貴陽(yáng)振興槽控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

PAGE14PAGE37.1計(jì)算機(jī)開展系列結(jié)構(gòu)：豫港龍泉鋁業(yè)二系列300KA鋁電解槽計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用“局域網(wǎng)—監(jiān)控管理—槽控機(jī)”三級(jí)網(wǎng)絡(luò)全分布式結(jié)構(gòu)：7.1 管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、交換機(jī)、工區(qū)工作站以及若干應(yīng)用工作站構(gòu)成。每一工區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)工區(qū)工作站，安裝在其對(duì)應(yīng)的工區(qū)辦公室內(nèi)。電解工區(qū)工作站采用單模光纜連接，而控制室內(nèi)的工作站采用雙絞線連接。本次改造每一系列涉及服務(wù)器、交換機(jī)及計(jì)算站到各分區(qū)的光纖網(wǎng)絡(luò)，原工區(qū)工作站應(yīng)用工作站保留。7.1.2 設(shè)工業(yè)PC管理機(jī)二套，用于系列電解鋁生產(chǎn)控制系統(tǒng)的監(jiān)控、管理以及通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)電解生產(chǎn)控制系統(tǒng)與局域網(wǎng)內(nèi)各工作站數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換；管理機(jī)與槽控機(jī)之間的通訊采用CAN-BUS。本次改造每一系列涉及管理機(jī)2套、分區(qū)廣播、機(jī)房到槽控機(jī)的canbus通訊網(wǎng)絡(luò)。7. 1）信號(hào)分配柜：每系列一臺(tái)。 2）CAN光纖轉(zhuǎn)換收發(fā)箱：一個(gè)區(qū)安裝一臺(tái)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理級(jí)與控制級(jí)（槽控機(jī)）間通訊信號(hào)的電氣隔離、以及滿足遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。 3）槽控機(jī)（每一電解槽配備一臺(tái)）：用于直接完成鋁電解槽的生產(chǎn)過程控制。 控制系統(tǒng)由安裝在電解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的槽控機(jī)（控制級(jí)）和安裝在控制室的管理機(jī)（監(jiān)控管理級(jí)）以及安裝在電解車間辦公室內(nèi)的電解車間工作站組成（參見附圖：豫港龍泉鋁業(yè)第二電解鋁系列生產(chǎn)控制系統(tǒng)框圖）。安裝在控制室內(nèi)的管理機(jī)與安裝在電解廠房?jī)?nèi)的槽控機(jī)這兩級(jí)間的數(shù)據(jù)通訊采用控制現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)總線CAN-BUS。位于管理級(jí)與控制級(jí)之間的信號(hào)分配柜用于將整流所送來的系列電流和系列電壓模擬信號(hào)（4～20mA）轉(zhuǎn)換為線性頻率脈沖信號(hào)后送管理機(jī)；同時(shí)，將系列電流脈沖信號(hào)隨網(wǎng)絡(luò)總線電纜送至各槽控機(jī)。分配器至各分區(qū)物理位置第一臺(tái)槽控機(jī)的通訊采用光纜。 系統(tǒng)的通信具有抗干擾性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、通信準(zhǔn)確、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸率高的性能，在設(shè)計(jì)中充分考慮了防雷的要求。PAGE2伊川龍泉電力有限公司鋁廠電解車間計(jì)算站及槽控機(jī)設(shè)備改造項(xiàng)目技術(shù)文件PAGEPAGE107.2電解控制系統(tǒng)主要設(shè)備選型7.2.17.2.1.1 本次不更換，保留原系統(tǒng)工作站7.2.1.2 采用100M/1000M24口，三層。7.2.1.3 IBMX3650M7.2.27.2.2 采用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的工控機(jī)。