第27卷第4期冶金分析Vol.27,No.42007年4月MetallurgicalAnalysisApril,2007文章编号:1000-7571(2007)04-0075-04仪器与实基于虚拟仪器铝电解槽参数测量系统的开发验室技任凤莲3,刘咏,蔡震峰,宋鸽术(中南大学化学化工学院,湖南长沙410083)摘要:介绍了基于虚拟仪器的铝电解槽参数测量系统的软硬件设计和开发过程,利用数据采集模块和NI公司的Labview图形化编程软件实现了数据的实时采集、储存和动态显示,通过labview节点方式调用Matlab程序对数据进行处理得出各参数值,从而实现对铝电解槽的控制。关键词:虚拟仪器;Labview软件开发系统;铝电解中图分类号:O657文献标识码:A铝电解生产的实践证明,采用霍尔-埃鲁法器来执行,按照测量原理采用适当的信号分析技炼铝时,铝电解槽参数的测量和控制对铝电解生术和处理技术编制某种测量功能的软件就构成了产的经济技术指标有重要的影响。控制铝电解参该种功能的测试仪器。与传统的测试仪器相比,数的目的是控制铝电解槽的能量平衡和物料平这种仪器在智能化程度、性能价格比、可靠性和可衡。随着我国铝工业的发展,铝业界提出了“一高操作性等方面都具有明显的优势。四低”的铝工艺技术[1],其核心是低电解温度,其测量系统的组成目标是提高电流效率。因此及时准确的测量铝电1解质的电解温度、初晶温度,控制电解槽内的氧化基于虚拟仪器的铝电解槽前的组成如图1。铝浓度以及实现铝电解质分子比的在线预报具有ADAM24018是8路差分模块,可将电流信号、电十分重要的意义。压信号和热电偶测量的模拟信号转换为数字信虚拟仪器[2]是由美国国家仪器公司(National号,由于RS2485网络具有适合工业需要的低噪Instruments,NI)于20世纪80年代中期提出的全声、远程通讯、用线量少等特点,因此下线传输都新概念的最新一代测量仪器,它不再是功能单一用RS2485网路,由于计算机串口遵循RS2232协的专用仪器,而是基本的数据采集硬件和软件的议,因此用ADAM24520转换模块进行信号转换柔性组合。它将传统仪器由硬件电路实现的数据后传输给PCA26740,ADAM24520同时采集PCA2分析与显示功能改由功能强大的计算机及其显示6740的是一台嵌入式单板电脑,主板上集成显卡图1参数测量系统的组成Fig11Composingofparametertestingsystem收稿日期:2006-01-19作者简介:任凤莲(1946-),女,教授,博士生导师,主要从事铝电解控制方面的研究,Tel:0731-8836993,E2mail:renfl@qgzxol1com。—57—第27卷第4期冶金分析Vol.27,No.42007年4月MetallurgicalAnalysisApril,2007并嵌有低功耗的微处理器,为增大其存储容量,外建立数学模型,就可进行分子比的在线预报。接一个20G硬盘。板上带有串口,能够连接数据仪器的软件系统采集模块和微型打印机。3311仪器的软件系统介绍2铝电解质各参数的测量原理[6]仪器的软件系统基于Labview软件系统开将带有取样器的热电偶插入铝电解槽内,计发。Labview是美国NI公司的一种基于G语言算机实时采集数据并绘制温度-时间曲线,当温的虚拟仪器软件开发工具,它采用简单易学的图度稳定时,取出铝电解质样品,样品在取出过程中形化编程,提供众多的设备驱动程序和可供用户冷却,到达初晶温度时出现拐点,由此可得到铝电直接调用且功能强大的函数库和Windows动态解质的实际电解温度和初晶温度。链接库函数,是实现虚拟仪器及网络化仪器的快氧化铝浓度的控制采用槽电阻斜率计算法。速途径。Labview编写的程序叫虚拟仪器程序,槽电压和系列电流是电解槽2个主要的采集量,包括软面板设计和流程图设计两部分。软面板代通过同步采集和有效的滤波,可计算出槽电阻。替常规仪器的控制面板,一般由开关、旋钮、表头、由于槽电阻与氧化铝浓度存在如图2所示的经验显示器和其他部件组成;仪器流程图的设计,是根关系[3],即曲线的形状和氧化铝浓度X有关,这据仪器功能的要求,利用虚拟仪器开发平台提供一曲线的位置和极距Z有关,因此槽电阻R主要的子模板,确定程序的汉程图、主要处理算法和所由氧化铝浓度X和极距Z来决定,即R=f(X,实现的技术方法。流程图与每个仪器的软面板对Z)。观察曲线(如图2),实际上上式可以用分段连应,用户能够通过软面板,用鼠标或控件操作仪续线性函数来表示,对其求偏导:器。dR5fdX5fdZ312串行口数据采集=