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1、-铝电解槽控机操作使用说明-第 12 页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.槽控机的动力电源（单相、电压交流220V）：该电源的作用是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。 3.槽控机逻辑电源（单相、电压交流220V）：该电源经过槽控机
2、的开关电源变换后，提供给槽控机的逻辑单元用电。 4.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。 5.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。 6.槽控机避雷接地线
3、（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，使维修人员易直流触电的原因，因此，该接地线有利有弊。 7.槽电压采样线：为了控制电解槽，槽控机每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。 8.系列电流信号线：我们知道要了
4、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，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。 9.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
5、。为了达到这一目的，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，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绞线。 10.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
6、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。 开关电源：输入交流220V，输出直流5V电压，额定负载是7A，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，但不受信号采集板上的开关控制。 11. 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
7、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。 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
8、作按钮（见“操作面板简介”）。 两个小型接触器（1KMC,2KMC）控制碟阀电机的正反转，2 开机操作 合上动力箱内二极隔离开关，给逻辑箱的开关电源及动力箱上的槽电压表供电。 合上动力箱的二极隔离开关及三极空气开关，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，
9、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两个二极隔离开关，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6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16个触摸螺帽构成。5 动力箱上的按钮操作方法动力箱上其中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，只有当位
10、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。另外一个按钮用于紧急跳闸。6个按钮的操作方法如下：按手动和阳极升按钮可提升阳极； 按手动和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。转换开关在0位A段、B段同时升降。转换开关在1位A段升降。转换开关在2位B段升降。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
11、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！动力箱门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；蝶阀开和蝶阀关等。下面具体介绍操作方法。逻辑箱门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
12、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，槽控机进行一次五点同时打壳、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
13、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，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
14、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
15、处理；（2）触摸一次“阳极升”或“阳极降”开关的时间不要超过秒（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，终止升降操作，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
16、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
17、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
18、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
19、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 蝶阀关和蝶阀开 触摸蝶阀关开关，可打开蝶阀；触摸蝶阀关开关，可关闭蝶阀，蝶阀关到位和开到位时显示面板上蝶阀状态指示灯亮。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
20、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
21、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
22、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:
23、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
24、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:阳极效应发生以后，转入本下料周期。等待周期：正常周期以后所转入的效应等待周期。 母线上限:阳极母线达到上限位时，该指示灯亮，阳极只能下降不能上升。母
25、线下限：阳极母线达到下限位时，该指示灯亮，阳极只能上升不能下降。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。该功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。下料：正在输出自动或手动下料命令；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
26、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；蝶阀状态：槽控机指示蝶阀关到位和蝶阀开到位的状态自诊断：槽控机正在进行自诊断，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； 气缸故障：当出现打壳、下料气缸未正常工作等情况时，该指示灯亮。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 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
27、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。16 烟道碟阀控制按住蝶阀开 按钮烟道蝶阀打开。按住蝶阀关 按钮烟道碟阀关闭。蝶阀状态 指示灯亮代表碟阀开到位，蝶阀状态 指示灯灭代表碟阀关到位。槽控机是电解生产过程中的重要控制设备，是一台精密的智能电子仪器，操作人员必须正确使用，按章操作，认真保养。槽控机内的各种元件线路，非维修人员严禁拆动。电解槽在启动、换阳极、边加工时，必须在槽控机的前方加上适当的遮挡物，以免电解槽的高温辐射造成槽控机的损害和元件的加速老化。槽控机的机箱门应及时关严，防止灰尘进入机箱影响机器性能。另外要保持好机器内外的卫生。安全警告：槽控机通电状态下，不要触摸机箱内电路板、电气元件及裸露的金属导线与接点，谨防触电或烧毁机器！