鋁電解智能控制

1、鋁電解槽控機改造技術要求1.總則 1.1本技術要求適用于東方希望包頭稀土鋁業(yè)有限公司一期300KA電解鋁工程計算機控制系統(tǒng)。1.2 本技術要求提出的是最低限度的技術要求，并未對一切技術細節(jié)作出規(guī)定，也未充分引述有關標準和規(guī)范的條文，供方應提供符合工業(yè)標準和本規(guī)范書的優(yōu)質產(chǎn)品。1.3 本技術要求所使用的標準如遇與供方執(zhí)行的標準不一致時，按較高標準執(zhí)行。1.4本次改造范圍：電解一期一車間1037#-1096#槽，電解二車間2037#-2096#槽，共計120臺電解槽。2.地理環(huán)境年平均環(huán)境溫度: 10海拔高度: 1070m最高溫度: 40最低溫度: -28電源相數(shù): 3相安裝方式: 壁掛式安裝3.

2、 工作環(huán)境 溫度： -2060 相對濕度： <80% 磁場強度： 150高斯 供電電源： 隔離AC380V/380V 、AC380V/220V 50HZ 模擬電流信號： 420mA和05V 一、主要技術要求鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)是鋁電解生產(chǎn)的關鍵技術裝備，是鋁電解槽技術不可分割的組成部分，是鋁電解槽技術經(jīng)濟指標能否實現(xiàn)的關鍵技術因素之一。本電解生產(chǎn)系列的槽型為300KA預焙陽極鋁電解槽。根據(jù)該電解槽的技術要求，鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)與槽控機必須與該槽型的原則要求相適應?？刂葡到y(tǒng)應采用集散式多級分布控制和決策管理相結合的結構形式；控制系統(tǒng)應將數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控和生產(chǎn)管理有機結合起來，保證系

3、統(tǒng)可靠性高，適應性強，實用，維護靈活方便；本工程擬采用的鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)與槽控機投運后應確保本電解生產(chǎn)系列采用的300KA鋁電解槽能達到國內領先的技術經(jīng)濟指標。二、控制系統(tǒng)的主要技術要求2.1 控制結構：一臺槽控機控制一臺電解槽，上位機使用研華工控機（配置甲方提供）。上位機至電解廠房之間的通訊采用單模輕鎧光纜為通信介質。 上位管理級由星型網(wǎng)絡結構組成以太網(wǎng)，可通過硬件防火墻與公司局域網(wǎng)和萬維網(wǎng)互聯(lián)。 整個系統(tǒng)采用“槽控機監(jiān)控、管理機服務器（網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫）-終端用戶”結構。完成對電解槽生產(chǎn)的控制、監(jiān)視與管理。每臺電解槽均配備一臺槽控機作為現(xiàn)場控制設備，它實時采集槽電壓和系列電流等現(xiàn)場信號及各

4、種人工操作指令，根據(jù)電解槽的實際生產(chǎn)狀況，自動調節(jié)和控制電解槽的能量平衡與物料平衡，配合上位機實現(xiàn)智能控制系統(tǒng)的關鍵參數(shù)修改，使電解生產(chǎn)保持在高效平穩(wěn)的狀態(tài)下運行。監(jiān)控接口計算機通過CAN/NET實現(xiàn)與各槽控機通訊，實時監(jiān)視各電解槽的生產(chǎn)運行過程并實現(xiàn)控制參數(shù)修改、信息收集、匯總與報表制作打印、數(shù)據(jù)保存至網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫等生產(chǎn)管理功能。監(jiān)控接口計算機還可通過高速以太網(wǎng)卡接入計算機局域網(wǎng)。電解生產(chǎn)異常信息智能語音報警系統(tǒng)實現(xiàn)對電解生產(chǎn)槽的異常信息實時播報功能。控制系統(tǒng)主要技術指標：（1）槽電壓采樣范圍065.535伏，精度0.2%； （2）槽電壓控制目標范圍：+30/-20mv；日均電壓控制精度：&#

