型复合规则的一个特例。规则中不精确的子句意味着模糊变量的存在。规则中模糊变量的语言值和隶属函数是依据模糊数学理论，通过经验和实验确定的。所有隶属函数被假定为具有三角形或梯形形状。以槽电阻斜率的模糊集所对应的隶属函数为例（图4），横坐标代表槽电阻斜率的精确值，论域为min, max，当精确值超出论域时，则进行限幅处理。图中的5个梯形表示槽电阻斜率的5个模糊集所对应的隶属函数。其中语言值为“升”的隶属函数可由图中标注了a、b、c、d的四个顶点的量化值坐标所唯一地确定。显然，若b, c两点重合，则隶属函数成为三角形。因此梯形和三角形的隶属函数可统一地用四个顶点存贮。需指出，顶点的值采用量化值而非精确值，量化值与精确值的关系是：量化值 = 精确值 量化因子(k)3.4 论域自调整机制由于电解槽，尤其是设计较差的电解槽具有非线性、时变的特性，要求控制器具有自调整和自学习能力。在这一方面，没有采用常规专家控制器的直接修改规则的做法，而是采用了“论域自调整算法”，即由推理机根据槽况的变化情况和控制模式的转变而修改输入模糊变量所对应的精确值的论域和/或输出模糊变量所对应的精确值的论域,从而简便地而有效地达到在线自动调整模糊专家控制器的工作点和动、静态品质的目的。 以推理机根据下料控制模式的转变调整论域为例，当下料控制模式从浓度校验模式转入常态下料模式时, 可认为氧化铝浓度已经进入了设定的低浓度工作区，为了精细地控制氧化铝浓度稳定在最佳工作点附近，可适当缩小氧化铝浓度工作区，为此推理机调整一些模糊变量所对应的精确值的论域例如，增大槽电阻斜率的精确值的论域的下限，减小其上限，实际上通过增大量化因子k缩小了槽电阻精确值的论域，使精确值对应的量化值增大，此过程如图5所示。用同样方法可缩小下料速率的精确值论域，以达到根据槽电阻斜率等变量的较小变化而细微地调整下料速率的目的。再以推理机根据槽况的变化情况调整论域为例，在下料控制中的一种调整方式是，如果当前“效应距今”变量取值taetae0（设定的标准值）表明目前距上次效应发生的时间较近,那么下料控制的重点目标是防止效应发生以控制均匀、合适的效应系数,因此氧化铝浓度工作区可适当升高，为此减小槽电阻斜率精确值论域的上限和下限：max1 = max-f1(tae0-tae)min1 = min- f2(tae0-tae)式中，f1，f2代表增函数。这样相当于把论域左移。反之，如果taet ae0，表明目前距上次效应发生的时间较远，此时控制的重点目标是控制较低的氧化铝浓度以防生成沉淀, 因此可按相反的方向调整某些模糊变量的精确值的论域来适当降低氧化铝浓度工作区。3.5 推理机我们按照模糊专家系统的推理技术构造推理机（图5）。推理机的推理过程应用了一种“近似推理”算法来计算规则的前件与来自数据库的断言的匹配度。精确的前件与精确的断言的匹配度只能在0和1两者中取其一，否则根据与模糊集相关联的运算来确定，获得一个0与1之间的值。当某条规则的整个前件均经匹配，其中最小的匹配度便是该规则的匹配度。只要该规则的匹配度大于预先设定的阈值，该规则就进入触发规则集。为了消除从触发规则集中选取最终被执行的规则时的冲突，应用了下列策略：一是将规则按规则集分类，每次从每一规则集中最多选择一条规则；二是每一规则集中的规则都分配了一个优先级，因此如果触发规则集中来自同一规则集的规则多于一条，则选取优先级高的规则，而若优先级相同，则选取匹配度高的规则。当某一规则被执行后便可获得一条结论，该结论的每一子结论对应某一变量的取值，该变量可以是一个输出变量或用于推理或计算的中间变量。若该变量是模糊语言变量，则按最大隶属度法进行解模糊来获得一个量化值，该量化值乘以一个比例因子便得到一个精确值。4、智能槽控机硬件体系的主要功能（1） 能控制2个交流220v打壳电磁阀（100w以下）。（2） 能控制3个交流220v下料电磁阀（100w以下）（其中1个用于氟化铝添加）。（3） 能控制3个交流380v交流电动机正反转。（其中1个用于阳极升降，2个用于主付碟阀正反转）（4） 能控制1个交流220v阳极效应报警灯（40w）。（5） 能控制1个阳极效应声音报警装置。（6） 能支持国际最先进的现场总线（can总线）通讯网络协议，以实现电解槽的分布控制集中管理。（7） 能对电解槽槽电压进行实时采样，采样方式为电压频率转换方式，采样范围为0100vdc，采样最快速度能达到每秒8次。