优化铝电解槽计算机智能控制系统许国友山西华圣铝业有限公司摘要:本文从铝电解槽计算机智能控制系统硬件槽控机、工控机等；软件槽控机运行程序、终端监控程序两个方面着手，对其功能进行完善。关键词:槽控机；阳极升降；低温控制技术；号检测板；互锁原理。1、完善铝电解槽自动控制机（简称槽控机）硬件功能1.1槽控机在控制系统中的作用槽控机基于单片机8051的实时在线控制器。其输入通道有：采集电解槽的槽电压（u）和槽电流（i），接收触摸开关板的各种工艺操作手动信号，接收各种检测信号；其输出通道有：保持电解槽能量平衡的阳极升降信号，保持电解槽物料平衡的打壳和下料信号，效应灯和效应报警信号。槽控机通过控制软件完成对生产工艺的各种控制功能。1.2槽控机的结构及原理主要由左右两个机箱组成，右机箱叫做逻辑箱，是槽控机的核心部分，左机箱叫做动力机箱，是槽控箱的供电部分和控制阳极升降、打壳下料的执行单元。1.3槽控机完善项目1.3.1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控制节点（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4个相对独立的功能设计4个智能化的功能模块，各模块均有自己的CPU,可相对独立的运行，并通过内部总线通信技术实现彼此间的数据交换和多CPU协同工作。1.3.2纯手动保护功能纯手动过电压保护功能，其原理是，当纯手动情况下阳极提升过高，造成槽电压异常升高，电压达到8V时，采集板上效应继电器（RLY1）得电动作，其常闭触点断开，将220V控制电源切断。1.3.3新颖的非感应式电子触摸开关这种开关以金属螺帽作为触摸点，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，和常规的感应式触摸开关在有强烈的电磁场干扰的情况下不能稳定运行的问题，同时，作为电子开关还有利于CPU检测和在需要的时候进行控制。1.3.4双路槽电压采样显示槽电压作为最重要的电解工艺控制参数之一，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。1.3.5设计独特的数据采样自校正在智能采集模块中应用了独特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。1.3.6良好的结构与功能可扩展性控制节点（槽控机）的设计采用了网络式结构带来的好处就是系统的可扩展性，未来控制节点的硬件和软件的升级简单到像接入internet网一样，只要通过网络进行挂接。2、软件组成及作用2.1软件组成根据控制管理系统的硬件构造，管理控制系统的软件部分分为直接控制级系统软件、监控管理级软件。直接控制级系统软件位于槽控机内部，实现电解槽的智能化控制；监控管理级软件系统包括接口机子系统。2.2软件系统增加的功能2.2.1直接控制级(槽控机系统)软件功能1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；2下料与电阻控制：根据基于智能多环协同优化与控制技术，由电解槽的基础设置参数（设定电压、三日内效应情况以及三日内槽温变化趋势等），首先控制下料速率的调节，将氧化铝浓度调整到一个合适的范围（3％以下）然后围绕着这个范围，调整氧化铝浓度在这个范围附近作小幅度变化，这样可以较好的稳定炉帮、优化控制过程，最后达到提高电流效率的目的，正常槽电阻的控制依据氧化铝浓度的变化而变化；(1).控制铝电解槽的物料平衡。氧化铝的添加是引起物料平衡变化的主要因素，因此最重要的是控制好氧化铝的添加速率(即下料间隔)，使氧化铝浓度的变化能维持在预定的一个很窄的范围内。(2).控制好铝电解槽的热平衡和极距。主要目的是以移动阳极作为调整极距和改变渝入电功率的手段，即能保持合适的极距又保持最佳的热平衡。由于铝电解槽是一个复杂的非线性、时变、大滞后的被控对象，其中，出铝、换极、槽况维护等间隙性工序必须由人工操作，而且这些间隙性工序对电解生产的平稳进行有很大影响。描绘铝电解槽状态的参数可分为下列两类:(1).第一类为“快时变”参数:变化速率相对较快，且对输入和外界干扰的变化较敏感。主要参数是描绘电解槽物料平衡状态的参数—氧化铝浓度，反映热平衡状态的参数—电解质温度，以及引起能量输入变化的参数—极距。(2).第二类为“慢时变”参数:变化速率相对较慢，对输入和外界干扰的变化不太敏感，其较大范围的变化往往由“快时变”参数的快速和持续的变化所引起。重要参数有:电解质成分、电解质水平、铝液水平、炉底压降，以及描绘槽膛内形的参数等。第一类参数是描绘或改变物料平衡或改变物料平