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铝电解槽智能模糊控制系统__槽控机使用手册20080912

发布时间:

铝电解槽智能模糊控制系统
----NEUI- ----NEUI-PIC300 智能槽控机使用手册 NEUI
1 概述
NEUI-PIC300 智能槽控机是东北大学设计研究院(有限公司)和我公司联 合为铝电解计算机控制系统开发的新一代产品。 该设备是铝电解槽生产过程智能 控制专用设备,可工作在电解车间恶劣的工业环境中,能抗冲击,振动和粉尘, 具备较强的环境温度适应性。由于采用高集成化.可维修性设计和现代铝电解控 制理论,使其抗干扰性能强,功能完备,运行可靠,已在全国各大中小铝厂得到 广泛使用, 为我国铝行业电解生产自动化和技术改造创造了很大的经济效益和社 会效益。该设备的主要技术特点是: (1)、控制方法现代化:控制系统采用实时智能控制软件,集数据采集、槽 况解析、信息显示、生产自动化控制等于一体,实现了对电解槽的能量 和物料*衡的全面稳定控制。 (2)、高性能的 CPU:槽控机采用高性能工业级 F2MC-16L×CPU。该 CPU 为 16 位微*鳎捎 256K Flash、6K ram、2 路 CAN 接口和 URAT0 和 URAT1 串行接口及多达 81 个 I/O 口。微*饔 32 位累加器,支持 C 语言实时 多任务处理。 (3)、高度集成化:槽控机主控板经过精心设计,将 CPU 单元、A/D 转换、输 入输出(I/O)等集成在一块电路板上,大大提高了系统的集成度。由 于减少了接插件的数量,也大大提高了系统的抗干扰性和可靠性。 (4)、控制系统网络化:采用 CANBUS 现场总线工业控制网络,总线结构简单、 可靠,负载能力和抗干扰能力强。 (5)、自诊断功能强:槽控机具有强大的自诊断功能,定时或随时对槽控机 各主要电路及器件进行在线检测,并随时显示故障信息,便于维护人员 及时发现和处理故障。 (6)、安全可靠、自保护功能强大:控制系统具有硬件超时保护,升降自锁 保护,过欠压分励脱扣保护,硬件看门狗保护,软件保护,防雷击保护。 (7)、数据采集精确化:槽控机采用高性能的 V/F、I/F 转换器,确保温漂小, 精度高。 (8)、结构简单、布局合理:槽控机集成度高,元件少,体积小,寿命长, 挂墙安装。 (9)、操作、维护方便:操作人员可通过槽控机面板按钮及显示信息等与槽

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控机直接对话。

2 槽控机结构
槽控机采用双开门、壁挂式。槽控机箱体左侧为动力箱,右侧为逻辑箱。动 力箱由接触器、空气开关、控制按钮、槽压表和信号检测板组成。低压电器采用 施耐德公司产品。逻辑箱的逻辑部分由开关电源、固态继电器、CPU 主控板、数 码管显示和状态显示板、轻触开关板组成。 (1) CPU 主控板:该板由 CPU、CAN 通讯接口电路、槽电压、系列电流数据采集 主控板: 电路、光隔输入、输出电路、固态继电器驱动电路、提升机升降、安全保护 电路等组成。 CPU:槽控机采用高性能工业级 F2MC-16L×CPU。该 CPU 为 16 位微*鳎 CPU: 成有 256K flash、6KRAM、1 路 CAN 接口和 URAT0 和 URAT1 串行接口及多达 81 个 I/O 口。微*饔 32 位累加器,支持 C 语言实时多任务处理。 (2) 数码显示和状态显示板: 数码显示和状态显示板: 该板由数码显示器和发光二极管组成。 数码显示器 用于系列电流、槽电压和工艺过程控制参数。发光二极管显示槽控机操作状 态和运行状态以及电解槽的状态。 (3) 轻触开关板:该板的轻触开关用于操作人员向槽控机发布各种操作指令。 轻触开关板: NEUI- NEUI-PIC300 智能槽控机实物照片

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3 功能描述
槽控机硬件功能: 3.1 槽控机硬件功能:
(1) 控制两个交流 220V 的打壳电磁阀。 (2) 控制三个交流 220V 的下料电磁阀。 (3) 控制一个交流 380V 交流电动机正反转。 (4) 控制一个交流 220V 的阳极效应灯。 (5) 支持国际先进的 CAN 现场总线通讯网络协议,以实现电解槽的分布控 制、集中管理。 (6) 对电解槽压进行实时采样,采样方式为电压频率转换方式,采样范围 为 0~100VDC(自动换档) ,线性误差<0.1‰。 (7) 同步实时采集系列电流频率信号。 (8) 具有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 与错误报警功能,确保槽控机采样数据真实,控制安全可靠。 (9) 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、电压及 能通过功能键循环查看相关参数。 (10) 在显示面板上设置相关功能显示发光二极管,指示槽控机的工作状 态。 (11)操作面板开关采用轻触开关,接收操作人员的人工输入命令。 (12)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。 (13)看门狗(WATCHDOG)方式监视软件的正常运行。 (14)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。 (15) 对阳极升降具有多种限时与限幅保护功能(包括由硬件*踩ㄊ 器, 以及软件上的限时与限幅处理措施) 做到阳极升、 , 降万无一失。 (16) 具有自诊断功能,可对槽控机故障进行显示,方便维修。 (17) 所有数据实行断电保护,确保控制的连续性。 (18) 输入与输出之间实现多级光电隔离,确保设备与人身安全。 (19) 实现闭环控制,确保发出的指令正确执行。 (20) 逻辑部分的易损件设计为可插拔的分离部件,以便维护。 (21) 槽控机内高频动作、大电流和高电压节点等关键元件采用高质量产 品或进口元件。