5、177;20mv；（3）氧化鋁濃度控制范圍：1830；（4）陽極效應系數(shù)：0.08（5）電流效率達到94%以上；2.2 槽控機 槽控機箱體采用雙開門壁掛式結構。箱體與箱門制作應規(guī)則、平整、不得有機械變形，箱門、門鎖、門把手安裝牢固，箱門開、閉靈活好用，箱體密封良好，箱體制作材料采用冷軋鋼板厚度為2mm，門鎖鑰匙要統(tǒng)一，便于開啟；動力箱和邏輯箱為一體式，既美觀又便于安裝。由于安裝現(xiàn)場屬于舊系統(tǒng)升級改造，使用原有舊線路，為便于接線，要求槽控機下部設置單獨端子室，高度300mm長度厚度與槽控機統(tǒng)一，端子室與槽控機制作為一整體，與槽控機穿板接線口要求密封良好。 2.2.2邏輯部分及動力部分采用各自獨立

6、的電源；線路板的布局及安裝方式合理，并且便于維修和更換；各接線端子、接插件接觸良好；端子排有足夠的絕緣水平和阻燃性能。漏電流10mA，滿足UL和CSA安全標準。絕緣電阻：輸入與地，輸入與輸出之間在環(huán)境溫度20±5 和相對濕度為90的情況下，絕緣電阻30M ，滿足VDE絕緣標準。 2.2.3 動力、邏輯部分主要元器件選用施耐德產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠。電壓顯示表兩塊，動力單元和邏輯單元加以區(qū)分，以保證任一單元有故障時仍有電壓顯示。2.2.4輸入部分、輸出部分、采樣部分及通訊等與邏輯部分的信號傳輸電路均采取隔離措施，輸出驅動電路有相關保護，例：有過壓、過流保護措施等。2.2.5面板設計合理，便

7、于操作，數(shù)據(jù)及信號顯示，準確、清晰，所選元器件適用電解廠房高溫和強磁場環(huán)境的要求。2.2.6槽控機動力箱設有急停按鈕，可在故障發(fā)生時快速切斷陽極升降電源（380V）開關，使斷路器分勵脫扣器動作、同時切斷主回路。2.2.8控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化：采用現(xiàn)場總線工業(yè)控制網(wǎng)絡?？偩€結構簡單、可靠，負載能力和抗干擾能力強。2.2.9 槽控機工作環(huán)境指標：槽控機工作溫度：-2070抗磁場干擾：150GS防護等級：IP54槽控機面板顯示屏（要求尺寸不小于120mm×60mm），可顯示電解槽的各種實時狀態(tài)、控制過程及保存相關信息，包括：本槽槽號、自動、手動指示，通訊狀態(tài)指示，效應指示，效應處理指示，正常處理

8、指示，陽極升降指示，打殼加料指示，加料周期指示，出鋁、換極、抬母線指示；可在槽控機面板上查詢當前設定電壓、目標電壓、噪聲值、針振幅度、擺動幅度、當前時間、加工間隔、最近加料時間、最近分子比、最近原鋁質量、最近槽溫度、最近Fe含量、Si含量、品位、最近出鋁量、故障代碼、下次AE間隔、AE已發(fā)時間、AE持續(xù)時間(當效應發(fā)生時自動切換到該處)、AE峰值電壓、AE平均電壓、最近AE類型、最近4日AE總數(shù)、當日氟鹽量、氟鹽余量、24小時氧化鋁總量、24小時平均電壓、24小時平均電流、報警信息、最近RC時間等。2.3槽控機電路主要技術要求： 槽控機具有邏輯箱自動和半自動態(tài)外和動力箱上純手動操作功能。 對陽

