槽控机工艺控制及操作说明重要.docx

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槽控机工艺控制及操作说明重要

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。

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；

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；

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；

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；

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。

如果氧化铝浓度满足效应等待的低浓度要求，马上停止加料进入W1态等待效应发生；如果氧化铝浓度不合适，就继续欠量，将氧化铝浓度调低，直到满足停料条件为止。

这种适当拉长实际效应等待间隔的方法，我们称之为“柔性等待机制”，比到设定点马上停料的效应等待机制要合理和实用。

在效应等待持续时间内发生效应，称为W1（等待效应，反映浓度正常、槽况较好），退出返回N1态，否则进入N2态（反映浓度高，槽况较差）；

·N2态及N1态控制相似，只是在N1态的基础上附加一倍等待失败后附加NB间隔时间。

在N2态下若发生效应计为N2，退出返回N1态；否则经过设定间隔（24h）进入W2态柔性等待过程，若发生效应计为W2，退出返回N1态。

电解槽的效应状态能反映出槽内物料平衡的变化趋势，而物料平衡直接反映氧化铝浓度控制的好坏。

生产中现场管理人员通过效应状态、等待时间对氧化铝浓度的高低做出判断。

三者之间的关系见表。

效应状态

等待时间（分）

浓度状态

突发效应

太低

等待

效应

≤60

低

>60

稍高

滞后效应

太高

在过程中可通过假效应设定返回N1态。

三、常规控制操作：

正常加工NB，效应加工AEB、升阳极AU，降阳极AD、换阳极AC、出铝TAP、抬母线RRK、边部加工IRK、效应预报加工AEPB、氟化盐加工ALFNB；电源跳故障（无控制电源）时停止一切动作；故障时提升机不动作。

1、正常加工NB

·方式：

采用A组、B组两组打壳、下料器交错加工；

·操作：

手动态下，由触摸开关板发出命令到操作板执行；

·自动态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；在降功率（停电），AE等待、AE发生期间停止动作；

·时序：

打壳－下料。

2、效应加工AEB

·方式：

A、B组同时加工、且加工次数可设定；打一次壳下几次料次数可定；

·操作：

手动状态下，由触摸开关板发出命令到操作板执行；

·自动态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；在降功率（停电）时停止命令。

3、升阳极AU

·操作：

手动状态下，由触摸开关板发出命令到操作板执行，当一次动作持续时间超过设定时间（14—16秒）将停止动作；

·自动态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；

·时序：

1K2K3K接触器闭合――3K2K1K接触器断开；

·提升机上限时停止动作。

4、降阳极AD

·操作：

手动状态下，由触摸开关板发出命令到操作板执行；当一次动作持续时间超过设定时间（14—16秒）将停止动作；

·自动状态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；

·时序：

1K2K4K接触器闭合――4K2K1K接触器断开；

·提升机下限时停止动作。

5、更换阳极AC

·操作：

手动状态由触摸开关板发出命令到操作板执行；自动状态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；

·在更换阳极过程中，若处于自动状态下，将根据用户设置来决定是否停料或自动按欠量下料间隔来下料；

·更换阳极过程中，可通过触摸换极按钮开关置为换极状态，手动进行如下子操作：

①.按先按住手动/自动开关，随后触摸下料开关可进行效应处理加工；

②.按下料按钮可进行正常处理加工；

③.若误操作可按下换极按钮退出；若需提前退出可再次按下换极按钮确认手动退出。

6、出铝TAP

·手动状态由触摸开关板发出命令到操作板执行；自动状态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；

·同时进行一次AEB加工；手动状态下需人工通过降阳极手动出铝；自动态下自动出铝采用边出铝边降阳极方式；

·出铝过程中，若处于自动状态下，将根据用户设置来决定是否停料或自动按欠量下料间隔来下料；

·出铝过程中，可通过触摸出铝按钮开关置为换极状态，手动进行如下子操作:

①.同时触摸手动/自动和阳极升开关可进行阳极升操作；

②.同时触摸手动/自动和阳极降开关可进行阳极降操作；

③.若操作可按下出铝按钮退出；若需提前退出可再次按下出铝按钮确认退出。

7、抬母线RRK

·操作：

手动状态由触摸开关板发出命令到操作板执行；自动状态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；

·抬母线过程中，若处于自动状态下，将自动按理论NB间隔定时加工；

·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3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了抬母线控制，触摸抬母线开关，就可以将母线抬上来。