槽控机软件功能: 3.2 槽控机软件功能:
槽控机软件是根据铝电解生产的特点,在总结专家的知识和经验的基础上, 综合应用专家系统技术和模糊控制技术开发的适合在槽控机上运行的铝电解生

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产过程实时智能控制软件。它是铝电解生产过程智能控制系统的核心内容,其主 要功能如下: (1) 电解槽数据采集与解析 在线采集系列电流和槽电压数据,并经过卡尔曼滤波和*滑处理,作 为判断槽况,进行槽温控制、氧化铝浓度控制的重要依据。 (2) 氧化铝浓度智能控制 在铝电解生产过程中,槽电阻与氧化铝浓度存在不对称的 U 型关系。 在控制中,我们采用对电解槽施加“激励” (氧化铝“欠量加料”与“过量 加料”,并考虑槽况的综合因素,应用模糊专家控制技术对被控对象(氧化 ) 铝浓度)动态特性在线智能辨识,并依据辨识结果实时调整模 糊专家控制 器的工作点和进行加料控制方式的选择。为了增强系统的鲁棒性,在系统中 引进自决策机制, 在氧化铝浓度在线评估和槽况自诊断的结果基础上进行决 策,实时调整系统中的比例因子和模糊集合(论域自调整) ,达到保持较好 的系统动、 静态品质的目的, 从而保证氧化铝浓度控制精度达到预期的效果。 (3)极距调整和热*衡控制 以保证电解槽能量*衡为原则, 通过槽况诊断系统对引起槽电阻变化的 因素进行分析、 判断, 通过在一定的范围内自动地调整槽电阻目标控制区域, 并选择最佳的极距调节频率和幅度,维持理想的极距和热*衡。 (4)阳极效应跟踪预测及抑制 槽控机在电解槽生产过程控制中不断地监视槽电阻斜率的变化趋势, 并根据槽电阻的斜率变化状态,做出效应预测。并采取特殊加料方式进行 抑制。 (5) 槽压波动的判断和自动处理 槽控机安装有槽噪声分析软件,结合槽况诊断系统,对槽电压波动异 常工况进行在线诊断。并做出报警和相应的处理。 (6) 工艺操作过程控制 在正常生产过程中,电解槽的出铝、换极、边部加工、母线提升等是 必要的工艺操作,对于这些特殊生产操作,控制软件将依据不同操作类型、 不同浓度情况,进行相应的监控。 (7) 氟盐加料自动控制 按上位机下送的加料量,选择合适的加料速率进行氟盐加料。

3.3 手动控制功能
3.3.1 手动极距控制 槽控机动力箱和逻辑箱具有手动极距控制按钮, 可进行手动阳极升、 降控制。

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3.3.2 手动加料控制 手动加料控制可由逻辑箱上和动力箱上的操作按钮进行, 分手动定时加料控 制和效应处理加料控制。

3.4 生产管理功能
各种控制过程信息显示 各种槽状态信息显示 生产工艺参数信息显示

3.5 槽控机自诊断功能
3.5.1 主控板上电自诊断 主控板上电时对中央处理单元进行自诊断, 如果正常, 中央处理单元绿灯亮, 如果有故障,红指示灯亮或红、绿指示灯同时亮。 3.5.2 接触器动作失败、粘连检测 接触器动作失败、粘连检测 接触器动作失败,粘连检测是通过检测板,提升机加电,工作 1 和工作 2 信号来在线检测,当程序发提升机命令前或清提升机命令后,若有提升机加电信 号,则主接触器粘连,若程序发提升机命令后,无提升机信号,则主接触器动作 失败。同理,当程序发阳极升降命令前或清阳极升降命令后,若有工作 1 和工作 2 信号,则阳极升降接触器粘连,若程序发阳极升降命令后,无工作 1、工作 2 信号,则阳极升降接触器动作失败。 3.5.3 定时器检测 程序发加电诊断信号, 定时器开始计时, 在规定的时间内, 定时继电器动作, 并将超时信号反馈给计算机,若在规定的时间内无超时反馈信号,则是定时器故 障。 3.5.4 失电检测 当主电源开关合上时, 分励脱扣器辅助触点闭合, 主电源跳闸信号为高电*。 当主电源开关断开时分励脱扣器辅助触点断开,主电源跳闸信号为低电*,程序 通过判断主电源跳闸信号的电*状态,可在线自动进行失电检测。 3.5.5 V/F 检测 主控板上设置标准电压(4V), 程序发 V/F 诊断信号后, 计算机采集标准电压, 若其数值超过规定范围,则认为 V/F 转换电路故障。 3.5.6 三相交流电源缺相检测 若程序发阳极升降命令后, 若无工作 1 或工作 2 信号则可判定三相交流电源 缺相。 3.5.7 分励脱扣器线圈检测 程序通过空开线圈检测信号来判断。计算机发加电诊断信号,在规定时问内