9、極動作的保護具有軟硬件兩方面保護，以保證陽極動作的萬無一失。 2.3.3 具有自診斷功能。當槽控機出現(xiàn)故障時，能夠在槽控機面板上顯示故障信息，且同步傳送至上位計算機，并可選擇向現(xiàn)場播報的故障信息。 具有高精度的槽電壓數(shù)據(jù)隔離采樣，并具有強抗干擾能力。 具有提升機上、下限檢測及保護功能，陽極升、降電路具有完整、可靠的安全保護措施?？蓡为毧刂?個打殼電磁閥、4個下料電磁閥（即可執(zhí)行單點打殼下料動作），1個反吹風、2個氟鹽下料電磁閥。 具有良好的軟硬件擴展功能。 具有防雷措施。當上下兩級通訊異常時，保證槽控機可獨立工作，并可恢復至服務器。當服務器發(fā)生故障時，上位機與槽控機可獨立運行。槽控機具有掉電保

10、護措施，使各種設定參數(shù)不丟失，再恢復上電時，保持掉電前的設定控制參數(shù)。數(shù)據(jù)采集精確化：槽控機必須采用高性能的VF、IF轉換器，確保溫漂小，精度高。效應報警采用效應燈、語音報警，并提供支持報警電笛的控制接點。語音報警采用現(xiàn)有的報警方式。2.4 槽控機硬件主要技術條件： 工作電壓（邏輯供電）：AC220V（±15%），頻率50HZ（±2%）（動力供電）：AC3相380V（±10%），頻率50HZ（±2%）AC220V（±15%），頻率50HZ（±2%）】陽極提升電機功率7.5KW 工作方式：為連續(xù)工作方式 隔離耐壓：槽控機內部用電與外部報

11、警電笛供電有相應的隔離措施。 2.4.4 穩(wěn)壓電源：槽控機邏輯部件供電采用線性穩(wěn)壓電源。2.4.6具有4個各自獨立的打殼錘頭動作情況檢測（無源觸點）與故障聲光報警功能。即打殼氣缸動作連續(xù)三次延時10秒不自動回位，進行聲光報警。 2.4.9支持36VAC效應、打殼錘頭動作報警燈動作觸點信號，且電源具有隔離措施。各項參數(shù)發(fā)送接收準確無誤，不丟包，不失真?？蛻舳嗽L問數(shù)據(jù)不延時，不失真。2.4.12 安裝位置參照電解車間計算機圖紙。槽電壓采集系統(tǒng)技術指標如下：采樣輸入電壓范圍：065.53V系統(tǒng)精度：誤差 0.2%分辨率：16位工作溫度：085 保存溫度：251252.5系統(tǒng)軟件主要技術要求控制系統(tǒng)的

12、軟件包括槽控機控制軟件、上位機監(jiān)控軟件和服務器數(shù)據(jù)管理、客戶端管理監(jiān)視軟件等，可自動獲取來自化驗室、電測組等數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件工藝參數(shù)修改靈活，在權限允許的情況下，可以修改下位機的任何參數(shù)。槽控機控制軟件可充分滿足300KA大型預焙電解槽的工藝控制需求，技術成熟、可靠。工控機監(jiān)控軟件和管理機軟件操作界面友好，操作簡便、功能齊全。 槽控機軟件的主要技術要求正常槽電阻控制（即升陽極和降陽極）；正常加料控制（可通過上位機完成單點加料的NB間隔修改）；效應預報加料控制； 正常效應與突發(fā)效應檢出、效應報警與效應預處理控制；抬母線操作跟蹤；氧化鋁濃度自適應控制；出鋁操作及出鋁后控制，并及時顯示和保存相關操作信

13、息；換極操作及換極后控制，并及時顯示和保存相關操作信息；波動的早期診斷與處理。槽控機陽極動作保護可靠，例：提升機限時動作保護，限壓、限時保護等；具有硬件看門狗保護電路和相應的軟件保護功能；工藝參數(shù)設置和顯示；參數(shù)掉電保護； 管理機軟件主要技術要求：各種生產(chǎn)工藝參數(shù)的設定、修改和查看，可以查看單槽的實時電壓、實時工作狀態(tài)、車間系列電壓、系列電流的實時顯示，可以通過上位機查看到下位機的所有工作狀態(tài)，并以Excel格式提供（即槽控機面板的工作信息并能逐一查看）班報、日報、效應報、故障報等各種統(tǒng)計報表，并可查詢參數(shù)修改記錄，可瀏覽生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的歷史曲線，支持各種異常信息報警選擇播報功能，并可按工區(qū)播報