（8） 能同步实时采集系列电流频率信号。（9） 具有定时对槽电压采样进行自校正、对采样误差过大的情形进行安全保护与错误报警的功能，确保槽控机采样数据真实，控制安全可靠。（10）可接收阳极脉冲发生器（2个）信号，电解槽阳极提升上、下限位信号（2个），主付蝶阀限位信息信号（关到位，开到位，工作位各2个）共十个信号。（11）在显示面板上有三组大字符数码显示管，分别用于显示电流、电压以及能通过功能键循环查看19种运行参数。（12）在显示面板上有30个功能显示发光二极管，指示槽控机的工作状态。（13）一套无触点触摸开关，接收现场操作人员的人工输入命令。（14）槽控机电源开关具有超时脱扣功能，过欠压脱扣功能。（15）大字符led槽电压表，提供独立于槽控机采样通道的槽电压显示，便于现场操作工通过比较两路电压显示值之间的差异，发现电压采样偏差过大的情形。（16）看门狗（watchdog）方式监视软件的正常运行。（17）具有一个软件可控交流口，监视槽控机设备电源，确保槽控机安全运行。（18）对阳极升降具有多种限时与限幅保护功能（包括由硬件上的无触点安全定时器和电压越限保护，以及软件上的限时与限幅处理措施），做到阳极升降安全万无一失。（19）每时每刻进行自动诊断，对槽控机故障进行显示，方便维护。（20）所有数据实现断电保护，确保控制的连续性。（21）输入与输出之间实现多级光电隔离，确保设备与人身安全。（22）实现闭环控制，确保发出的指令正确执行。（23）重要信息语音自动报警功能。（21）机箱设计应方便维修和安装，机箱密闭防尘。（22）能满足如下安全控制的要求： 具有防雷击装置以保证在雷雨季节槽控机能安全运行。 箱体内逻辑部分与动力部分分开并可靠屏蔽，两部分以标准插接件互联，以保证装卸简单，维护方便。 逻辑部分的易损件设计为可单独插拔的分离部件，以便维护。 槽控机内高频动作、大电流和高电压节点等关键性元件采用高质量产品或进口元件。5 网络式智能槽控机控制软件的主要功能（1）信号采集：在线同步采集槽电压、系列电流；接受并处理与人工作业工序相关的各种手动信号。（2）槽况解析：实时地解析槽况的变化趋势；对不稳定及异常槽况（如电阻针振、电阻摆动、阳极效应趋势、阳极效应发生、下料过程的电阻变化异常、极距调节过程的电阻变化异常等）的预报、报警和自处理。（3）下料与电阻智能模糊控制：由模糊控制器实现对下料速率的调节（即对氧化铝浓度的控制），和对正常槽电阻的控制（即对极距与热平衡的控制）。（4）氟化铝添加控制：对于安装有氟化铝添加装置的电解槽，槽控机能按上位机给定的氟化铝添加速率并结合槽况解析的结果来控制氟化铝添加速率。（5）人工操作工序监控：对换阳极、出铝、抬母线及边加工等进行监控。（6）烟道碟阀的远程自动控制功能：能实现烟道碟阀的位置信息采集与远程自动控制功能。（7）设定参数的自修正功能：能自动地根据槽况实时解析的结果修正目标控制电阻、控制非调节区宽度、基准下料速率、阳升/阳降电阻率等设定参数。（8）多模式控制方式：提供多种可供选择的下料控制模式与电压控制模式。（9）数据处理与存储：为上位机监控程序进行数据统计和记录，并制作和储存报表数据。（10）与上位机的数据交换：在联机状态下能通过通讯接口与上位机交换数据。（11）故障报警与事故保护：诊断、记录和显示自身的运行状态和故障部位，并采取相应的保护措施。6 网络式智能槽控机的主要特点（1）独创的多cpu网络体系结构。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、解析与显示数个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,可相对独立的运行，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。（2）高度智能化。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，且避免了采用结构复杂、维护非常困难的16位或32位cpu芯片（如intel80386等）。（3）集成度高、结构先进、简洁、美观。采用高集成度的进口新品器件构造智能化的电路板，网络体系结构及内部can总线通信方式使连接线极少；内部结构简洁，布局美观。（4）安全可靠，在安全措施的设计上从硬件和软件两方面考虑了多重保护，尤其是确保阳极移动万无一失。