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定时继电器动作,并反馈空开线圈检测信号,若无此信号,则空开线圈故障。 3.5.8 交流口检测 交流口信号是我们为了防止由于程序乱,造成阳极升降误动作而设计的。其 工作原理类似于看门狗,当程序正常时,定时向一输出口发出脉冲信号(*涣 口)。若在规定时间内无此脉冲信号,表示程序乱,并驱动定时继电器动作,切 断提升机命令。若此时有阳极升降动作,将分励脱扣线圈接通,主开关跳闸。 其检测过程就是在规定时间内不发脉冲信号,看定时继电器是否动作,若不 动作,就可认为交流口故障。

3.6 阳极动作保护功能
3.6.1 阳极升降限位保护 通过槽上阳极升降计数器的上下限常开、常闭触点进行保护。 3.6.2 阳极升降限时保护 分为硬件和软件两种保护,硬件设计有定时器 0—10S 可调(设置 6S) ,软 件设阳极升降动作时间,到时切断输出命令。逻辑箱上手动阳极升降操作也进行 限时保护。

4 性能及技术规格和参数
4.1 空气开关 C45N C45AD 2P 3P 10A 40A 220—415VAC 接点 3A

MX 十 0F (分励脱扣) MX 十 0F 4.2 接触器 3TB44 线圈电压 触头 50A 4.3 槽压表 量程:0—100V 精度:0.2% 分辨率:10MV 显示方式:4 1/2 位 LCD 工作环境:温度-10~50℃ 电源:AC 220 土 10% 功耗:小于 5VA 外形尺寸:160x 80x 60(mm) 4.4 检测板 50Hz 220VAC

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输入通道数:8 路 输入电压范围:0—380VAC 数字量输出通道数:8 路 输出通道组数:1 组(8 位/组) 工作电压: 12VDC 隔离电压:1500V 直流 工作温度范围:0—80℃ 4.5 开关电源 交流输入电压:180—260VAC 交流输入频率:47—63 Hz 直流输出路数:6 路 +5V、5A; +5V、1A; +15V,1A; +5V、1A; -15V、1A; +12V、3A;

负载输出调整率<=0.2% 输出纹波电压<=50m(VPP 值,含噪声) 输出电压可调范围:>=10% 效率:满负载 72% 温度系数: 过压保护: 0.02%℃ 十 5V 输出时为 5.6—6.4V 保持时间:满载时 20ms 过流保护:对所有输出均实行过载保护 高电位测试:输入与地,输入与输出之间加 1.5KV 交流,保持 1 分钟,满足 UL 和 CSA 安全规范要求。 漏流小于 10MA,满足 UL 和 CSA 安全标准。 绝缘电阻: 输入与地,输入与输出之间>30MΩ,满足 VDE 绝缘标准。 工作温度:—20—70℃ 存储温度:—20—85℃ 4.6 固态继电器 控制路数:7 路直流负载 输出端额定工作电压及电流范围:380VAC/5A 交流工作电压范围:160VAC—430VAC 通态压降:<3V 开态断态漏电流:<5mA 开启时间:<10ms

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关断时间:<10ms 4.7 主控制板 4.7.1 中央处理单元 4.7.1.1 MB90F540/545 系列微控制器功能结构图

系列微控制器功能描述: 4.7.1.2 MB90F540/545 系列微控制器功能描述: ● MB90540/545 系列 16 位单片机内部有 CAN(Controller Area Network) 总线,FLASH ROM,主要应用于汽车与工业控制等;
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MB90540 有 2 个 CAN 总线接口, MB90545 只有 1 个, CAN 总线符合 V2.0A、 其 V2.0B,能支持更灵活的信息缓冲处理,比一般的 FULL CAN 有更多的功能; 由 F MC-16LX
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CPU 内核提供的指令继承 F2MC 家族指令 AT 架构, 支持高级

语言,可扩展地址模式,有增强乘除指令,增强位操作指令等; 微控制器有 32 位累加器(长字处理); MB90540/545 系列周边资源有:8/10Bit 的 A/D 转换器,UART,扩展 I/O 串行接口,8/16Bit 定时器,I/O 定时器(输入捕获,输出比较)。 嵌入 PLL 时钟电路;工作时钟可以对晶体时钟 2 分频,1 到 4 倍频,最小 指令周期 62.5ns(4M 晶体,4 倍频到 16M);子系统时钟:32K; 丰富的数据类型。地址模式(23 种), 带符号的乘除法指令和中断返回功 能,32 位的累加器;支持 C 语言与多任务处理,系统堆栈指针,指针间接 寻址,桶式移位寄存器指令;可编程修补功能 (两个地址指针); 4 字节 指令队列,增强指令执行速度; 8 个中断优先级,34 个中断源;不依赖 CPU 操作的数据自动传输功能,可扩展智能 I/O 应用功能; ● 嵌入 FIASH 有 256K ROM, RAM, 其中 MB90F543 有 128K FLASH, 6K RAM, MB90549 FLASH,6K RAM;FLASH 支持自动编程,可擦写、可恢复,擦写