CPU采用IntelE5300，內(nèi)存儲(chǔ)器為DDR2G，硬盤存儲(chǔ)器的容量為500G，配21″液晶顯示器、多媒體套件、DVD光驅(qū)、1007.2.2 選用振興公司具有數(shù)碼顯示（顯示系列電流和系列電壓）和系列電流仿真功能的新一代信號(hào)分配箱。該分配器除了具有上述新功能外，還具有完善的防雷措施。7.2.2.3CAN光纖信號(hào)轉(zhuǎn)換箱(每一工區(qū) 選用振興公司開發(fā)的GLM-2型CAN光纖信號(hào)轉(zhuǎn)換箱。一個(gè)區(qū)安裝一臺(tái)，其功能是將CAN通訊信號(hào)和系列電流脈沖信號(hào)由光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過通訊電纜連到槽控機(jī)。其目的是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理級(jí)與控制級(jí)（槽控機(jī)）間通訊信號(hào)的電氣隔離、以及滿足遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。7.2.2 在本方案中選用振興公司的GLM-Ⅶ型壁掛式槽控機(jī)。 1）槽控機(jī)邏輯部件組成槽控機(jī)的邏輯部件由CPU板、邏輯大板、狀態(tài)顯示板、數(shù)碼顯示板及門上的手動(dòng)操作開關(guān)板組成。①CPU板：采用Intel公司專為工業(yè)過程控制嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)CPU386EX芯片。存儲(chǔ)器:512K以上，帶掉電保護(hù)；用戶FLASHROM：128K以上，用于固化程序。該CPU功能強(qiáng)、檔次高、程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量大，不但能滿足當(dāng)前電解工藝控制要求，而且能適應(yīng)將來鋁電解工藝控制技術(shù)進(jìn)步、控制內(nèi)容增多、控制算法變化、應(yīng)用程序規(guī)模變大、要求存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)增多等發(fā)展要求。 ②邏輯大板：該板由采樣電路、光隔輸入電路（32路）、光隔輸出電路（32路）、數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)及與CPU相連接的總線接口電路（該板與CPU接口采用PC104總線）、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、直流安全定時(shí)器電路、提升機(jī)上下限雙保護(hù)電路、提升機(jī)升降電子互鎖器電路組成。 ③狀態(tài)顯示板：該板主要由狀態(tài)顯示電路組成，用于顯示各種操作狀態(tài)及槽控機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 ④數(shù)碼顯示板：該板由數(shù)碼顯示幾槽狀態(tài)顯示電路組成。該板的數(shù)碼管可用于顯示系列電流、槽壓、回轉(zhuǎn)計(jì)/槽控機(jī)故障號(hào)及槽控機(jī)的參數(shù)等，該板的發(fā)光二極管用于顯示電解槽的狀態(tài)及加料器狀態(tài)。 ⑤手動(dòng)操作開關(guān)板：該板的按鍵開關(guān)用于操作人員向槽控機(jī)發(fā)布各種操作命令，如單正常處理、效應(yīng)處理、換極、出鋁、邊部加工、抬陽(yáng)極、降陽(yáng)極、出鋁、抬母線等等。 2）槽控機(jī)硬件技術(shù)條件 槽控機(jī)應(yīng)達(dá)到的輸入輸出能力與主要技術(shù)特點(diǎn)： A.具有采用光電隔離電路與高性能微型繼電器構(gòu)成控制輸出通道，能控制二個(gè)交流220V的打殼電磁閥，完成打殼操作。 B.具有控制輸出通道能控制三個(gè)交流220V的下料電磁閥（其中一個(gè)是氟化鋁下料電磁閥），實(shí)現(xiàn)氧化鋁和氟化鋁下料。此外，具有控制兩個(gè)交流220V的氣源電磁閥。 C.應(yīng)能控制一個(gè)交流380V交流電動(dòng)機(jī)（15KW）正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極升降、槽電壓調(diào)整功能。 D.能控制一個(gè)交流220V的陽(yáng)極效應(yīng)報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)效應(yīng)的聲光報(bào)警。