智能分布式的结构方式使得故障分散，易于维护，维护费用低；而且当某一模块的cpu工作故障时能被其它无故障的模块检出，从而自动采取保护措施。（5）自诊断功能很强，各智能化的功能模块不仅能对自己的运行状态进行自诊断，而且还能相互诊断对方的工作状态。主要的内部自诊断功能多达十几种。在自行诊断出故障时既能在槽控机面板上显示，并立即在微机站的主机上显示和报警，同时自动切断有关的手动和自动操作。（6）通信稳定可靠，与外部设备（上位机或工作站）的通信是通过基于can总线协议的网络体系采用多主结构通信方式实现的，不仅通信稳定可靠，而且可在通信链路的任意位置接入上位机（或工作站），实现监控与管理。此外，为保证槽控机与外部设备间的通信稳定可靠，我们开发出智能型can总线重复器。该重复器克服了一般的现场总线重复器隔离放大后信号波形的变形和滞后引起的信息传输不可靠的问题，理论上可做到总线长度和重复器的个数不受限制。（7）精心设计的显示面板，显示的信息量和显示方式能很好地满足新的模糊控制技术的需要。（8）独创的非感应式无触点触摸开关 该种开关以金属螺帽作为触摸点。它既克服了有触点开关在强腐蚀高粉尘的环境中易氧化腐蚀和接触不良的问题，又克服了常规的感应式触摸开关在有强烈的电磁场干扰的环境中不能稳定运行的问题，此外能实现开关状态的自动复位功能。（9）双路槽电压采样显示。因为槽电压是最重要的工艺参数，为了确保采样值正确无误，采用了独立的双路槽电压采样显示方式，便于现场及时发现采样偏差。（10）独创的数据采样自校正功能。其智能采集模块中应用了独创的数据采集自校正方法。该方法采用软件（算法）与硬件电路相结合的数据采集自校正方式，有效地克服电路中慢时变的漂移引起的系统偏差，使数据采集的准确性和可靠性大大提高，且免于人工校正。（11）先进的智能模糊控制程序，对应的软件模块按多cpu协同工作的要求设计；在解析与控制模块（模糊专家控制器）的算法开发中，使用了先进的“近似推理”原理来开发推理机，并独创了论域自调整机制来实现在线自动调整控制器的参数和提高系统动、静态品质的目的。此外，提供了可供选择的多种控制功能，以及上百个可依据电解槽特性来设置和调整的参数。（12）使用寿命长、故障率低、维护简易、维护成本低。因采用全新的设计概念和技术、以及国际上新一代高集成度电子产品来构造槽控机，使槽控机的抗腐蚀和抗粉尘侵蚀的能力增强，从而使用寿命、故障停机检修率以及维护成本等指标均优于常规的“插板式”和“大板式”槽控机。（13）不受限制的结构与功能可扩展性。多cpu协同工作方式为未来软件升级留有足够的余地；模块化、网络式的硬件结构为未来硬件的扩展创造了条件。7 上位机（及工作站）的主要功能上位机（及工作站）采用以高档工控微机为核心计算机系统。运行于windowsxp操作系统的32位应用软件能提供友好、简洁、美观的图形操作界面，并实现如下功能：（1）数据交换：既能与槽控机交换数据，又能通过网卡实现与全厂计算机局域网络的联接。（2）监控与管理：提供丰富友好的操作界面和简捷的操作方式；提供多种表格和动态曲线显示方式，实时地显示各联机控制槽的运行信息和槽控机的工作状态信息；能制作和联机输出多种类型的报表，以满足槽况分析和生产管理要求。（3）参数查改与控制模式选择：提供多级权限的槽控机设定参数与知识库查看与修改功能，和槽控机控制模式选择功能。（4）异常事件与故障报警：对阳极效应及重要事件的实时声音或语音报警。（5）槽况诊断与操作维护决策支持：通过启动槽况诊断专家系统，实现槽况诊断并获得槽况维护的建议。但需指出，该系统能否有效地应用主要取决于能否有效地获得槽况诊断所需的现场检测和离线分析数据。8 系列电流频率转换器的功能（1）能接收二次仪表输出的020ma（或420ma，05v，15v）模拟信号。（2）模拟信号与输出的频率信号之间实现电隔离。（3）输出频率与电流之间成线性正比，转换精度为0.1%。（4）转换关系为0100khz对应0250ka（可根据实际情况调整）。9 电流信号驱动器的功能（1） 输入与输出之间实现电隔离。（2） 每一个驱动器的输出端的信号能带动28台槽控机。10 can总线重复器的功能（1） 总线输入端与输出端之间实现电隔离。（2） 输出端的信号能带动至少28台槽控机。11 系列电压转换器（1） 系列电压转换器直接与can总线相连。