次数大于 10 万次,可通过 UART0 口在板编程,数据可靠存储 10 年以上, 擦写可设置加密位,有运算完成指示位,FLASH 中的每个 Block 均可擦除, 外部编程电压保护; ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 低功耗工作模式; 0.5um CMOS 工艺; 81 个 I/O 口; 看门狗定时器(1 路); 8/16 Bit 16 PPG 脉冲发生器(Pulse Pro-gram Generation):8/16 Bit 4 I/O timer,输入捕获: channels,占空比可调,比 PWM 有明显优势; Bit 自动重装计数器; 1 路 16 Bit 自动运行 8 路,输出比较:4 路; 1 路可扩展 I/O 串行接口; URAT1: 8Bit 全双工双 Buffer,时钟同步或异步串行传输可选,可编程 到 1Mbps; 8 路外部中断电路,启动可扩展智能 I/O 口后,由外部输入信号触发,来产 生一个外部中断;根据开关任务产生中断请求; MB90F540 系列有 2 个 FULL CAN 接口, MB90F545 系列有有一个, FULL CAN URAT0:8Bit 全双工双 Buffer,时钟同步或异步传输可选,可编程到 2Mbps;

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总线符合 V2.0 PartA、PartB,信息缓冲处理更灵活; ● 外部总线最大寻址空间为 16M 封装:100PIN QFP 封装: Byte; 4.7.1.3

功能块: 4.7.1.4 功能块: ● CPU:351 条指令,指令位长度 8/16 bit,指令长度 1-7 字节,数据位长 度 1/8/16 bits, 晶体, 4M 工作频率为 16M 时最小指令执行周期 62.5ns, 最小中断响应时间 1.5us; ● UART0:时钟同步传输速率为 500K/1M/2Mbps;时钟异步传输速率为 4808/5208/9615/10417/19230/38460/62500 /500000 bps;传输模式可 是双向串行,也可是主从模式; ● UATR1(SCI) :时钟同步传输速率为 62.5K/12K/250K/ 500K/1M bps;时 钟异步传输速率为 1202/2404/4808/9615/31250 bps;传输模式可是双 向串行,也可是主从模式; ● ● ● ● ● 8/10 bit A/D 转换器:8 位数据输入,转换精度 8/10 bit 可选,可工作 在一次转换模式,扫描转换模式,连续转换模式,停止转换模式等; 8/16 bit PPG 定时器:4 路 8/16bit,脉冲间隔:fsys、fsys /2、fsys /4、fsys /8、fsys /16、128us 等,fsys 为工作时钟; 16 bit reload 定时器:2 路,工作时钟频率 fsys/2、fsys/8、fsys/64 等;支持外部计数功能; 16 bit I/O 定时器:16 bit 输出比较:4 路,输入与比较寄存器匹配 的信号;输入捕获:8 路; CAN 总线接口:2 路(MB90540 系列) 路(MB90545 系列) ,1 ,错误自动 重传, 响应远帧自动传输; 个数据信息缓冲器优先级, 16 且可身份认证, 支持多信息;灵活配置滤波器;速率可到 1Mbps; ● ● ● ● ● 外部中断电路:8 路,上升沿、下降沿或高、低电*有效; 扩 展 I/O 串 行 接 口 : 时 钟 同 步 传 输 速 率 31.25K/62.5K/ 125K/500K/1Mbps,低有效或高有效字节在先可选; 看门狗定时器:复位时间间隔 3.58ms/14.33ms/57.23ms /458.75ms; FLASH:支持自动编程,可擦写、恢复等; 电压:5V±10%
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4.7.2 24 路光隔开关量功放输出 24 个开关量输出,占用三个连续的口地址。 各输出信号具有锁存功能。 每路输出负载能力达 200mA。 见附录 A,槽控机输入输出信号 I/O 表。 4.7.3 24 路光隔开关量输出 24 个开关量输入,占用三个连续的口地址。 单端输入。 见附录,槽控机输入输出信号 I/O 表。 4.7.4 2 路高速光隔脉冲量计数 提供 2 路 16 位计数通道。 板上有独立时钟,时钟频率为 5MHz。 外部输入信号与系统之间经过了整形和光隔,缓冲。 输入,可响应 1 MHz 4.7.5 V/F 转换 输入电压范围: 输出频率范围: 系统精度: 分辨率 16 位 工作电压 工作温度 保存温度 4.7.6 交流口电路 为防止意外事故造成程序执行方面的故障,主控板上设有交流口电路,该 电路可以在程序执行发生故障的一段时间内,切断阳极升降控制信号(如果此时 有阳极升降动作,使主开关跳闸)交流口动作时间:0--10 秒,可调。 4.7.7 定时电路 为防止阳极升降故障造成压槽、拔槽、主控板上设置定时电路,当阳极升 降时启动定时器,阳极升降时间超过定时时间,该电路动作,切断阳极升降控制 信号,并使主开关跳闸,定时时间 0--10 秒,可调。 ±9V--±18V 0--70℃ -25℃--125℃ 0--100V 0--100KHz 0--10V, 0.2%以下 10V--100V,0.5%以下 TTL 电*脉冲量输入。