不过需要注意如下操作建议：

①.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；

②.“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）；

③.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。

8、边部加工IRF

·操作：

手动状态由触摸开关板发出命令到操作板执行；自动状态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行；

·边部加工过程中，若处于自动状态下，将根据用户设置来决定是否停料或自动按欠量下料间隔来下料；

·边部加工过程中，可通过触摸边加工按钮开关置为边加工状态，手动进行如下子操作:

①.同时触摸手动/自动和阳极升开关可进行阳极升操作；

②.同时触摸手动/自动和阳极降开关可进行阳极降操作；

③.若误操作可按下边加工按钮退出；若需要提前退出可再次按下边加工按钮确认退出。

9、效应预报加工AEPB

·方式：

A、B两组同时加工，且加工次数可自动设定（暂时定为5次）；打一次壳下几次料；

·操作：

仅当槽控机处于自动态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行。

10、氟化盐加工ALFNB

·手动态下，由触摸开关板发出命令到操作板执行；

·自动态下，由槽控机解析程序发出命令到操作板执行。

效应期间及效应后40分钟内、电压摆期间及电压摆40分钟、降功率（停电）、效应等待期间不进行；

·时序：

打壳――氧化铝下料――氟化盐下料――氧化铝下料。

四、控制工艺

　1、出铝控制

按下出铝按钮后出铝控制开始

（1）进行一次AEB加工，如果电流不正常，则不进行。

（2）目标电压

电流正常时：

·若出铝前电压＞V设定（103＃参数）+出铝附加电压（17#参数）则V目标=V出铝前；

·否则V目标=V设定（103＃参数）+出铝附加电压（17#参数）；

·电流异常时：

V目标=V出铝前+出铝附加电压（17#参数）。

（3）出铝开始

以出铝前电压为基准，检测电压升高的趋势，当检测到电压升高某个值ΔV（比如100mV）时，判断出铝开始。

（4）调阳极

及目标电压进行比较，若大于ΔV进行粗降0.8秒；如大于ΔV/2，微降0.5秒；然后每10秒检测电压升高的幅度进行判断；若低于目标电压某个值，则微升0.8秒。

（5）出铝控制开始

·当检测出出铝开始后连续3分钟未检测到电压升，或总下降的时间大于20秒，自动退出出铝控制；

·若未检测出出铝开始，则时间到20分钟（94#参数）退出，认为是误操作；

·若人工再次按下出铝按扭，则中断出铝控制；

·如果出铝中来效应，则强行退出并报警；

·若出现短时电流波动，则暂停出铝控制，待电流恢复后再继续控制；

·如果发生提升机故障，则立即报警并退出，由人工干预。

（6）出铝期间的下料控制

·在出铝过程中，自动按理论NB值间隔定时加工下料；

·出铝结束后，若出铝前电压曲线过欠明显，说明在低浓度区，进入过加料；否则进入欠加料。

出铝控制曲线

（7）出铝阳降是根据实际电压变化进行调整的，每30秒间隔调整一次，具体调整多少次及出铝量和出铝速度有关，出铝阳降分为三当，时间大于30秒后，实际电压及目标电压相差100MV执行一次大降，50～100Mv之间执行一次中降，30～50之间执行一次小降，大、中、小具体多长时间可以根据企业的实际情况进行调整.

2、换极

按下换极按钮后，槽控机对电解槽进行监视和检测：

（1）停电、效应期间不能进行换极操作。

（2）操作时间大于30分钟（95#参数）自动退出：

·人工按下换极按钮，确认退出；

·效应时自动退出。

（3）在换极过程中，将根据用户设置来决定是否停料或自动按欠量下料间隔来下料。

（4）换极后的电压补偿分为三级，每级35MV和120分钟，共计6个小时，在启动初期也许觉得没有必要，但对于电解槽的平稳而言是必要的，目前是电解槽的平衡还没有完全建立，可能暂时无法体现其优点，道理在资料中已经做了详细说明和分析；