14、，能夠自動導入電解生產(chǎn)管理報表所需的化驗分析等數(shù)據(jù)。2.5.3 服務器可滿足多客戶訪問的需求，并可保存電解槽全壽命數(shù)據(jù)。2.5.4 電解槽異常信息分工區(qū)廣播報警。語音報警可由計算站自行選擇設定，可選擇為對機房，對現(xiàn)場和兩點同時報警。2.5.5 系統(tǒng)軟件具有限電（電流大幅變化、電流檢修）應急處理功能，不影響正?？刂啤?.5.6 可同步實時在各監(jiān)控機和各網(wǎng)絡客戶機顯示來自整流所的系列電壓、系列電流，并在班報、日報、統(tǒng)計報表上給出平均值。接口機報表與客戶端報表保持一致性2.5.7 可瀏覽各種所需歷史曲線。在班報、日報、統(tǒng)計報表中能顯示出車間和整個系列的統(tǒng)計信息；報表、歷史曲線等需嚴格按照甲方要求進行

15、制作。 2.5.8 統(tǒng)計報表能顯示出各時間段內的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。2.5.9 鋁電解槽計算機控制系統(tǒng)可通過加設硬件防火墻與公司內部網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享。2.5.10 可保存30天以上故障及效應歷史記錄信息。 2.5.11 具有成熟的過程監(jiān)控軟件、信息管理分析軟件，以支持槽控機有效地實現(xiàn)氧化鋁濃度控制、熱平衡控制、電解質成分控制、電解槽溫度控制。2.5.12可依權限修改相關工藝控制參數(shù)。自動審核和下發(fā)（由工區(qū)長向上級提出參數(shù)修改意見，車間主任進行審核，再提交計算站由值機員確認后下發(fā)，該過程由客戶端軟件完成，實現(xiàn)無紙化流程）。3 后臺數(shù)據(jù)庫維護方便，歷史曲線的保存、清除、備份、導出方便。2.5.14槽控

16、系統(tǒng)投入使用后提供一切軟件應用程序、資料及負責相關技術人員的培訓。三、 供貨范圍及時間3.1、供貨范圍120臺槽控機及配套設備。3.2、供貨時間（）四、設計、安裝與調試4.1安裝及材料供貨范圍：甲方負責提供安裝所需電纜，穿線管等。所需電纜型號規(guī)格由乙方提出（可參照自控圖紙），必須保證要適應電解廠房的環(huán)境。乙方提出槽控機及輔助設備的安裝方案。五、 乙方提供：5.1乙方負責提供詳細的供貨清單5.2對其所供設備安裝所需材料，如甲供設備型號、電纜型號等，提供詳細的材料清單，見附表。5.3所有招標貨物的合同工作范圍為完整的售前售后服務，含制造、運輸，備品備件的提供，易損件及圖紙的提供，專用工具的提供。

17、乙方應提供：設備合格證明書（每臺設備一個）；應用程序包含及其對應的支持程序；設備使用手冊、維修用圖（5套）；槽控機全套電路板備件（5套）；槽控機維修專用工具（5套）；維修專用筆記本電腦一臺（ IBM ThinkPad T400 2767K17）完善的售后服務體系以及對檢修人員和操作人員長期進行免費技術咨詢及人員培訓；投標設備的詳細技術資料；備品備件清冊、及其它應提供的技術文件等。槽控機本體及相關設備提供兩年質量保證，并對本槽控系統(tǒng)所有軟硬件長期提供免費技術支持及升級服務。槽控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，甲方無法恢復的，乙方必須在48小時內趕到現(xiàn)場解決。六、 設備質量標準及要求6.1 乙方必須提供設備的制造標準，安裝標準及技術規(guī)范等有關資料