（2） 系列电压转换器将系列电压转换成数字信号,通过can总线发送到上位机。12 其它可选设备（1） v/f自动校验仪 vfaj该仪器的槽控机相连后,能相互交换信息，完成自动对箱内vf转换参数的校准。仪器通电运行后，内部有五种基准电压，按顺次输入到槽控机的槽电压的入端，同时其can bus与槽控机的内can bus相连，使二者的动作协调一致，达到校准的目的。注意：在校准之前，要把槽控机vf板上的v基准电压调准。（2）系列电流显示屏idp用字高200毫米的大数码管显示系列电流,可挂在电解车间它与槽控机can总线连接，由ac220v供电。（3）电压显示屏 vdp 用字高200毫米的大数码管显示系列电压，或车间电压，或大组电压。可挂在电解车间。它与槽控机can总线连接，与上位机相连，数据可进入生产报表。铝电解槽智能模糊控制系统槽控机操作使用说明书 目 录1、 内部结构简介2、 开机操作3、 关机操作4、 操作面板简介5、 动力箱上的按钮操作方法6、 逻辑箱上的触摸开关操作方法7、 打壳8、 下料9、 大下料（即：连续打壳下料五次）10、阳极升和阳极降11、出铝，换极，边加工（空料）作业开始与结束的通报12、抬母线作业13、控制模式与设定参数的更改14、运行信息及参数查看15、定时器复位16、自诊断和采样诊断17、碟阀操作铝电解槽智能模糊控制系统槽控机操作使用说明1 内部结构简介 每一台槽控机由左右两个部分组成，右半部分叫做逻辑部分，是槽控机的核心部分，左半部分叫做动力部分，是槽控箱的供电部分和控制阳极升降的执行单元。左右两边都有一些连线和电解槽的其它设备相连。 1.槽控机的动力电源（三相、其相电压为380v）：该电源的作用是一方面经过380v220v的动力电源，用于控制打壳下料电磁阀的线包用电，各种接触器动作线包用电等（如电解槽上接有效应灯泡，则包含其用电）；另一方面提供电解槽上提升电机的动力380v电源，该电源由专用的供电回路提供。 2.槽控机逻辑电源（单相、电压交流220v）：该电源经过槽控机的电源板变换后，提供给槽控机的逻辑单元用电。 3.提升电机动力电源线（三相、相电压为380v）：该动力线由槽控机输出，连接到电解槽上的提升电机，当需要进行阳极升降时，经过槽控机的空气开关，主接触器，正转接触器或反转接触器（统称为辅助接触器）将槽控机的动力电源接通，使提升电机正转或反转，带动电解槽上的提升机构达到阳极升降的目的。 4.打壳下料电磁阀连接线（单相、电压为交流220v）：该动力线由槽控机输出，连接到电解槽的打壳下料电磁阀的动作线包上，当需要进行打壳下料动作时，经过槽控机380v220v降压变压器以及固态继电器和槽控机的动力电源接通，使打壳下料电磁阀得电动作，达到向电解槽内补充氧化铝的作用。 5.槽控机避雷接地线（目前未接）：该线通过电解厂房的接地母线直接和大地连接，每个槽控机都和这条线相连，该线连接到槽控机的避雷装置的地线上。该线的作用是使槽控机防雷电袭击和抗电干扰，保证槽控机正常工作，但也是造成槽控机产生相对直流电位差比较高，使维修人员经常直流触电的原因，因此，该接地线有利有弊。 6.槽电压采样线：为了控制电解槽，槽控机每0.5秒要对被控电解槽的槽电压进行一次采样，槽电压采样线是槽控机与电解槽直流大母线的连接线。进入槽控机的槽电压采样线一方面连到槽控机的槽电压表上，进行槽电压瞬时值显示，另一方面经过熔断器连接到槽控机上的vf转换板上，进行电压频率转换，实现对槽电压的采样。 7.系列电流信号线：我们知道要了解电解槽工作状态，其中有两个极其重要的参数，一个是槽电压，另一个就是系列电流。由于所有的电解槽都是串连的，也就是所有电解槽在同一时刻通过的直流电流值是相同的，因此全系列只需安装一个大电流直流检测仪（大哈马），其检测的信号一方面供给电控中心去控制电解供电情况，另一方面经过一个二次仪表将信号发送到if（电流/频率）转换器，使该信号转换成频率信号，经过波形整形和隔离放大，以广播方式发送到所有槽控机内，由槽控机自己同步对槽电压和系列电流进行采样，该信号线就是作此用途的。 8.通信线，本控制系统采用分布控制、集中管理模式，控制动作全部由槽控机独立完成。但槽控机的参数，报表及系列监视工作全部由计算机站集中管理。为了达到这一点，每台槽控机都要和计算机站机房内的微机（上位机）通信，本通信线的作用是连接机房微机和槽控机的，目前我们采用can总线通信协议，因此，通信总线为带屏蔽的双芯线。 