槽控机控制技术在铝电解生产中的应用

铝电解槽控机改造前言铝电解槽一般用于铝电解制造中，其工艺比较复杂。

传统的铝电解槽控机已经无法满足现代化制造需求，需要进行改装升级。

本文将详细介绍铝电解槽控机改造的流程、目标和效果。

改造目标铝电解槽控机改装的主要目标是提高生产效率和质量，减少人工干预，从而提升生产线的整体运行效率。

具体来说，改造后的铝电解槽控机应该具备以下特点：1.自动控制：实现自动控制铝电解槽，减少人工干预。

可以设置一些参数，比如温度、电流、电压等，系统可以根据这些参数自动地监控和控制铝电解槽，从而提高生产效率和质量。

2.稳定可靠：铝电解槽控机是生产线中非常重要的一个环节，应该具备高可靠性，能够长时间运行，不容易出故障。

3.可扩展性：随着生产规模的扩大，生产线的铝电解槽数量也可能增加。

因此，铝电解槽控机应该具备良好的扩展性能，能够很容易地添加新的铝电解槽。

4.节能环保：在保证生产效率和质量的前提下，应该尽可能地降低电力消耗和环境污染。

改造流程铝电解槽控机改造的流程可以分成以下几个步骤：步骤一：系统设计在进行改造前，需要进行系统设计，明确改造的目标和方向。

设计时需要考虑到系统的整体架构、控制方法、传感器选型等。

步骤二：系统集成将系统设计图纸转化成实际的系统。

这个过程包括硬件组装和软件编程。

硬件方面主要是将传感器、控制器等连接在一起，形成一个闭环控制系统。

软件方面则需要编写程序，实现自动控制功能。

步骤三：测试验证经过系统集成后，需要进行测试和验证，主要测试系统的可靠性和稳定性。

这个过程还需要进行调参，将系统的控制参数调整到最佳状态。

步骤四：上线运行在经过测试验证后，系统可以正式上线运行。

此时需要对系统进行监控和维护，以保证系统长期稳定运行。

改造效果经过铝电解槽控机改造后，生产效率和质量得到了显著的提高，具体表现在以下几个方面：1.自动化程度提高：原来需要大量的人工干预和调整的过程，现在可以通过铝电解槽控机实现自动化控制，减少人工干预。

探讨电解铝预焙阳极质量对电解铝生产的影响摘要：在生产铝电解的过程中，预焙阳极占据着铝电解槽的核心位置。

同时，预焙阳极质量控制工作始终贯穿于整个生产及使用的过程中。

因此，预焙阳极质量的好坏不仅会影响到正常的电解生产活动，而且也会对电解各项重要经济技术指标以及铝液质量等产生负面影响。

由于我国当前的经济状况及各种资源比较紧张，科学合理地优化预焙阳极的生产工艺，提高预焙阳极的质量，具有重要的经济和现实意义。

关键词：电解铝预焙阳极质量；电解铝生产；影响一、阳极质量的重要影响预焙阳极在电解铝的生产中，有着重要的影响，工作人员在生产过程中，要及时地更换阳极炭块，防止出现阳极质量问题。

阳极质量出现问题，容易带来电解质出现裂纹、阳极氧化等问题，不利于电解铝的安全稳定生产，具体来说，有以下几个方面。

（一）对原铝质量的影响在阳极质量不过关的情况下，原铝的消耗量会大大得以增加，在更换阳极的时期，就可能带来原铝脱极、化爪等问题，严重的情况，还会带来铝液铁质量增加的问题，直接影响到原铝的使用需求。

（二）对电解槽温度影响预焙阳极也会影响到电解槽的温度，如果电阻率缺乏可靠性和稳定性，在阳极电流不断增加的情况下，阳极电压容易发生改变，偏离正常值，进一步抬升电解槽的电压。