具有獨(dú)立于每臺(tái)槽控箱工作的無源槽電壓采集模塊。 E.采用先進(jìn)的CAN-BAU總線，能支持現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)電解槽的分布控制集中管理，構(gòu)成鋁電解集散式控制系統(tǒng)。 F.采用統(tǒng)一的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)對(duì)系列電流頻率信號(hào)的同步實(shí)時(shí)采集，能確保采樣信號(hào)在時(shí)序上的一致性。 G.在顯示面板上有大字符數(shù)碼顯示管，能夠用于顯示電流、電壓以及能通過功能鍵循環(huán)查看各種運(yùn)行參數(shù)。并能通過顯示面板上有發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)指示說明文字。 H.可接收陽(yáng)極脈沖發(fā)生器、和電解槽陽(yáng)極提升上、下限位信號(hào)。 I.在顯示面板上有發(fā)光二極管，指示槽控機(jī)的工作狀態(tài)。采用帶薄膜安裝的微動(dòng)按鍵開關(guān),接收現(xiàn)場(chǎng)操作人員的人工輸入命令。 J.所有數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)，確?？刂频倪B續(xù)性?？撮T狗（WATCHDOG）方式監(jiān)視軟件的正常運(yùn)行，以防程序跑飛。槽控機(jī)的CPU板具有512KB以上的掉電保護(hù)存儲(chǔ)器，便于因通訊中斷時(shí)存儲(chǔ)需發(fā)給管理機(jī)的數(shù)據(jù)，或因槽控機(jī)停電時(shí)保留必要的歷史數(shù)據(jù). K.安全的光電隔離措施。實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，確保發(fā)出的指令正確執(zhí)行。L具有聯(lián)機(jī)、自動(dòng)、手動(dòng)和手工單動(dòng)四種工作狀態(tài)。M從硬件、軟件兩方面對(duì)陽(yáng)極動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)，確保不會(huì)因槽控機(jī)失誤而導(dǎo)致陽(yáng)極提升機(jī)控制失靈。既有獨(dú)立于軟件的純硬件的交流定時(shí)器的限時(shí)動(dòng)作保護(hù)，直流定時(shí)器限時(shí)動(dòng)作保護(hù)、自動(dòng)狀態(tài)下的硬件槽壓限位保護(hù)、又有軟件解析的限時(shí)動(dòng)作保護(hù)，軟件解析的槽壓限幅保護(hù)。 N.具有自診斷功能。當(dāng)槽控機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，不僅能夠在槽控機(jī)面板上顯示，而且可以立即通過接口機(jī)的自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)播出。 O.通過將電壓轉(zhuǎn)換為脈沖并采集脈沖頻率的方式進(jìn)行電解槽的槽電壓實(shí)時(shí)采樣，采樣范圍為0-100VDC，槽電壓隔離可靠、測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)。采樣精度：0－10V量程：精度滿足1‰；10～100V量程：精度滿足1%。提供獨(dú)立于槽控機(jī)采樣通道的槽電壓顯示，除槽控機(jī)對(duì)槽壓的采集顯示外應(yīng)具有獨(dú)立的機(jī)械槽壓表，以便邏輯220V停電情況下實(shí)現(xiàn)手工單動(dòng)對(duì)電解槽進(jìn)行控制. P.具有脈沖檢測(cè)和提升機(jī)上、下限檢測(cè)及保護(hù)功能，提升電機(jī)動(dòng)作反饋保護(hù)。陽(yáng)極升、降電路除了具有常規(guī)的觸點(diǎn)互鎖外，還有電子互鎖器，確保在任何情況下不會(huì)發(fā)生升、降接觸器同時(shí)吸合而產(chǎn)生短路。具有良好的擴(kuò)展性和可靠性。具有可靠的提升機(jī)安全雙保護(hù)電路，確保陽(yáng)極提升機(jī)不會(huì)因硬件或軟件的失誤而導(dǎo)致提升機(jī)控制失靈. Q.具有完善的防雷措施，以確保雷雨季節(jié)槽控機(jī)能安全正常運(yùn)行。信號(hào)分配柜的輸入輸出信號(hào)具有防雷保護(hù)。電解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的槽控機(jī)（控制級(jí)）和安裝在計(jì)算機(jī)控制室內(nèi)的信號(hào)分配柜之間具有信號(hào)線防雷保護(hù)。 