5 槽控机基本控制参数设定
以下基本控制参数根据生产实际情况,在接口机进行修改设定。 5.1 设定电压: 设定电压:

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在标准系列电流状态,希望保持的槽电压值。 一般设定范围为 3.5 V -- 4.8V 4.8V。 5.2 5.3 加料间隔: 加料间隔: 每两次加料之间的间隔时间(单位,秒) 。即加料速率。 出铝后过程控制参数: 出铝后过程控制参数: 电解槽在出铝后一般需附加一定的电压值,并保持高电压一段时间。 附加电压: 附加电压: 在原设定电压基础上附加该值, 并以此值作为目标值进行控制。 例:20 mV。 附加电压时间:保持附加电压的时间。例:10 分钟 附加电压时间: 压时间 停 NB 时间:出铝过程控制中,停止加料时间。例:5 分钟 时间: 附注: 附注: a.“停 NB 时间”指在“自动”状态下,按下“出铝”键后,开始停止加料的 自动” 自动 时间。该值可根据出铝操作及生产实际情况来设定。在“停 NB 时间”结 束后,仍按设定的正常加料间隔进行加料。 b. 在出铝操作之前按下槽控机(逻辑箱)面板上的出铝按钮后,槽控机会跟 踪出铝过程, 自动下降阳极, 一般情况不需切换到手动状态人工下降阳极。 但如果电压上升过快,槽控机自动降阳极不及时导致电压过高时,需要人 工在手动状态下降阳极。 c. 上面参数为系列参数,即全系列每台槽在进行“出铝后过程控制”时均按 上面参数进行控制,建议每台槽的出铝操作一致。 5.4 换极后过程控制参数: 换极后过程控制参数: 电解槽在换极后需附加一定的电压值,并保持一段时间。下面参数可根据 生产实际情况,通知计算站修改: 附加电压: 附加电压: 在原设定电压基础上附加该值, 并以此值作为目标值进行控制。 例:120 mV。 附加电压时间: 附加电压时间:保持附加电压的时间。例:60 分钟。 停 NB 时间:在换极过程控制中,停止加料时间。例:15 分钟。 时间: 附注: 附注: a.“停 NB 时间”指在自动 自动状态下,按下“换极”键后,开始停止加料的时间。 自动 该值可根据换极操作时进入槽中氧化铝量(估算)的多少及生产实际情况 来设定。在“停 NB 时间”结束后,仍按设定的正常加料间隔进行加料。 b. 全自动状态下,在开始换极操作前按下“换极”键,进入换极过程控制。 若换极操作出现异常(换极时间过长等) ,例如:换极时间超出“附加电 附加电 压时间” 压时间 ,建议根据电解槽缺料情况手动补料,并再次按下“换极”键,

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以保证换极后能量的补充。 c. 上面参数为系列参数,即全系列每台槽在进行“换极后过程控制”时均按 上面参数进行控制,建议每台槽的换极操作基本一致。 5.5 效应(AE)参数: 效应( AE) 参数: a. AE 判定电压 判定电压:10V(可修改); 指槽压超过此值即为判断为效应。 b. AEB 中下料次数: 3 次(可修改) 中下料次数 ;指进行一次效应处理,即 4 点(所有 加料点)同时连续加料 3 次。 在发生效应时, 槽控机连续两次 AEB 处理, 即 3 次×2=6 次,此 6 次中间,间隔 1 分钟,目的是使氧化铝得以溶解。 但半自动状态下,每按一次“效应处理键” ,只进行 3 次连续加料。效 应处理过程可依据不同的要求进行设计。 注意: 发生效应时, 如果置半自动状态, 则槽控机不进行自动效应处理。 注意: 发生效应时, 如果置半自动状态, 则槽控机不进行自动效应处理。 c. AE 等待时间:180 分钟(可修改) 等待时间 ;指进入等待效应后,停止加料,以等 待效应发生的时间。如在此时间内仍未发生效应,即表明此次效应等待失 败,重新开始加料过程,同时加料间隔(设定的加料间隔)将自动增加。此 附加值在下次效应之后自动消除。 5.6 标准系列电流:整流所提供的标准电流强度,单位 KA。 标准系列电流: 单位 KA

6 槽控机数字显示部分及各种状态指示灯说明

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6.1. 数字显示部分 逻辑箱上部有三组数字显示块,从左至右显示内容依次为:槽电压、系 列电流和工艺控制参数。 6.2. 参数选择指示说明