从而产生更多的热量，热量的激增容易带来电解质的其他参数的改变，出现阳极掉块和脱落等问题。

在出现这些情况的时候，就要及时地清理电解槽，增加电解槽内部的沉淀物。

然而，沉淀物的不断增加又导致了炉底返热的问题，大大增加了电解质的温度，如此一来，就形成了一个恶性循环。

此外，阳极炭渣过多，也会持续增加炭渣层的厚度，在角部形成大量的残留物，容易带来阳极附近电流出现短路等问题，影响生产的开展。

同时，阳极底部炭渣在与铝水进行接触后，也容易发生短路的问题，产生大量的热量，推动电解质温度的上升。

实践证明，电解槽的温度与电流效率有着显著的反向关系，电解槽温度每上升10度，电流的工作效率便会下降2%。

电解槽槽控机的安全保护摘要：电解操控设备作为一类新型设备，科技型较强，是一类新型的设备，为生产和生活提供了很多的便利条件。

铝电解槽智能控制设备工作原理相对简单，可以通过对内部软件的合理应用，来控制不同的功能。

铝电槽是电解生产中的重要组成部分，是自动化控制的重要组成部分，通过电解槽阳升降和打壳来完成，当电解槽出现问题时，及时处理，提高系统的安全性。

关键词：槽控机；安全保护；自动控制引言安全保护系统可以有效地预防和减少生产过程中的安全事故，确保生产过程的顺利进行。

设备的安全保护措施可以降低员工在工作过程中因设备故障、化学品泄漏等原因导致的伤害风险。

因此需要采取有效的安全保护措施，这样企业可以有效的提高其社会责任感和形象。

由此可见，本文对电解槽槽控机的安全保护工作进行分析探讨是非常有必要的。

1开机前安全检查安全保护工作的开展，需要做好前期的检查工作，这样才能提前处理潜在风险，及时止损，应当提前检查设备是否存在损坏、磨损或变形等现象。

检查设备上是否有油污或积尘等污垢，确保设备清洁。

要检查设备表面是否有异常磨损或锈蚀等情况。

还需要对设备零部件进行检查，检查所有传动部件是否紧固，无松动现象[1]。

还要检查所有紧固件是否牢固，如螺丝、螺母等。

检查所有电气接头是否牢固，无松动、破损或接触不良现象。

要检查所有安全装置是否完好无损，如急停按钮、安全罩、防护栏等。

检查安装位置和高度是否符合要求，确保在紧急情况下能够迅速操作。

还应当对电气线路和设备进行重点检查，检查电气线路和设备是否完好无损、电气线路和设备是否按照规定进行接地，确保接地良好、连接处是否牢固，无松脱、烧蚀或氧化现象。

最后，需要进行环境检查，检查设备周围是否存在可能影响设备运行的易燃、易爆物品。

是否有足够的空间，以便于操作和维护。

检查设备周围的照明、通风等设施是否正常运行。

维护手册是否齐全，操作人员是否了解设备的操作和维护要求都非常重要，在完成检查后，要针对检查设备的维护记录和故障维修记录进行故障排查，确保设备得到及时的维护和保养。

电解铝生产过程控制系统的研究和应用摘要：为了完成电解铝生产工艺的自动化改造计划，本文设计了自动化管理系统、设备监测系统、安全系统等，通过各个系统间的有效衔接，促进电解铝生产的全自动化管理升级。

首先介绍电解铝生产过程系统的构成，并研究电解铝生产过程系统，最后提出电解铝生产过程系统应用的效果与意义。

总之通过应用该系统，大大提升电解铝厂生产管理水平，形成了较为规范的全新的电解铝生产全过程控制管理模式。

关键词：电解铝；生产过程控制系统；应用引言：当前我国在生产铝制品的时候，仍旧是采取数据采集与人工监视操控的模式，在数据反馈与设备操控的过程中常常出现差错，给产品的制造造成了一定的影响。

为了解决此问题，提高电解铝的生产效益，笔者提出了一套电解铝生产过程自动化控制、系统，通过依据不同生产环节设计相应的智能化控制子系统，能够很好地提高电解铝的整体生产效率与质量。

一、电解铝生产过程控制系统的构成综合监控系统以控制对象为基础、设备管理为保障、优化流程为目标，秉承“分级控制、集中监控”理念，进行整体设计，在满足安全性、可靠性、实用性的基础上，建立面向对象、面向全局、开放式、分层分布的电解铝生产综合自动化。

系统采用单元结构，分为设备层、监控层二层构架。

1.设备层：包括变电整流、电解槽控、烟气净化、空压站、循环水、设备状态监测、智能直流电源、视频监控等，通过对现场设备状态、作业环境、生产过程的实时监测和控制，为电解系列监控系统提供全面的生产实时过程信息和控制。

2.监控层：建设一体化监控平台，全面接入上述设备层子系统，实现数据的收集汇总和信息共享，实现电解、整流的集中监控，实现各类事故预警和故障快速处理指导，实现WEB远程管理维护等功能。