3、边加工

按下边加工按钮后，槽控机对电解槽进行监视：

（1）效应期间不能进行边加工操作。

（2）操作时间大于30分钟（96#参数）自动退出；人工按下边加工按钮，确认退出；效应时自动退出。

（3）在边加工过程中，将根据用户设置来决定是否停料或自动按欠量下料间隔来下料。

4、抬母线

按下抬母线按钮:

（1）一次AEB；

（2）手动操作升降阳极；

（3）抬母线时间超过最大时限30分钟（113#参数）：

·如果期间已经抬过母线，则报警（不退出）；

·如果没有抬过母线则自动退出；

（4）如果发生提升机故障，则自动退出，报警；

（5）如果发生效应，不自动退出，报警，需人工按下抬母线按钮退出；

（6）操作结束后需人工按下抬母线按钮确认退出；

（7）抬母线期间，自动按理论NB间隔定时加工；

（8）抬母线接受后，若抬母线前，电压曲线过欠明显，说明在低浓度区，进入过加料；否则进入欠加料。

5、浓度控制

通过电阻在欠料、过料状态的变化识别氧化铝浓度，将氧化铝浓度控制在低浓度区，抑制滞后效应；同时根据低浓度下电阻的变化识别效应趋势，抑制突发效应，提高效应等待的成功率，以取得较佳的控制效果。

采用“三阶段循环”的控制策略，将控制过程划分为三个阶段见下图所示。

正常　　　　　　　　欠　　　　　　　　过

模糊控制过程三阶段示意图

过程简要描述如下；

·欠料阶段：

放大NB间隔，对电解槽进行刺激；

·过料阶段：

缩小NB间隔，补偿欠料阶段的物料；

·正常阶段：

根据欠料，过料阶段曲线的变化调整NB间隔，进行跟踪。

“三阶段循环”控制策略有以下几个特点：

·欠料、过料阶段限制调整极距，通过电阻的变化能识别浓度变化的趋势

进行的控制曲线为平（正常）—升（欠）—降（过），如下图所示，从而使电阻对浓度的变化敏感；

　正常　　　欠　　　过　　　　正常　　欠　　　过

控制曲线示意图

·当欠料阶段识别为高浓度时，则不进入过料阶段，从而保证了氧化铝浓度始终向低浓度趋势发展和运行；

·在低浓度区，若出现效应趋势，说明低浓度偏低，则系统立即修改NB间隔，对效应状态进行抑制，同时返回到过渡阶段，进行新的一轮循环检测及调整过程，使氧化铝浓度保持平稳，不至于出现浓度大范围波动的极端现象（欠料时浓度过低，过料时浓度过高）；

·只在正常阶段调整电压，减少了阳极的动作次数，降低频繁移动阳极对电解槽的干扰制定了氧化铝浓度控制模型的模糊控制规则；

·过欠分析规则，输入条件为特征曲线的三个阶段（正常、欠、过）的特征（语言）变量，输出条件为浓度的高低（语言变量），用于判断运行的浓度区域；

·其中各模糊变量的语言值根据经验和试验确定，并结合生产过程特性，建立各自的模糊子集。

规则用产生式规则表达，规则举例如下：

if正常=and欠=升and过=降（条件）then浓度=正常（结论）

if欠=降then浓度=高（结论）

if正常=平and欠=中升and过=平（条件）then浓度=低（结论）

其中，平、升、降、正常、高均为模糊子集。

模糊控制系统，在初始运行时，以初始NB开始，通过“三阶段循环”控制策略，不断寻求“最佳”的NB，不断靠近“低”浓度且又不发生效应。

每天各槽的过欠循环过程的次数合适，浓度就能控制在合理的范围，并达到“按需下料”的工艺要求。

（1）浓度控制条件：

·电流检修、坏电流、停电时间，停止浓度控制；

·低电压异常，停止浓度控制；

·出铝、换极、扎边、抬母线、电压摆、效应期间，停止浓度控制。

（2）浓度判断

·正常时，加料间隔NB；

·欠加料时，加料间隔为NХNB；

·过加料时，若欠料时推理浓度低，加料间隔为NSmall0FХNB；若欠料时推理浓度太低，加料间隔为NBigOFХNB；

·在正常NB、欠加料、过加料时间到时，开始浓度判断；

·经规则判定，可在一个NB周期后推算出新的NB值，再以新NB值进入下一个NB周期。

6、电压控制（RC）

（1）升、降的判断

·设定电流I设定（48＃参数）;