。例如槽控机 设定电压: 设定电压:在标准系列电流强度时的设定电压值, 单位(mV) 数码显示 40.15,表示当前设定电压为 4015 mV。 目标电压: 特殊 目标电压 是实际过程控制的基准电压,一般情况下与设定电压值相等, 过程控制时目标电压值等于设定电压与补偿电压之和, 单位(mV) 。例 如槽控机数码显示 4.015,表示当前设定电压为 4015 mV。 附加电压:在现有的设定电压基数上增加的补偿电压,目的是提高当前的控 附加电压 制电压增加电解槽的能量输入,单位(mV) 。 波动幅值: 。 波动幅值:当电解槽发生电压波动时,指示电压波动的幅度,单位(mV) 日*均电压: 。 日*均电压:自零时开始到当前时间的电解槽的*均电压值,单位(mV) 日*均电流: 。 日*均电流:自零时开始到当前时间的电解槽的*均电流值,单位(kA) 当前时间:例如数码管显示 19.20 时,表示 19 点 20 分。 当前时间 当前间隔: 当前间隔 当前槽控机实际执行的加料间隔,例如槽控机数码显示 01.10 时, 表示 110 秒。单位(秒) 。 基准间隔: 基准间隔 : 在标准系列电流强度时的设定加料间隔, 例如槽控机数码显示 01.20 时,表示 120 秒。单位(秒) 。 分子比: 分子比:数据来自化验室,由上位机系统下送。 槽温度: 。 槽温度:电解质温度值,数据来自化验室,由上位机系统下送。单位(℃) 过热度: 过热度:该槽最*测试的过热度,数据来自过热度测试仪,由上位机系统下 送。单位(℃) 。 日出铝量: 日出铝量:表示该槽最*一次的出铝量,单位(Kg)。 故障代码:槽控机出现故障时,参数选择显示块内将显示相应故障代码。 故障代码 01: 表示 1KM1,1KM2 未吸合。(KM:接触器缩写代号)
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02: 表示 1KM1,1KM2 粘连。 03: 表示 1KM3,1KM4 粘连。 04: 表示定时器故障。 05: 表示空开线圈故障。 06: 表示主电源跳闸。 07: 表示电机缺相。 08: 表示 V/F 故障。 09: 阳极升按钮粘连。 10: 阳极降按钮粘连。 11: 表示交流口超时故障。 12: 表示 1KM3 未吸合。 13: 表示 1KM4 未吸合。 14:抬母线按钮粘连。 15:取消定时故障。 AE 已发时间:上次效应距当前的时间。末尾数码管数值单位(10 分钟) 已发时间 ,前 三位显示小时。例如,2325, 表示上次 AE 距今已有 232 小时 50 分钟。 AE 持续时间:表示最*一次效应的持续时间,单位 xx 分 xx 秒。在效应发生 持续时间 时刻, “AE 持续时间”会连续累加,表示效应自发生时刻至此 时已有 xx 分 xx 秒。一旦效应结束,最后的 xx 分 xx 秒即停留 不变,表示上次效应的 AE 持续时间。 峰值电压:表示最*一次效应的最高电压,单位(伏) 。 AE 峰值电压 下次 AE 间隔:由接口机设定的效应等待间隔时间。单位(小时) 间隔: 。 * 10 日效应数:表示最* 10 日内该槽发生的效应次数。 日效应数: 日氧化铝量(次数): 日氧化铝量(次数): 自零时开始到当前时间该槽的氧化铝实际加料次数(每 次的氧化铝加料量为 1.8Kg*加料点数) 。 当 日 氟 盐 量 ( 次 数 ): 在 上 位 机 设 定 氟 盐 加 料 次 数 ( 每 次 氟 盐 加 料 量 为 1.8Kg) 1.8Kg 。 6.3. 各种状态指示灯

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手 动: a. 当动力箱“手动/自动”转换开关置在“手动”位置时,该灯“常亮” ,表 示槽控机为“纯手动”方式。此时不再进行自动加料。 b. 当动力箱“手动/自动”转换开关置在“自动”位置,逻辑箱“手动/自动” 切换开关置在“自动”位置时该灯“闪烁” 表示槽控机为“半自动”控 , 制方式。在此种状态下,按“正常处理”灯, “正常处理”灯会闪烁。当 此灯闪烁时,则表示在半自动状态的同时可以按设定的 NB 间隔进行定时 下料。反之,如不想在半自动状态下加料,按“正常处理”键,该指示灯 熄灭,此时不进行定时下料。在半自动控制状态下,槽控机不调整阳极。 c. 当动力箱“手动/自动”转换开关置在“自动”位置,同时逻辑箱“手动/ 自动” 切换开关也置在“自动”位置时,该灯熄灭,表示槽控机为“全 自动控制”方式。此时槽控机可以自动进行下料和阳极调整。 联 机:当该灯“闪烁”时,表示槽控机与接口机通讯正常。若该指示灯熄灭, 表示槽控机与接口机通讯中断,请及时通知检修人员排除故障。 效应处理:当槽控机进行效应加料处理时,该灯“常亮” 效应处理 。在“自动” 方式 下:进行几次效应处理,所有加料点(即 4 点)同时进行打壳、加 料。 正常处理:当槽控机按当前加料间隔进行正常打壳、加料处理时,该灯“常 正常处理 亮” 。 针 振: 当电解槽电压出现小幅度高频率波动时,针振指示灯“亮” 。 动指示灯“亮” 。 人工停料:由接口机设定的控制开关,当槽控机接收到停止下料指令时, 人工停料 “人 工停料”灯亮。此时槽控机停止下料,并且不进行阳极调整。 升降超时: 升降超时:槽控机在进行自动阳极调整的过程中,如果定时器诊断超时(出 厂值为 6 秒)则停止阳极调整,并点亮升降超时指示灯。该灯点 亮时逻辑箱部分阳极调整功能失效,只有按下“定时复位”按键 熄灭升降超时灯,才能恢复阳极调整功能。 正常周期:该灯“常亮”表示槽控机处于正常周期,按设定的正常加料间隔 正常周期: 进行加料。当该灯“闪烁” ,表示槽控机进入跟踪周期,槽控机 停止加料进入浓度跟踪状态。 增量周期:该灯“亮”表示槽控机处于增量周期,此时加料间隔较正常期短。 增量周期: 提高加料速度。 波 动: 当电解槽电压出现大幅度低频率波动(波动幅度大于 100mV)时,波