R.箱體內(nèi)邏輯部分與動(dòng)力部分分開并可靠屏蔽，兩部分以標(biāo)準(zhǔn)插接件互聯(lián)，裝卸簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。箱體內(nèi)邏輯部分與動(dòng)力部分分開并可靠屏蔽，兩部分以標(biāo)準(zhǔn)插接件互聯(lián)，裝卸簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。 S.邏輯部分的易損件設(shè)計(jì)為可單獨(dú)插撥的分離部件，以便維護(hù)。 T.具有效應(yīng)燈泡好壞和線路檢驗(yàn)測(cè)試按鈕功能。7.3系統(tǒng)功能描述控制系統(tǒng)的軟件分槽控機(jī)控制軟件、管理機(jī)監(jiān)控軟件以及電解車間工作站的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，并包括控制系統(tǒng)的通訊軟件、電解槽陽(yáng)極效應(yīng)語(yǔ)音報(bào)警軟件等。提供的槽控機(jī)控制軟件能夠滿足300KA大型預(yù)焙電解槽的工藝流程控制要求，技術(shù)成熟、可靠。提供的接口機(jī)監(jiān)控軟件和電解車間工作站網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件應(yīng)是操作界面友好、簡(jiǎn)便、功能齊備。7.3.1·依據(jù)獲取的實(shí)時(shí)信號(hào)，解析電解槽變化趨勢(shì)的功能?！l2O3加料定時(shí)加料:按照人工設(shè)定的Al2O3加料間隔進(jìn)行定時(shí)加料；·智能氧化鋁控制；·AlF3定時(shí)加料:按照人工設(shè)定的AlF3加料間隔進(jìn)行定時(shí)加料；·氟化鋁過剩量控制；.過熱度識(shí)別及控制；·多級(jí)噪聲控制?出鋁量推導(dǎo)?陽(yáng)極極距調(diào)整功能?效應(yīng)預(yù)報(bào)加料控制?下料異常（濃度異常）報(bào)警?非正常生產(chǎn)階段監(jiān)控?監(jiān)控焙燒、啟動(dòng)階段的功能。?符合生產(chǎn)工藝要求的非正常生產(chǎn)階段標(biāo)準(zhǔn)化操作程序?出鋁檢出及出鋁后的槽電阻控制?換極檢出及換極后的槽電阻控制?邊部加工跟蹤?抬母線操作跟蹤?效應(yīng)檢出、效應(yīng)報(bào)警和效應(yīng)處理控制。?完整的異常槽況報(bào)警發(fā)布系統(tǒng)?完整的系統(tǒng)故障報(bào)警發(fā)布系統(tǒng)?系列電流停/送電后控制修正功能?自動(dòng)檢測(cè)并顯示槽控機(jī)主要硬件設(shè)備工作狀況功能?同步發(fā)送異常部件信息至中央控制室功能?電壓擺檢出及控制?槽況解析：實(shí)時(shí)解析槽況的變化趨勢(shì)，對(duì)不穩(wěn)定及異常槽況（如下料過程的電阻變化異常，極距調(diào)節(jié)過程的電阻異常變化等）的預(yù)報(bào)、報(bào)警和自處理。?設(shè)定參數(shù)的自修正功能：能自動(dòng)地根據(jù)槽況實(shí)時(shí)解析的結(jié)果修正目標(biāo)控制電阻、控制非調(diào)節(jié)區(qū)寬度、基準(zhǔn)下料速率、陽(yáng)升/陽(yáng)降電阻率等設(shè)定參數(shù)。此外，槽控機(jī)還含有以下的輔助功能：提升機(jī)機(jī)械極限保護(hù)；提升機(jī)限時(shí)動(dòng)作保護(hù)；槽壓高低限軟硬件禁止升、降極保護(hù)；提升機(jī)動(dòng)作軟件限時(shí)保護(hù)；提升機(jī)控制回路的自動(dòng)檢測(cè)提升機(jī)動(dòng)作硬件限時(shí)電路的自動(dòng)檢測(cè)二十多個(gè)重要參數(shù)的顯示；7.3.2管理機(jī)的主要功能生產(chǎn)管理報(bào)表統(tǒng)計(jì)、打印及特殊槽況信息可選打印功能可分區(qū)或廠房廣播重要信息的語(yǔ)音自動(dòng)播出/報(bào)警；當(dāng)槽控機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，立即通過管理機(jī)的自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)播出。各條語(yǔ)音報(bào)警都有一個(gè)是否播報(bào)的設(shè)置軟開關(guān)，以便根據(jù)實(shí)際情況選擇。