9.逻辑单元电路板及器件：槽控机逻辑机箱是槽控机的核心部分，其本质是一台功能复杂的专用微型计算机，其内部结构参见逻辑单元电路原理图和接线表的附图，其主要器件名称及用途如下： 主/显板: 主要作用是对过程进行解析；实现与上位机的数据交换；显示槽控机的运行状态、电压、电流、各种参数并接受触摸开关的输入信号（参见“操作面板简介”）。 vf转换板: 主要作用是完成槽电压和系列电流的采样。 操作板：完成所有的输入输出操作，如阳极升降、打壳、下料等。 触摸开关板：对于电解车间多粉尘、强腐蚀环境，有独特的优越性。 电源板：包含有电源开关、防雷电路和电源变换三个基本部分。电源开关用于接通或切断逻辑单元的电源（但须注意，若要更换电源板，须拔出逻辑箱与动力箱之间的空中接头，才能使逻辑箱彻底断电）。防雷电路由保险丝，压敏电阻和电源杂波过滤器组成，其作用有两个，一个是防雷作用（在其接地的情况下），当雷电袭击到槽控机上时，本避雷元件自我烧毁，切断槽控机与供电的联系，达到保护槽控机的目的；另一作用是在平时吸收供电回路上的尖杂波形，使槽控机的供电状态良好，保证槽控机运行平稳可靠。电源变换电路主要为ac-dc变换器，输入交流220v，输出直流5v电压，额定负载是3a，其作用是给槽控机供应5v的主电源，其特点是变换效率高，输入范围宽，输出稳定。其余各种电源均由dc-dc变换器提供。 电源插座：其电源由逻辑电源提供，但不受电源板上的开关控制。 10. 动力单元电路板及器件：动力箱内动力单元的内部结构参见动力单元电路原理图和接线表的附图。其主要器件及用途如下： 信号采集板：主要作用是：（a）检测接触器的通断状态，以及吸收接触器线包断电时的感应电压。（b）提供一个纯手动自动切换开关：在特殊情况下将其置于纯手动，可使动力箱操作面板上的5个操作按钮生效（参见“操作面板简介”）。（c）定时器，手动升降超过设定时间，切断提升电机。（d）当有特殊情况时，按箱外紧急跳闸按钮达到断开设备电的目的。（e）双路保险管盒：其作用是接通和断开电解槽槽电压和槽控机的连接，在进行槽控机维护时可断开槽电压。 三极空气开关：接通或断开动力电源，过载时自动跳闸。 三极隔离开关：接通或断开接触器输出的提升电机的380v动力电源。 控制变压器：作用是将380v动力电转换为独立的220v设备电。 二极隔离开关：接通或断开逻辑电源及动力箱上槽电压表的电源。 四个接触器：其中两个（称为1km,2km）为主接触器，其余两个（称为3km, 4km）为辅接触器，分别用于阳极升和降（即电机正、反转） 槽电压表和5个操作按钮（见“操作面板简介”）。 四个小型接触器：其中两个（1kmc,2kmc）为主接触器，控制主碟阀电机的正反转，（3kmc,4kmc）为辅接触器，控制备用碟阀电机的正反转。2 开机操作 合上动力箱内二极隔离开关，给逻辑箱的电源板及动力箱上的槽电压表供电。 合上逻辑箱内电源板上的电源开关，整个逻辑单元得电，开始工作。 合上动力箱的三极空气开关，此时动力箱得电，按一次信号检测板上的启动按钮，槽控机开始工作。 注意：动力箱中信号采集板上的“纯手动自动”开关在正常情况下应置于“自动”（auto）侧，此时槽控机处于自动控制状态。三极隔离开关置于闭合状态，使提升电机处接通状态。注意：非正常情况下该开关置于“纯手动”（man）侧时，槽控机脱离自动控制，可以通过动力箱上的按钮进行阳极升降和打壳下料操作。此时即使逻辑单元断电或停止工作，该操作仍可进行。3 关机操作 切断动力箱内的三极空气开关和二极隔离开关，确认方法是机内外各部指示灯全部熄灭。4 操作面板简介操作面板的排布如下图所示。槽控机分左右两部分，左边部分称为动力部分，其操作面板上有一个数字电压表和5个操作按钮。右边部分称为逻辑部分，操作面板由上部的显示面板（在有机玻璃窗内）和下部的触摸开关板构成。显示面板上有3组数码管，30个运行状态指示灯，和19个参数查看指示灯（后面将具体介绍）。触摸开关板由两排共12个触摸螺帽构成。5 动力箱上的按钮操作方法 动力箱上的5个按钮仅用于非正常生产期（如停槽期间、焙烧启动期间或槽控机逻辑机箱故障等）的阳极移动和下料器操作，以及用于需要紧急操作的情形。只有当位于动力箱内的纯手动自动开关拨在纯手动（man）位置时这5个按钮才会起作用，5个按钮的操作方法如下： 槽控机面板布局示意图左侧动力部分；右侧逻辑部分按阳极升按钮可提升阳极； 按阳极降按钮可下降阳极； 按打壳按钮可打壳； 按下料按钮可下料；按紧急跳闸按钮可断开槽控机的设备电。