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减量周期:该灯“亮”表示槽控机处于减量周期,此时加料间隔较正常期长。 减量周期 降低加料速度。 换极控制:当按“换极 换极控制 换极”键后,此灯亮, 则此槽进入换极控。当时间超过设 换极 定的“换极附加电压保持时间” ,此灯熄灭(注:在“全自动” 方式下,可保持所附加的电压;但在“半自动”或“纯手动”方 式下,不能保持所附加的电压,保持高电压的值由人工手动控 制) 。 出铝控制: 出铝”键后此灯亮, 进入出铝控状态,在 6 分钟之内快速 出铝控制:当按“出铝 出铝 跟踪槽电压,进行极距的调整。如果 6 分钟内未完成出铝作业, 需要重新按出铝键。当时间超过设定的“出铝附加电压保持时 间” ,此灯熄灭。 抬母线: “抬母线”灯亮, 抬母线: 在半自动状态下,当第一次按“抬母线”按钮, 表示进入抬母线作业预备状态。同时,根据当前电解槽的浓度 情况进行几次补充加料,以避免效应。 当第二次按“抬母线”按钮, “抬母线”灯闪烁,表示进入抬母 线作业确认状态。 当第三次按“抬母线”按钮, “抬母线”灯常亮,表示进入抬母 线作业状态。此后每次按下“抬母线”按键都会进行母线提升 动作。 当完成“抬母线”作业后,切换到全自动状态, “抬母线”灯熄 灭,退出“抬母线”过程控制。 阳极上升: 当槽控机进行阳极升动作时 “纯手动” ( 方式操作除外) 对应灯亮。 阳极上升: 阳极下降: 当槽控机进行阳极降动作时 “纯手动” ( 方式操作除外) 对应灯亮。 阳极下降: “反吹”灯亮。 反 吹:当槽控机进行反吹动作时, 氟盐下料: “氟盐下料”灯亮。 氟盐下料:当槽控机进行氟盐下料时, 打 壳 1: 当槽控机进行 1、3 下料器打壳动作时,对应打壳 1 灯亮。 下 料 1: 当槽控机进行 1、3 下料器下料动作时,对应下料 1 灯亮。 打 壳 2: 当槽控机进行 2、4 下料器打壳动作时,对应打壳 2 灯亮。 下 料 2: 当槽控机进行 2、4 下料器加料动作时,对应下料 2 灯亮。 。 效 应:当电解槽发生效应时,该灯“常亮” 效应等待:当电解槽进入效应等待状态时,该灯亮。 效应等待

7 槽控机按键操作
动力箱部分: 7.1 动力箱部分:
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急 停:

当手动操作时, 若发生粘连等其他紧急情况, 应及时按下 “急停” 按钮,以迅速切断阳极升降的电源。

手动/自动:当动力箱“手动/自动”转换开关置在“手动”位置时表示槽控 手动/ 自动: 机为“纯手动”方式,动力箱上“阳极升/降”按钮有效。 提升机、阳极升、阳极降: 提升机、阳极升、阳极降:当槽控机处于“纯手动”方式时,按下提升机键 和相应的阳极升或降键即可进行阳极升或降操作。 打壳、加料:按下相应键即可进行打壳或加料的操作。 打壳、 加料: 7.2 逻辑箱部分: 逻辑箱部分:

手动/自动: 手动/自动:当动力箱“手动/自动”转换开关置在“自动”位置,按逻辑箱 的“手动/自动”键,则“手动”灯闪烁,表明已进入半自动状 态。此时,按“阳极升”“阳极降”“正常处理”“效应处理” 、 、 、 、 “氟盐下料”键,则可进行相应的操作。 阳极升、阳极降:当槽控机处于“半自动”方式时,按下“阳极升” 阳极升、阳极降 “ 半自动”方式 (或“阳 极降” )即可进行阳极升或降,对应指示灯亮。 此时进行阳极升或降时, 注:此时进行阳极升或降时,受槽控机升降超时自动保护 限制,即:当升或降超时,会自动切断升或降电源,确保 限制, 当升或降超时, 会自动切断升或降电源, 升降操作的安全性。 升降操作的安全性。 正常处理: 正常处理: 当槽控机处于“半自动”方式 “半自动”方式时,按下“正常处理”键,槽控机 按设定的加料间隔定时加料。若取消此功能应再次按下“正常处 理”键“正常处理”灯灭。“自动”方式时,此键无效) ( 。 效应处理: 效应处理:当槽控机处于“半自动”方式 “半自动”方式时,按下“效应处理”键,则进行 一次效应处理,即 4 点连续几次加料( “自动” 方式时,此键无 效) 。 氟盐下料: 氟盐下料:当槽控机处于“半自动”时,按下“氟盐下料”键,槽控机按进 “半自动” 行一次氟盐下料。氟盐下料的过程为,反吹-打壳-氟盐下料-氧化

