PAGE14PAGE37.1計算機開展系列結構：豫港龍泉鋁業二系列300KA鋁電解槽計算機控制系統采用“局域網—監控管理—槽控機”三級網絡全分布式結構：7.1 管理網絡系統由數據庫服務器、交換機、工區工作站以及若干應用工作站構成。每一工區對應一個工區工作站，安裝在其對應的工區辦公室內。電解工區工作站采用單模光纜連接，而控制室內的工作站采用雙絞線連接。本次改造每一系列涉及服務器、交換機及計算站到各分區的光纖網絡，原工區工作站應用工作站保留。7.1.2 設工業PC管理機二套，用于系列電解鋁生產控制系統的監控、管理以及通過網絡交換機實現電解生產控制系統與局域網內各工作站數據庫之間的數據交換；管理機與槽控機之間的通訊采用CAN-BUS。本次改造每一系列涉及管理機2套、分區廣播、機房到槽控機的canbus通訊網絡。7. 1）信號分配柜：每系列一臺。 2）CAN光纖轉換收發箱：一個區安裝一臺，實現監控管理級與控制級（槽控機）間通訊信號的電氣隔離、以及滿足遠距離的信號傳輸。 3）槽控機（每一電解槽配備一臺）：用于直接完成鋁電解槽的生產過程控制。 控制系統由安裝在電解生產現場的槽控機（控制級）和安裝在控制室的管理機（監控管理級）以及安裝在電解車間辦公室內的電解車間工作站組成（參見附圖：豫港龍泉鋁業第二電解鋁系列生產控制系統框圖）。安裝在控制室內的管理機與安裝在電解廠房內的槽控機這兩級間的數據通訊采用控制現場網絡總線CAN-BUS。位于管理級與控制級之間的信號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（4～20mA）轉換為線性頻率脈沖信號后送管理機；同時，將系列電流脈沖信號隨網絡總線電纜送至各槽控機。分配器至各分區物理位置第一臺槽控機的通訊采用光纜。 系統的通信具有抗干擾性強、擴展性好、通信準確、穩定、數據傳輸率高的性能，在設計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算站及槽控機設備改造項目技術文件PAGEPAGE107.2電解控制系統主要設備選型7.2.17.2.1.1 本次不更換，保留原系統工作站7.2.1.2 采用100M/1000M24口，三層。7.2.1.3 IBMX3650M7.2.27.2.2 采用符合工業標準生產的工控機。CPU采用IntelE5300，內存儲器為DDR2G，硬盤存儲器的容量為500G，配21″液晶顯示器、多媒體套件、DVD光驅、1007.2.2 選用振興公司具有數碼顯示（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光纖信號轉換箱(每一工區 選用振興公司開發的GLM-2型CAN光纖信號轉換箱。一個區安裝一臺，其功能是將CAN通訊信號和系列電流脈沖信號由光信號轉換為電信號，然后通過通訊電纜連到槽控機。其目的是實現監控管理級與控制級（槽控機）間通訊信號的電氣隔離、以及滿足遠距離的信號傳輸。7.2.2 在本方案中選用振興公司的GLM-Ⅶ型壁掛式槽控機。 1）槽控機邏輯部件組成槽控機的邏輯部件由CPU板、邏輯大板、狀態顯示板、數碼顯示板及門上的手動操作開關板組成。①CPU板：采用Intel公司專為工業過程控制嵌入式應用而設計的工業級CPU386EX芯片。存儲器:512K以上，帶掉電保護；用戶FLASHROM：128K以上，用于固化程序。該CPU功能強、檔次高、程序與數據存儲器容量大，不但能滿足當前電解工藝控制要求，而且能適應將來鋁電解工藝控制技術進步、控制內容增多、控制算法變化、應用程序規模變大、要求存儲和處理的數據增多等發展要求。 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）、數碼顯示驅動及與CPU相連接的總線接口電路（該板與CPU接口采用PC104總線）、繼電器驅動電路、直流安全定時器電路、提升機上下限雙保護電路、提升機升降電子互鎖器電路組成。 ③狀態顯示板：該板主要由狀態顯示電路組成，用于顯示各種操作狀態及槽控機的運行狀態。 ④數碼顯示板：該板由數碼顯示幾槽狀態顯示電路組成。