安全警告：（1） 动力箱上的纯手动开关不受逻辑箱中安全保护措施的限制，仅用于停槽期或逻辑箱故障等非正常情况，正常情况下须使用逻辑箱上的触摸开关，以确保阳极升降安全！（2） 用纯手动提升或下降阳极时，应观察阳极运动情况，谨防“拔槽”或“坐槽”。操作完毕时，应确认按钮弹起复位，若按钮粘连导致阳极提升或下降不能停止时，应立即按下紧急跳闸按钮，切断电源！6 逻辑箱上的触摸开关操作方法 逻辑箱上的触摸开关用于正常生产过程中的手动操作，用手指触摸某一金属螺帽，便向槽控机输入了特定的信息，槽控机显示面板上有关的指示灯会点亮或熄灭。因此，不应随意触摸开关。通过触摸开关能完成电解槽运行过程中所需的所有人工操作：抬母线作业及出铝、换阳极、边加工的预定或取消；人工打壳和下料；阳极升和阳极降；参数查看等。下面具体介绍操作方法。7 打壳 （1）两点同时打壳 触摸一下打壳开关，显示面板上打壳指示灯亮，这时槽控机进行一次四点同时打壳作业，完毕后打壳指示灯自动熄灭。假如要进行多次打壳作业，可待一次作业完毕后重复操作。 （2）单点打壳 同时触摸一下打壳开关和参数查看 向下，显示面板上打壳指示灯亮，这时槽控机进行一次1两点打壳作业，完毕后打壳指示灯自动熄灭。假如要进行多次1两点打壳作业，可待一次作业完毕后重复操作。 类似地，同时触摸一下打壳开关和参数查看 向上”，则进行2#点打壳作业。8 下料 （1）两点同时下料 触摸一下下料开关，显示面板上打壳、下料指示灯依次点亮，然后依次熄灭，槽控机进行一次四点同时打壳、下料作业过程。假如要进行多次下料作业，可待一次作业完毕后重复操作。 （2）单点下料 同时触摸一下下料开关和参数查看 向下，显示面板上打壳、下料指示灯亮，这时槽控机进行一次1#两点打壳、下料作业。假如要进行多次1#两点下料作业，可待一次作业完毕后重复操作。 类似地，同时触摸一下下料开关和参数查看 向上，则进行2#点下料作业。 注意：在正常控制过程中这个过程不宜随便使用，以免影响槽控机对电解槽氧化铝浓度的控制，此过程可以用于维修打壳下料系统人员在检查下料系统时或维修工人完成打壳下料系统设备维修后对打壳下料系统进行试验时使用。9 大下料（即：连续打壳下料设定次数） 先按住手动/自动开关，随后触摸下料开关，显示面板上大下料指示灯亮，这时槽控机连续进行若干次打壳加料作业（次数由大下料参数设定），可观察到打壳和下料指示灯依次亮灭若干次。该过程执行完成之后上述指示灯自动熄灭。假如要进行多次大下料作业，可以待一个周期作业完成后重复操作。 注意：由于这个作业向电解槽内打入了较多的氧化铝，对电解槽内的氧化铝浓度有重大影响，因此在正常控制过程中不得随意进行，只能用于以下情况：第一是出现阳极效应；二是下料系统故障造成下料严重偏小时。10 阳极升和阳极降 同时触摸手动/自动和阳极升开关，可向上移动阳极；同时触摸手动/自动和阳极降开关，则可向下移动阳极，且显示面板上阳极升或阳极降指示灯亮。 注意：（1）操作者在执行这两个命令时，应明确操作的目的，在操作过程中应同时观察槽电压的数值及阳极移动的方向是否与操作的目的相一致,如果相反则应立即中止命令的操作，找维修人员处理；（2）触摸一次“阳极升”或“阳极降”开关的时间不要超过5.5秒（可调），如果一次达不到调整电压（或移动阳极）的目的，可以多次重复操作，以免槽控机的安全定时保护电路动作，中止升降操作，人为制造槽控机运行的故障；（3）操作完成后，应确认提升电机确实已停止转动之后方能离开操作现场；（4）正常控制过程中，因为阳极升降命令会改变槽电阻，影响槽控机对电解槽的氧化铝浓度判断，因此除非出现异常槽电压或发生阳极效应的情况，否则不要随便进行阳极升降调整。11 出铝，换极，边加工（空料）作业开始与结束的通报 当在对电解槽进行出铝，或换极，或边加工（含空料）作业前，应提前至少一分钟先触摸一下对应的通报开关，使显示面板上对应的指示灯亮，则表示通报该作业开始。 作业完毕后，如果想提前结束该操作，可以再触摸一下对应的通报开关，使显示面板上对应的指示灯熄灭，则表示通报该作业结束。如果不再触摸对应的操作开关，则槽控机会在设定的操作结束时间到后自动取消该操作，熄灭对应的操作指示灯。 