为了防止系统数据传输的干扰，设备层子系统独立组网，与其他子系统物理隔离。

监控层采用开放式、双机双网络分层分布式结构，保障系统安全稳定的运行。

二、电解铝生产过程控制系统的研究1.视频监控系统为了保障电解铝自动化生产工作开展的可靠性，需要引进先进的视频监控设备，在一些重点车间与设备运行时，需要进行严密的监控。

槽控系统培训电解厂电解车间职工技能培训电解槽计算机控制铝电解计算机控制作用及意义:1、减轻了电解工的劳动强度,提高了劳动生产率。

2、自动把各种技术参数控制在设定的理想范围内，使电解槽在最佳条件下运行，大大的提高了生产经济指标。

3、使管理者及时掌握槽子的运行情况，及时作出正确的分析、判断，调整槽子的运行参数。

铝电解槽计算机控制的基本原理：利用测量到的槽电压和系列电流，采用控制槽内电阻保持平衡的数学模型，自动按设定周期投入氧化铝，以控制电解槽的物料平衡，自动调整极距，以控制电解槽的热平衡。

铝电解计算机控制系统的构成：我公司200KA、90KA、宝川90KA 都采用中南大学业翔公司的铝电解智能模糊控制系统。

控制系统采用“槽控机——上位机——管理机”三级全分布式控制，采用CAN通信协议和以太网TCP/IP通信协议构成网络体系，形成管控一体化系统。

每一台电解槽配备一台槽控机作为直接控制级，槽控机具有独立进行槽电压和系列电流采样的能力，并对槽子的物料平衡和热平衡的快速变化过程实时进行控制。

微机站的上位机作为过程监控级，通过CAN通信网络与槽控机相连，对槽控机的运行过程监视并完成生产管理功能。

各工控机和管理机，通过交换机连接。

各级管理人员通过管理机可观察电解槽的曲线，了解槽子的运行。

槽控机的功能:1、控制槽电压槽控机采集到的槽电压是跟随系列电流的波动而时刻变动的。

因此，采集到的电压作为调整槽电压的根据毫无意义，而且电流低落时，将出现大量的提升阳极，使系列电压过高，过高的电压又使电流低落，从而出现恶性循环。

因此，槽电压的控制以不受电流波动影响的槽电阻为依据。

R=（U-E）/ I槽控机采集到电流、电压以后，首先进行解析，算出槽电阻值，然后分成效应电阻、异常电阻、正常电阻。

对于正常电阻，槽控机自动控制。

当电阻异常、发生效应、电流异常时，不进行槽电阻控制，只发出报警信息，通知人工处理。

由设定电压加上附加电压，求出目标电压。

铝电解槽智能模糊控制系统槽控机操作使用说明1 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，达到向电解槽补充氧化铝的作用。

6.槽控机避雷接地线（目前未接）：该线通过电解厂房的接地母线直接和连接，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0.5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V／F转换板上，进行电压频率转换，实现对槽电压的采样。

智能控制在铝电解槽中的应用
崔衡;谢刚;陈书荣;张雄飞
【期刊名称】《昆明理工大学学报：理工版》
【年(卷),期】2001(26)6
【摘要】智能控制是一个新兴的学科领域．本文论述了神经网络专家系统，模糊控制和模糊专家系统等技术的原理以及在铝电解槽中应用的策略．
【总页数】5页(P101-105)
【关键词】智能控制;神经网络;专家系统;模糊控制;铝电解槽;炼铝工业;模糊神经网络
【作者】崔衡;谢刚;陈书荣;张雄飞
【作者单位】昆明理工大学材料与冶金工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF821;TP273.5
【相关文献】
1.智能模糊控制槽控机在长铝85KA铝电解槽中的应用 [J], 郭瑜;方斌;等
2.中冶二冶成功制作国内最大尺寸电解槽/中铝西南铝自主研发铝合金镁元素测定法/碳/碳复合材料应用于硅晶体热场系统取得突破/中铝兰州公司研制成功大型铝电解槽技术/新型超导材料——干净极限二硼化镁薄膜 [J],
3.立柱母线在电解槽铝母线安装中的技术应用 [J], 李鹏芳
4.自适应FOA-SVR在铝电解槽出铝量预测中的应用 [J], 黎书文
5.SY500电解槽系列直流供电系统在新疆农六师铝业中的应用 [J], 何亮;袁进禹
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电解铝厂自动化现状和优化措施摘要：本文主要就电解铝厂自动化现状和优化措施展开探究，针对铝厂运营阶段所存在的各类问题，提出升级铝厂配电系统、应用智能模糊控制槽控机等多类措施，旨在提升企业竞争力，顺应时代发展的趋势，并把电气控制、大数据等多类智能化技术应用至铝厂中，精简岗位工作人员，使得车间生产效率变得更高，保障管理的一致性，优化岗位设置状况，促进铝行业转型升级发展。

