贵阳振兴槽控系统结构简介

7.1计算机开展系列结构：

豫港龙泉铝业二系列300KA铝电解槽计算机控制系统采用“局域网—监控管理—槽控机”三级网络全分布式结构：

7.1.1管理网络系统结构

管理网络系统由数据库服务器、交换机、工区工作站以及若干应用工作站构成。每一工区对应一个工区工作站，安装在其对应的工区办公室内。电解工区工作站采用单模光缆连接，而控制室内的工作站采用双绞线连接。本次改造每一系列涉及服务器、交换机及计算站到各分区的光纤网络，原工区工作站应用工作站保留。

7.1.2监控管理级：

设工业PC管理机二套，用于系列电解铝生产控制系统的监控、管理以及通过网络交换机实现电解生产控制系统与局域网内各工作站数据库之间的数据交换；管理机与槽控机之间的通讯采用CAN-BUS。本次改造每一系列涉及管理机2套、分区广播、机房到槽控机的canbus通讯网络。

7.1.3控制级：

1）信号分配柜：每系列一台。

2）CAN光纤转换收发箱：一个区安装一台，实现监控管理级与控制级（槽控机）间通讯信号的电气隔离、以及满足远距离的信号传输。

3）槽控机（每一电解槽配备一台）：用于直接完成铝电解槽的生产过程控制。

控制系统由安装在电解生产现场的槽控机（控制级）和安装在控制室的管理机（监控管理级）以及安装在电解车间办公室内的电解车间工作站组成（参见附图：豫港龙泉铝业第二电解铝系列生产控制系统框图）。安装在控制室内的管理机与安装在电解厂房内的槽控机这两级间的数据通讯采用控制现场网络总线CAN-BUS。位于管理级与控制级之间的信号分配柜用于将整流所送来的系列电流和系列电压模拟信号（4～20mA）转换为线性频率脉冲信号后送管理机；同时，将系列电流脉冲信号随网络总线电缆送至各槽控机。分配器至各分区物理位置第一台槽控机的通讯采用光缆。

系统的通信具有抗干扰性强、扩展性好、通信准确、稳定、数据传输率高的性能，在设计中充分考虑了防雷的要求。

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附图二:豫港龙泉铝业第二电解铝系列生产控制系统框图

铝电解“三度寻优”控制系统框图

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7.2电解控制系统主要设备选型

7.2.1网络设备选型

7.2.1.1电解车间工作站（每一工区一套）

本次不更换，保留原系统工作站

7.2.1.2交换机（一台）

采用100M/1000M24口，三层。

7.2.1.3服务器（一台）

IBM X3650 M4

7.2.2控制系统设备选型

7.2.2.1监控管理机：

采用符合工业标准生产的工控机。CPU采用Intel E5300，内存储器为DDR 2G，硬盘存储器的容量为500G，配21″液晶显示器、多媒体套件、DVD光驱、1000M以太网卡。安装于控制室内。

7.2.2.2信号分配箱（一台：每系列一台）

选用振兴公司具有数码显示（显示系列电流和系列电压）和系列电流仿真功能的新一代信号分配箱。该分配器除了具有上述新功能外，还具有完善的防雷措施。

7.2.2.3 CAN光纤信号转换箱(每一工区一台)：

选用振兴公司开发的GLM-2型CAN光纤信号转换箱。一个区安装一台，其功能是将CAN通讯信号和系列电流脉冲信号由光信号转换为电信号，然后通过通讯电缆连到槽控机。其目的是实现监控管理级与控制级（槽控机）间通讯信号的电气隔离、以及满足远距离的信号传输。

7.2.2.4槽控机（每一电解槽配备一台）：

在本方案中选用振兴公司的GLM-Ⅶ型壁挂式槽控机。

1）槽控机逻辑部件组成

槽控机的逻辑部件由CPU板、逻辑大板、状态显示板、数码显示板及门上的手动操作开关板组成。

① CPU板：采用Intel公司专为工业过程控制嵌入式应用而设计的工业级CPU 386EX芯片。存储器:512K以上，带掉电保护；用户FLASHROM：128K以上，用于固化程序。该CPU功能强、档次高、程序与数据存储器容量大，不但能满足当前电解工艺控制要求，而且能适应将来铝电解工艺控制技术进步、控制内容增多、控制算法变化、应用程序规模变大、要求存储和处理的数据增多等发展要求。

②逻辑大板：该板由采样电路、光隔输入电路（32路）、光隔输出电路（32

路）、数码显示驱动及与CPU相连接的总线接口电路（该板与CPU接口采用PC104总线）、继电器驱动电路、直流安全定时器电路、提升机上下限双保护电路、提升机升降电子互锁器电路组成。

③状态显示板：该板主要由状态显示电路组成，用于显示各种操作状态及槽控机的运行状态。

④数码显示板：该板由数码显示几槽状态显示电路组成。该板的数码管可用于显示系列电流、槽压、回转计/槽控机故障号及槽控机的参数等，该板的发光二极管用于显示电解槽的状态及加料器状态。

⑤手动操作开关板：该板的按键开关用于操作人员向槽控机发布各种操作命令，如单正常处理、效应处理、换极、出铝、边部加工、抬阳极、降阳极、出铝、抬母线等等。

2）槽控机硬件技术条件

槽控机应达到的输入输出能力与主要技术特点：

A.具有采用光电隔离电路与高性能微型继电器构成控制输出通道，能控制二个交流220V的打壳电磁阀，完成打壳操作。

B.具有控制输出通道能控制三个交流220V的下料电磁阀（其中一个是氟化铝下料电磁阀），实现氧化铝和氟化铝下料。此外，具有控制两个交流220V的气源电磁阀。

C.应能控制一个交流380V交流电动机（15KW）正反转，实现阳极升降、槽电压调整功能。

D.能控制一个交流220V的阳极效应报警器，实现效应的声光报警。具有独立于每台槽控箱工作的无源槽电压采集模块。

E.采用先进的CAN-BAU总线，能支持现场总线网络通讯协议，以实现电解槽的分布控制集中管理，构成铝电解集散式控制系统。

F.采用统一的定时器实现对系列电流频率信号的同步实时采集，能确保采样信号在时序上的一致性。

G.在显示面板上有大字符数码显示管，能够用于显示电流、电压以及能通过功能键循环查看各种运行参数。并能通过显示面板上有发光二极管对应指示说明文字。

H.可接收阳极脉冲发生器、和电解槽阳极提升上、下限位信号。

I.在显示面板上有发光二极管，指示槽控机的工作状态。采用带薄膜安装的微动按键开关,接收现场操作人员的人工输入命令。

J.所有数据实现断电保护，确保控制的连续性。看门狗（WATCHDOG）方式监视软件的正常运行，以防程序跑飞。槽控机的CPU板具有512KB以上的掉电保