如果没有进行某一作业，而因误操作通报了该作业（即点亮了该作业的指示灯），只要在1分钟之内，再触摸对应的开关使指示灯熄灭，槽控机便视为无效通报。 如果在某一作业进行之中，因误操作通报了该作业结束（即熄灭了该作业的指示灯），只要再通报一次该作业开始（即重新点亮该作业的指示灯）即可。 提示：必须强调：在进行这三类作业前必须通报，没有进行这三类作业时不能误报，否则会导致槽控机误控而引起下料过多或发生效应！这三类作业的通报方式以及槽控机对通报的处理方式完全类似。故以出铝通报为例：触摸“出铝”开关，使显示面板上的“出铝”指示灯亮（表示槽控机接受了通报，槽控机进入出铝监视状态）；30分钟（系统默认时间，可修改）后“出铝”指示灯自行熄灭，槽控机自动退出“出铝”监视状态，并在1分钟后恢复自动控制（包括下料和电压调节），同时从退出“出铝”监视状态算起，保持高电压一段时间（注：附加电压默认设定为70mv)。若想提前退出“出铝”监视状态（即提前恢复自动下料和电压控制），则可在“出铝”指示灯自行熄灭以前触摸“出铝”，使“出铝”指示灯熄灭，槽控机会立即恢复自动控制。但注意，若在通报了“出铝”后不到1分钟的时间内便触摸“出铝”开关使“出铝”指示灯熄灭，则槽控机视为“无效通报”，因而不进行出铝后的高电压保持和停料。因此，若因误操作点亮了某一作业通报的指示灯，只要及时触摸对应的开关使指示灯熄灭即可，如不这样做，会导致不必要的停料和高电压保持！12 抬母线作业 在操作抬母线作业时，触摸抬母线开关，显示面板上抬母线指示灯则以1秒钟为周期忽明忽灭，应遵照下列方法正确输入抬母线密码：用一个手指按住“抬母线”开关至指示灯亮；当指示灯熄灭时，手指及时脱离开关；当指示灯变亮时又立即按住开关；如此重复4次，直到指示灯变亮后不再熄灭则密码输入成功，这时控制过程就转到了抬母线控制，触摸抬母线开关，就可以将母线抬上来。 注意：输入抬母线密码时操作者不要急燥，一步一步按指示灯的提示进行。“抬母线”指示灯常亮期间若停止该开关操作达1分钟，则指示灯开始闪烁，表明1分钟后会自行熄灭（即程序将自动退出抬母线控制转正常控制）。在操作槽控机进行抬线作业前一定要确保各项准备工作已经完成，一定不要在未做好准备工作（特别是卡具未全部松开）就急于操作槽控机的抬母线开关。13 控制模式与设定参数的更改 为了有利于推行标准化操作，槽控机的控制模式与设定参数（设定电压，基准下料间隔）只能由计算机站的操机员通过站内微机向槽控机发送数据来改变。 对于电压调节，只有“自动”和“手动”（即停止自控）两种控制模式可供选择。 对于下料控制，有如下三种控制模式可供选择： “自控”模式： 由槽控机按模糊控制算法自动控制。 “定时”模式：槽控机按照设定的基准下料间隔进行定时下料。 “停料”模式：槽控机停止下料。（说明：如需对某槽实施空料，可电话告知微机站操机员需空料的槽号和空料持续时间即可。不要用拉闸方式停料！）14 运行信息及参数查看 前面已介绍，动力箱只提供了一个数字电压表显示槽电压。运行信息及参数显示主要由逻辑箱提供了一个内容丰富的显示面板，它处于有机玻璃窗内，整体布局见技术说明中的图2。显示面板上有3组数码管，30个运行状态指示灯，和19个参数查看指示灯。14.1 3组数码管和19个参数查看指示灯 3组数码管位于显示窗上部，其上方分别标有槽电压（v）、 系列电流（ka）、 槽状态参数。 数码管显示的槽电压是由槽控机采样电路采样得到的，而动力箱上槽电压表显示的槽电压值是由槽电压表自行独立采样得到的。本槽控机提供两路独立的槽电压显示，其目的是便于现场操作人员及时发现槽电压采样偏差。正常情况下这两路槽电压的偏差应不大于20mv，否则应通知电工来校验和调整。 在参数数码管下方纵向排列有19个小红色指示灯，并对应地标注了19个设定或运行参数的名称。在任意时刻只有其中一个指示灯亮，表明目前参数数码管显示的是与该亮点对应的参数。当触摸参数查看 向上或参数查看 向下开关时，亮点分别向上或向下移动，于是可以查看19个参数中的任一个。 19个参数的定义十分明了地标注在槽控机面板上，此处故不多解释。