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铝下料( “自动”方式时,此键无效) 。 定时复位: 定时复位:按下“定时复位”键,可以清除升降超时指示,解除对阳极升降 的锁定。 “出铝控制 出铝控制” 出 铝:当按下“出铝”键后, 出铝控制”灯亮, 此槽进入出铝控制。 抬母线: 抬母线: 当槽控机处于“半自动”时, “半自动” ,当第一次按“抬母线”按钮, “抬 母线”灯亮,表示进入抬母线作业预备状态。同时,根据当前 电解槽的浓度情况进行几次补充加料,以避免效应。 当第二次按“抬母线”按钮, “抬母线”灯闪烁,表示进入抬母 线作业确认状态。 当第三次按“抬母线”按钮, “抬母线”灯常亮,表示进入抬母 线作业状态。此后每次按下“抬母线”按键都会进行母线提升 动作。当完成“抬母线”作业后,切换到全自动状态, “抬母线” 灯熄灭,退出“抬母线”过程控制。 注意:在进行抬母线操作之前,确保所有阳极卡具都处于松开状态。 注意:在进行抬母线操作之前,确保所有阳极卡具都处于松开状态。 “换极控制 换极控制” 换 极:当按下“换极”键后, 换极控制”灯亮, 此槽进入换极控制。 自 检:在自动和半自动情况下,按下“自检”键,槽控机自动检测其内部硬 件设备,若有故障将显示相应故障代码。 左移键、右移键 左移键、右移键:按下参数左移键或右移键,可左右切换查看相应的参数。

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安装及注意事项
槽控机安装在电解车间墙壁上,箱体与墙壁绝缘,首先将绝缘板用膨胀螺栓 固定在墙上,然后将槽控机固定在绝缘板上。 注意:槽控机安装高度中心距地面 1.5 米。

8.1 槽控机箱体安装

8.2 槽控机外部电器设备连接 见槽控机与外部电器设备接线图。 8.3 槽控机与通讯总线和系列电流总线连接 见槽控机与外部电器设备接线图。

9 使用前基本设定
9.1 节点地址设定 每当加电或复位时,一个 8 位输入口来确认它的节点地址,节点地址的各个 位由下表跨接器组 JP1-JP8 与节点地址对应的位如图所示。 跨接线组 与节点地址对应的位 JP1 0 JP2 1 JP3 2 JP4 3 JP5 4 JP6 5 JP7 6 JP8 7

所有跨接线都去掉时,节点地址为 00H(对应十进制为 0) ;所有的跨接线 都装上时,节点地址为 0FFH(对应十进制为 255) 。
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节点地址配置举例: 若想将节点地址设置为 18H, 则应在跨接线组的 JP4,JP5 之间安装跨接器。 (注 18H 表示 24 号槽) 9.2 定时器定时时间设定 通过调节电位器 RP2 可设定定时时间,出厂时设定为 6 秒。 9.3 交流口定时时间的设定 通过调整电位器 RP1 可设定交流口定时时间。出厂时设定为 5 秒。

设备维护、 10 设备维护、检修及注意事项
10.1 设备维护 (1)要保持槽控机内清洁、干燥、定期除尘。 (2)槽控机具有上电自诊断,阳极升降时自诊断,定时自诊断、手动自 诊断功能。如有故障将在槽控机和上位机显示故障代码。维护人员应熟 记故障代码的含义,及时进行检修更换故障器件。 (3)接触器是磨损器件,应根据其使用寿命,定期更换。 10.2 检修时注意事项 如果槽控机出现故障需要检修时,首先要切断所有的电源,其顺序是:先 切断动力 380VAC,然后切断动力 220VAC,最后切断逻辑 220VAC,检修时 不能带电拔插大板、显示板、检测板及与之相关的接插件。否则将危及人 身安全及烧毁电路板。

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铝电解槽智能模糊控制系统
----槽控机程序安装下载软件使用说明 ----槽控机程序安装下载软件使用说明
一. 下载环境建立
1、 正确连接槽控机主控板与计算机之间的下载导线。 2、设置槽控机主控板跳线为下载程序状态。

二. 下载程序操作
1. 运 行 Windows 开 始 -> 程 序 ->FUJITSU Programmer->FMC16LX,即进入下载环境。 FLASH MCU

2. 点击“Set Environment”按钮,选择下载端口。必须与下载线所接 计算机端口保持一致。

3. 点击“Target Microcontrolle”下拉框选项,可以选择处理器型号。
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与主控板处理器型号一致。

4. 点击“Crystal Frequency”选择频率为 4MHz。

5. 点击“Open”按钮,出现如下窗口,选择要下载的程序文件(扩展名 为 mhx) 。

6. 点击“Full Operation (D+E+B+P)”按钮,出现以下窗口,点击“确定”
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即口进入下载状态。当下载结束时,会出现一个带有“OK”按钮的 窗体,点击“OK”按钮即完成下载过程。

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