該板的數碼管可用于顯示系列電流、槽壓、回轉計/槽控機故障號及槽控機的參數等，該板的發光二極管用于顯示電解槽的狀態及加料器狀態。 ⑤手動操作開關板：該板的按鍵開關用于操作人員向槽控機發布各種操作命令，如單正常處理、效應處理、換極、出鋁、邊部加工、抬陽極、降陽極、出鋁、抬母線等等。 2）槽控機硬件技術條件 槽控機應達到的輸入輸出能力與主要技術特點： A.具有采用光電隔離電路與高性能微型繼電器構成控制輸出通道，能控制二個交流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交流220V的下料電磁閥（其中一個是氟化鋁下料電磁閥），實現氧化鋁和氟化鋁下料。此外，具有控制兩個交流220V的氣源電磁閥。 C.應能控制一個交流380V交流電動機（15KW）正反轉，實現陽極升降、槽電壓調整功能。 D.能控制一個交流220V的陽極效應報警器，實現效應的聲光報警。具有獨立于每臺槽控箱工作的無源槽電壓采集模塊。 E.采用先進的CAN-BAU總線，能支持現場總線網絡通訊協議，以實現電解槽的分布控制集中管理，構成鋁電解集散式控制系統。 F.采用統一的定時器實現對系列電流頻率信號的同步實時采集，能確保采樣信號在時序上的一致性。 G.在顯示面板上有大字符數碼顯示管，能夠用于顯示電流、電壓以及能通過功能鍵循環查看各種運行參數。并能通過顯示面板上有發光二極管對應指示說明文字。 H.可接收陽極脈沖發生器、和電解槽陽極提升上、下限位信號。 I.在顯示面板上有發光二極管，指示槽控機的工作狀態。采用帶薄膜安裝的微動按鍵開關,接收現場操作人員的人工輸入命令。 J.所有數據實現斷電保護，確保控制的連續性。看門狗（WATCHDOG）方式監視軟件的正常運行，以防程序跑飛。槽控機的CPU板具有512KB以上的掉電保護存儲器，便于因通訊中斷時存儲需發給管理機的數據，或因槽控機停電時保留必要的歷史數據. K.安全的光電隔離措施。實現閉環控制，確保發出的指令正確執行。L具有聯機、自動、手動和手工單動四種工作狀態。M從硬件、軟件兩方面對陽極動作進行保護，確保不會因槽控機失誤而導致陽極提升機控制失靈。既有獨立于軟件的純硬件的交流定時器的限時動作保護，直流定時器限時動作保護、自動狀態下的硬件槽壓限位保護、又有軟件解析的限時動作保護，軟件解析的槽壓限幅保護。 N.具有自診斷功能。當槽控機出現故障時，不僅能夠在槽控機面板上顯示，而且可以立即通過接口機的自動語音系統對現場播出。 O.通過將電壓轉換為脈沖并采集脈沖頻率的方式進行電解槽的槽電壓實時采樣，采樣范圍為0-100VDC，槽電壓隔離可靠、測量精度高、抗干擾能力強。采樣精度：0－10V量程：精度滿足1‰；10～100V量程：精度滿足1%。提供獨立于槽控機采樣通道的槽電壓顯示，除槽控機對槽壓的采集顯示外應具有獨立的機械槽壓表，以便邏輯220V停電情況下實現手工單動對電解槽進行控制. P.具有脈沖檢測和提升機上、下限檢測及保護功能，提升電機動作反饋保護。陽極升、降電路除了具有常規的觸點互鎖外，還有電子互鎖器，確保在任何情況下不會發生升、降接觸器同時吸合而產生短路。具有良好的擴展性和可靠性。具有可靠的提升機安全雙保護電路，確保陽極提升機不會因硬件或軟件的失誤而導致提升機控制失靈. Q.具有完善的防雷措施，以確保雷雨季節槽控機能安全正常運行。信號分配柜的輸入輸出信號具有防雷保護。電解生產現場的槽控機（控制級）和安裝在計算機控制室內的信號分配柜之間具有信號線防雷保護。 R.箱體內邏輯部分與動力部分分開并可靠屏蔽，兩部分以標準插接件互聯，裝卸簡單，維護方便。箱體內邏輯部分與動力部分分開并可靠屏蔽，兩部分以標準插接件互聯，裝卸簡單，維護方便。 S.邏輯部分的易損件設計為可單獨插撥的分離部件，以便維護。 T.具有效應燈泡好壞和線路檢驗測試按鈕功能。7.3系統功能描述控制系統的軟件分槽控機控制軟件、管理機監控軟件以及電解車間工作站的網絡應用軟件，并包括控制系統的通訊軟件、電解槽陽極效應語音報警軟件等。提供的槽控機控制軟件能夠滿足300KA大型預焙電解槽的工藝流程控制要求，技術成熟、可靠。