这里仅对“当前故障代码”取值定义作出说明: 1:主沾连 2:正沾连3:反沾连4:主未合5:正未合6:反未合7:纯手动8:电源跳9:交流口10:定时超(硬件)11:定时短(软件)12:定时长(软件)13:母上限14:母下限15:定时器不能复位16:升降同时17:缺相故障(为0)18:vf板故障19:操作板故障 23:手动开关故障24:升开关故障 25:加料开关故障26:参下开关故障27:参上开关故障28:复位开关故障29:降开关故障30:边加开关故障31:抬母开关故障32:打壳开关故障33:出铝开关故障34:换极开关故障14.2 30个运行状态指示灯 各指示灯点亮时的含义如下：效应：当前处在阳极效应中；电阻针振：槽电阻出现高频波动现象，且高频波动的幅度超过了设定值；电阻摆动：槽电阻出现低频波动现象，且低频波动的幅度超过了设定值；正常下料：目前电解槽处于正常下料状态，即下料时间间隔基本与设定的基准下料间隔相符；减量下料：目前电解槽处于减量下料状态，即下料时间间隔明显大于设定的基准下料间隔；增量下料：目前电解槽处于增量下料状态，即下料时间间隔明显小于设定的基准下料间隔；阳极升：正在输出自动或手动阳极升的命令；阳极降：正在输出自动或手动阳极降的命令；取消阳移：自动状态下，在一设定时间内不进行阳极升降操作；附加电压：电解槽正处于人工作业（出铝、换阳极和边加工）后的高电压保持阶段，或者槽控机解析发现电解槽的电阻不稳定而适当升高了设定电压值。纯手动：当动力箱中的纯手动自动开关位于纯手动一侧时，该指示灯常亮；手动：触摸到触摸开关板上的手动自动开关时，该指示灯亮，当手指离开手动自动开关时，该指示灯随即熄灭。正常周期1:阳极效应发生以后，转入本下料周期。等待周期1：正常周期1以后所转入的效应等待周期。 正常周期2：阳极效应在等待周期1或等待周期2未发生以后，转入本下料周期。等待周期2：正常周期2以后所转入的效应等待周期。 人工停料：上位机根据现场要求，使槽控机在规定的时间停止下料。人工定时：电解槽启动初期或病槽时，槽控机进行定时下料，不作浓度控制。该工能要通过上位机设定控制状态，需要时应与计算站联系。抬母线：槽控机接受了“抬母线起始“的通报之后的一定时间内，且尚未接收到“抬母线结束”的通报。出铝：槽控机接受了“出铝起始“的通报之后的一定时间内，且尚未接收到“出铝结束”的通报。小下料：正在输出自动或手动下料命令；大下料：正在输出自动或手动大下料命令（即连续打壳下料5次）；单打壳：正在输出只打壳而不下料动作；添加氟盐：正在执行添加氟盐过程中；换阳极：槽控机接受了“换阳极起始“的通报之后的一定时间内，且尚未接收到“换阳极结束”的通报；边加工：槽控机接受了“边加工起始“的通报之后的一定时间内，且尚未接收到“边加工结束”的通报； 通信指示：通信正常情况下此灯闪烁；采样诊断：槽控机正在自行进行采样诊断，或者接受到人工输入的采样诊断命令，即同时触摸手动/自动和参数查看 向下后进行采样诊断，采样诊断的主要内容是检查采样电路的可靠性和正确性；自诊断：槽控机正在自行进行自诊断，或者接受到人工输入的自诊断命令，即同时触摸手动/自动和参数查看 向上后进行自身诊断，自诊断的主要内容是检查阳极升降器件及保护电路的安全性和可靠性；机器故障：当出现定时器超时、电源跳闸、接触器未正常通断、母线越限等情况时，该指示灯亮。15 定时器复位 如果连续手动阳极升或阳极降的时间超过设定限值（根据各厂减速机不同有变化，如5、10秒不等），或者其他原因导致槽控机内部安全保护电路发现阳极移动时间超过设定限值，槽控机的显示面板的定时器超时指示灯亮，且使自动和手动阳极升降失效。此种情况下可通过触摸定时器复位开关使定时器超时指示灯熄灭，阳极升降即可恢复正常。定时器复位还可用来强行清除槽控机设置的跳主闸或升降异常故障标志，使槽控机恢复自动电压调节或手动阳极升降，但若其后槽控机自诊断时又发现了此类故障，则还会置上相应的标志，并使自动和手动阳极升降再次失效。安全警告：为了安全起见，出现阳极升降故障标志时不要滥用定时器复位开关，尤其是当发现反复出现此类故障标志时应及时通知电工检查。16 自诊断和采样诊断 本功能供槽控机维护人员使用,方法是同时触摸手动自动和参数查看向上，显示面板的自诊断指示灯亮，槽控机便进行一次自诊断，检查接触器和定时电路等是否正常。同时触摸手动自动和参数查看向下，显示面板的采样诊断指示灯亮，槽控机便进行一次采样诊断，检查电压采样电路是否正常。17 烟道碟阀控制同时按住阳升和参数查看向上 按钮3秒以上，进入烟道蝶阀主阀控制。同时按住阳降和参数查看向下 按钮3秒以上，进入烟道碟阀副阀控制。采样诊断 指示灯代表碟阀开到位，自诊断 指示灯代表碟阀关到位。进入碟阀控制后，采样诊断