关键词：电解铝厂；自动化；现状；优化措施引言：随着现阶段我国科技水平的提升，自动化技术开始被广泛的投入到我国各个领域当中。

就当下经济发展现状来分析，其会面临经济下行所形成的压力，铝行业更是迈入了爬坡过坎的阶段，要在该时期进行转型和发展，这样企业的生产效率才会变得更高，借助自动化技术，优化铝制行业的岗位等，解决其在生产阶段形成的各类问题，让铝制行业可以保持良好的发展趋势。

1电解铝厂自动化现状现阶段，我国部分电解铝厂的配电所并没有安装具有智能化特性的电气设施，同时企业没有构建相应的配电系统。

工作人员数量较多，但是不能及时排查用电故障问题，同时还会存在电网高低峰电价等方面的问题，不能协同优化电解槽等的信息状况，设备仪表测点缺乏冗余，在仪表受到损坏时，无法给其作业提供精准的数据信息。

此外，还有部分铝厂所应用的操控箱较为落后，其受到高电流以及磁场等的影响，抗干扰能力会变差，铝电解情况尤为复杂，并且其会受到铝效应等多类因素的影响。

要指派专业技术能力较强且经验丰富的工作人员手动调控，这样才能够使得电解槽能够稳定的运行，但是目前我国铝厂集团总部和各个分厂生产车间的信息平台缺乏统一性，致使各厂以及部门的生产优势无法有效的发挥出来。

2电解铝厂自动化优化措施2.1升级改良铝厂配电系统首先，应当创设智能供配电管理系统。

制定出更具先进性、数字化的配电解决方案，把智能设备和配电系统连接在一起，达到互联互通的标准，高效开展各项设备维护工作，这样配电运行的可靠性才会变得更强。

科技成果——铝电解槽新型阴极结构及焙烧启动与控制技术适用范围有色金属行业电解铝企业行业现状传统铝电解槽技术直流电耗13000-13500kWh/t-Al，其中2008年全国产铝1318万t，平均直流电耗13260kWh/t-Al，综合交流电耗14323kWh/t-Al，吨铝生产排放10.82tCO2，铝电解槽大修投资约80元/t-Al（依据电解槽容量大小、槽寿命长短）。

成果简介1、技术原理电解铝生产采用熔盐电解法，即将氧化铝、冰晶石、氟化铝等加入电解槽中，在直流电作用下，电解质在电解槽内发生电化学反应，在阴极上析出铝液，阳极上析出CO2和CO，铝液用真空抬包抽出铸造成铝锭，阳极逐渐消耗定期更换。

本技术的技术原理是：（1）采用其阴极表面带有凸起结构的铝电解槽新型阴极技术，将现行电解槽的阴极结构改变为新型的电解槽阴极结构和内衬结构，上限减少阴极铝液波动，提高阴极铝液面稳定性，从而提高电流效率，降低槽电压，降低电耗；（2）应用国际上通用的以电解槽阴极表面温度分布和垂直分布情况判定电解槽焙烧质量的方法，以电解槽阴极和电解质温度为控制中心，利用火焰焙烧，取代传统的铝液焙烧和焦粒焙烧，利用燃气量和风量控制火焰温度和燃烧热量，实现焙烧温度与升温速度的控制，通过合理地设置燃烧器，达到温度均匀的目的，最终得以提高电解槽的焙烧质量，节省能耗。

2、关键技术（1）新型阴极结构电解槽的关键技术是在炭阴极表面设计和构建凸起结构，这种凸起结构具有阻流和铝液波动，提高铝液的电磁流动动力学稳定性的作用。

新型阴极结构电解槽的阴极结构如图1、2、3所示，图4是由计算机根据电磁流体动力学理论计算出来的新型阴极结构电解槽与传统阴极结构电解槽的阴极铝液面波动高度的比较。

由图4可以看出，铝电解使用新型阴极结构电解槽，可使槽中铝液面波动减少2cm左右，从而实现了电解槽阴极铝液面稳定性提高，这为电解槽电流效率的提高和极距与槽电压的降低提供了技术保障，这也是新型阴极结构电解槽的关键技术所在。