離線數(shù)據(jù)（測(cè)量、分析數(shù)據(jù)）錄入功能具有槽控系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；電解生產(chǎn)控制狀況歷史數(shù)據(jù)查詢功能登陸日志管理功能人機(jī)對(duì)話界面提供與服務(wù)器數(shù)據(jù)接口。為電解生產(chǎn)提供系列槽況分析功能。提供多種表格和動(dòng)態(tài)曲線顯示方式，實(shí)時(shí)顯示各聯(lián)機(jī)控制槽的運(yùn)行信息和槽控機(jī)的工作狀態(tài)信息。鋁電解控制參數(shù)的查詢?cè)O(shè)定和修改，槽功能控制狀態(tài)（控制模式）字的修改，單槽參數(shù)的修改，對(duì)常用參數(shù)（NB間隔、AEW間隔、ALF3間隔、槽壓）單獨(dú)分區(qū)設(shè)置，槽齡設(shè)置。班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)數(shù)據(jù)的制做和打印，導(dǎo)出EXCEL表；單槽臺(tái)帳統(tǒng)計(jì)的查詢和打印，導(dǎo)出EXCEL表．槽效應(yīng)報(bào)表的查詢和打印，還要求能導(dǎo)出成EXCLE格式。槽狀態(tài)報(bào)表打印，槽控機(jī)最近幾次故障狀態(tài)報(bào)表的打印。工區(qū)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的查詢和打印，還要求能導(dǎo)出成EXCLE格式。綜合歷史曲線的顯示和打?。还に嚁?shù)據(jù)的顯示和打印，導(dǎo)出EXCEL表；電解生產(chǎn)控制管理重要信息的語(yǔ)音自動(dòng)播出/報(bào)警；各條語(yǔ)音報(bào)警都有一個(gè)設(shè)置是否播報(bào)的軟開關(guān)，以便根據(jù)實(shí)際情況選擇。將電解生產(chǎn)的重要控制參數(shù)和數(shù)據(jù)送入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)；確認(rèn)并接收其他被授權(quán)人員通過電解車間工作站對(duì)電解工藝參數(shù)所做的修改并下發(fā)至槽控機(jī)；各槽參數(shù)修改的記錄，應(yīng)含修改時(shí)間、修改前后值、修改工作站號(hào)、修改人帳號(hào)。7.3.3具有通過密碼設(shè)置權(quán)限等級(jí)，就地調(diào)整工藝控制參數(shù)功能具有就地查詢系列槽況信息的功能生產(chǎn)工藝技術(shù)人員根據(jù)槽況修改相關(guān)設(shè)定參數(shù)的功能異常信息查詢（即時(shí)/歷史）功能本機(jī)查詢分析即時(shí)槽信息及24小時(shí)歷史曲線鋁電解控制參數(shù)的設(shè)定和修改；班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)數(shù)據(jù)的制做和打??；綜合歷史曲線的顯示和打?。豢梢罁?jù)授權(quán)的不同分別查詢?nèi)珡S網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的各類信息。槽齡累加化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)的錄入：分子比、CAF2含量、AL2O3濃度、原鋁的Si和Fe等雜質(zhì)含量，要求有手工輸入，也有自動(dòng)導(dǎo)入接口。電解槽測(cè)量數(shù)據(jù)的錄入，電解溫度、初晶溫度、電解質(zhì)液高度、鋁液高度。工藝參數(shù)合格率的統(tǒng)計(jì)。槽控箱狀態(tài)查詢。加工狀況顯示與統(tǒng)計(jì)。7.3.4服務(wù)器是電解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)專用的獨(dú)立設(shè)備，采用SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)電解生產(chǎn)過程控制數(shù)據(jù)管理，為控制局域網(wǎng)內(nèi)各用戶提供共享數(shù)據(jù)信息有生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)備份功能有安全防范措施有與企業(yè)管理網(wǎng)（ERP）相連的數(shù)據(jù)接口7.3.5能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的資