提供的接口機監控軟件和電解車間工作站網絡應用軟件應是操作界面友好、簡便、功能齊備。7.3.1·依據獲取的實時信號，解析電解槽變化趨勢的功能。·Al2O3加料定時加料:按照人工設定的Al2O3加料間隔進行定時加料；·智能氧化鋁控制；·AlF3定時加料:按照人工設定的AlF3加料間隔進行定時加料；·氟化鋁過剩量控制；.過熱度識別及控制；·多級噪聲控制?出鋁量推導?陽極極距調整功能?效應預報加料控制?下料異常（濃度異常）報警?非正常生產階段監控?監控焙燒、啟動階段的功能。?符合生產工藝要求的非正常生產階段標準化操作程序?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?效應檢出、效應報警和效應處理控制。?完整的異常槽況報警發布系統?完整的系統故障報警發布系統?系列電流停/送電后控制修正功能?自動檢測并顯示槽控機主要硬件設備工作狀況功能?同步發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：實時解析槽況的變化趨勢，對不穩定及異常槽況（如下料過程的電阻變化異常，極距調節過程的電阻異常變化等）的預報、報警和自處理。?設定參數的自修正功能：能自動地根據槽況實時解析的結果修正目標控制電阻、控制非調節區寬度、基準下料速率、陽升/陽降電阻率等設定參數。此外，槽控機還含有以下的輔助功能：提升機機械極限保護；提升機限時動作保護；槽壓高低限軟硬件禁止升、降極保護；提升機動作軟件限時保護；提升機控制回路的自動檢測提升機動作硬件限時電路的自動檢測二十多個重要參數的顯示；7.3.2管理機的主要功能生產管理報表統計、打印及特殊槽況信息可選打印功能可分區或廠房廣播重要信息的語音自動播出/報警；當槽控機出現故障時，立即通過管理機的自動語音系統對現場播出。各條語音報警都有一個是否播報的設置軟開關，以便根據實際情況選擇。離線數據（測量、分析數據）錄入功能具有槽控系統實時數據庫和歷史數據庫；電解生產控制狀況歷史數據查詢功能登陸日志管理功能人機對話界面提供與服務器數據接口。為電解生產提供系列槽況分析功能。提供多種表格和動態曲線顯示方式，實時顯示各聯機控制槽的運行信息和槽控機的工作狀態信息。鋁電解控制參數的查詢設定和修改，槽功能控制狀態（控制模式）字的修改，單槽參數的修改，對常用參數（NB間隔、AEW間隔、ALF3間隔、槽壓）單獨分區設置，槽齡設置。班報、日報、月報數據的制做和打印，導出EXCEL表；單槽臺帳統計的查詢和打印，導出EXCEL表．槽效應報表的查詢和打印，還要求能導出成EXCLE格式。槽狀態報表打印，槽控機最近幾次故障狀態報表的打印。工區統計報表的查詢和打印，還要求能導出成EXCLE格式。綜合歷史曲線的顯示和打印；工藝數據的顯示和打印，導出EXCEL表；電解生產控制管理重要信息的語音自動播出/報警；各條語音報警都有一個設置是否播報的軟開關，以便根據實際情況選擇。將電解生產的重要控制參數和數據送入服務器數據庫；確認并接收其他被授權人員通過電解車間工作站對電解工藝參數所做的修改并下發至槽控機；各槽參數修改的記錄，應含修改時間、修改前后值、修改工作站號、修改人帳號。7.3.3具有通過密碼設置權限等級，就地調整工藝控制參數功能具有就地查詢系列槽況信息的功能生產工藝技術人員根據槽況修改相關設定參數的功能異常信息查詢（即時/歷史）功能本機查詢分析即時槽信息及24小時歷史曲線鋁電解控制參數的設定和修改；班報、日報、月報數據的制做和打印；綜合歷史曲線的顯示和打印；可依據授權的不同分別查詢全廠網絡數據庫中的各類信息。槽齡累加化驗分析數據的錄入：分子比、CAF2含量、AL2O3濃度、原鋁的Si和Fe等雜質含量，要求有手工輸入，也有自動導入接口。電解槽測量數據的錄入，電解溫度、初晶溫度、電解質液高度、鋁液高度。工藝參數合格率的統計。槽控箱狀態查詢。加工狀況顯示與統計。7.3.4服務器是電解計算機控制系統專用的獨立設備，采用SQLServer數據庫實現電解生產過程控制數據管理，為控制局域網內各用戶提供共享數據信息有生產過程數據備份功能有安全防范措施有與企業管理網（ERP）相連的數據接口7.3.5能實現網絡上的資