智能化控制系统在铝电解槽上的应用The intelligence turns the control system in the application of the aluminum electrolysis slotBranch in Chinese aluminum industry company, Qinghai one the electrolysis factory(datong qinghai 810108) wangtiancheng【摘要】把电子智能控制技术应用于铝电解生产，使得铝电解操作工人能够从繁重的体力劳动中解放出来，同时控制系统的升级，能够很大程度的降低能耗，提高电流效率，增加产出率。

【Summary: 】 apply the electronics intelligence control technique to produce in the aluminum electrolysis, make the aluminum electrolysis operation the worker can come out from the liberation in the heavy manual labor, controling system to get stripe in the meantime, can the very great degree lower it and can consume, raising the electric current efficiency, increasing to produce a rate.【关键词】控制系统槽电压系列电流解析智能化模糊控制算法【Keyword 】 the control system slot electric voltage series electric current analyze intelligence to turn misty control calculate way前言冰晶石－氧化铝熔盐电解制铝法自1888年用于工业生产以来，电解槽便成为炼铝的主要设备。

智能化控制系统在铝电解槽上的应用The intelligence turns the control system in the application of the aluminum electrolysis slotBranch in Chinese aluminum industry company, Qinghai one the electrolysis factory(datong qinghai 810108) wangtiancheng【摘要】把电子智能控制技术应用于铝电解生产，使得铝电解操作工人能够从繁重的体力劳动中解放出来，同时控制系统的升级，能够很大程度的降低能耗，提高电流效率，增加产出率。

【Summary: 】 apply the electronics intelligence control technique to produce in the aluminum electrolysis, make the aluminum electrolysis operation the worker can come out from the liberation in the heavy manual labor, controling system to get stripe in the meantime, can the very great degree lower it and can consume, raising the electric current efficiency, increasing to produce a rate.【关键词】控制系统槽电压系列电流解析智能化模糊控制算法【Keyword 】 the control system slot electric voltage series electric current analyze intelligence to turn misty control calculate way前言冰晶石－氧化铝熔盐电解制铝法自1888年用于工业生产以来，电解槽便成为炼铝的主要设备。

槽控机工艺控制及操作说明一、电解槽状态非正常期：电解槽分停槽、预热、启动三个状态（由工艺人员设定）。

特点：·其中在启动过程中可定时下料，其余状态不进行任何自动操作；·不对电流、电压异常判别及自动处理报警；·可手动操作；·可进行数据统计（平均电流、电压、能耗等）。

正常期：电解槽处于正常生产状态时，自动对电流异常（坏电流、停电）、电压异常（高异常电压、低异常电压）检测处理、效应检测处理（正常效应、突发效应、闪烁效应）、电压摆检测处理；同时通过设置的5开关（电流检修、自动NB、自动AEB、自动RC、浓度控制）设置槽控机的自动动作。

①电流检修：当系列电流检测出故障时，设置ON，此时槽控机不进行电流检测、电压摆检测，不进行电压控制、浓度控制、出铝控制等操作，下料间隔以设定NB为准；正常状态下设置OFF；②自动NB：当电解槽异常时可根据工艺要求停止自动下料，设置OFF；正常状态下设置ON，自动下料；③自动RC：当电解槽处于不稳定状态可根据工艺要求停止自动电压控制，设置为OFF；正常状态下设置ON，进行自动电压控制；④自动AEB：根据工艺要求在效应发生时是否进行快速加料，设置OFF，不进行快速加料；设置ON，启动快速加料；⑤浓度控制：根据工艺要求槽控机是否进行浓度控制。

设置OFF，定时下料；设置ON，槽控机进行浓度控制。

二、效应管理模式本控制系统采用定时启动、柔性等待效应机制，以“计划效应”达到检验槽内氧化铝浓度、清洗阳极、清理炉底、消化积料、净化电解质液等目的。

加料器状态分为N1，W1，N2，W2，根据效应发生时加料器状态对应将效应状态计为N1（突发效应），W1（等待效应），N2，W2。

·N1为正常的加料状态，若在N1发生效应称为突发效应（浓度较底）。

当实际AE间隔时间=设定间隔时，启动效应等待过程，系统并不会马上停料；而是加大下料激励措施（增加欠量下料的强度），槽控机将尽快解析出目前电解槽氧化铝浓度。