·实际电流I;

·目标电压V目标;

·正常时，V目标＝V设定（103＃参数）;

·在换极操作结束后，V目标＝V设定＋换极后附加电压（20＃参数），60分钟（19＃参数）恢复;

·在出铝控制结束后，V目标＝V设定＋出铝后附加电压（17＃参数），60分钟（16＃参数）恢复;

·在电压摆后，V目标＝V设定＋电压摆后附加电压（18＃参数），60分钟恢复;

·实际电压V:

·折合电压　V折合＝（V－V反）/I*I设定＋V反:

　　V折合＞V目标＋死区上限　　　降阳极;

　　V折合＜V目标－死区上限　　　升阳极。

（2）正常时，对电压精确控制，每20分钟判定是否调整电压；当出现异常时或出现四大操作（AC、TAP、IRF、RRK）、两个异常（AE结束、电压摆）时，减少阳极动作次数，异常结束后，每5分钟判定是否调整电压，微调0.5秒，起到电压恢复正常。

（3）浓度控制及电压调整的关系：

·过加料时，不动极;

·欠升时，不降极，否则可升可降;

·正常时，可升可降。

（4）适用范围

·坏电流，停电及电流恢复后20分钟内;

·电压波动结束20分钟内，不降极;

·效应结束后20分钟内，不降极，可升;

·槽电压高异常，不动极，直接报警;

·槽电压低异常，不降极，直接报警。

（5）阳极调整重点要考虑几个保护，效应期间禁止自动阳移，更换程序半小时内禁止阳移，电流和电压越限禁止阳移，出铝期间禁止阳升，电压快速攀升不超过100MV则暂时不降，欠量和过量周期初期适当提高控制上限30MV。

7、电压波动（SHK）

（1）电压波动判定先决条件：

·坏电流、停电时，不进行检测;

·出铝、换极、扎边、抬母线、效应期间，不进行检测;

·出铝后、效应结束后、停电恢复后一段时间内，不进行检测。

（2）槽压波动判定

以一分钟的最大电压及最小电压的差值判定，连续4分钟摆动，摆幅大于150MV，判为电压摆。

（3）波动处理：

故障时不进行自动处理。

电压大于V设定＋300MV，不进行自动处理:

·根据一分钟摆幅自动升阳极。

若摆幅大于160MV，升阳极3秒；否则升1.5秒，升极后10分钟检测波动是否结束。

若未结束（有6次摆动），再次提升阳极一次（最多升阳极两次），若两次升阳极后电压摆不能自动消除，则需人工处理;

·电压摆停止后20分钟不降极。

45分钟内若摆幅小于30MV每5分钟微降一次，否则不降极；45分钟后每5分钟微降一次，直至电压恢复正常。

（4）电压摆动期间浓度控制

·电压摆期间停止浓度控制，根据电压摆幅设定下料间隔；

·间隔=设定间隔*电压倍的NB系数/10;

·电压摆动结束，若电压摆动前，电压曲线过欠明显，说明在低浓度区，进入过加料；否则进入欠加料。

8、效应检测及处理

（1）效应检测

·槽电压超过8V（54#参数）时，槽控机效应铃报警；

·如果75秒后电压超过8V，判断为真实效应；否则为闪烁效应；

9、电压异常

（1）无槽压

当检测的槽压小于设定的反电动势，提示此异常；此时槽控机不进行自动阳极控制，停止浓度控制；若电流异常则停止下料，否则以设定间隔下料。

（3）槽电压低异常

当V计算＜V设定（31#参数），提示此异常，此时槽控机停止自动升阳极控制，浓度控制停止，以设定间隔下料。

（4）槽电压高异常

当V计算＞V设定（30#参数），提示此异常，此时槽控机停止自动降阳极控制。

10、电流异常

（1）坏电流

当I测>系列电流上极限值（14#参数）或I测<系列电流下极限值（13#参数），提示此异常，此时槽控机不进行自动阳极控制，同时停止浓度控制，每10分钟计算间隔=（设定电流/实际）*1.2*设定间隔。

（2）降功率

当I测<设定的降功率电流判定用电流值（52＃参数），提示此异常，此时槽控机不进行自动降阳极控制，停止下料，直至电流恢复正常。

五、工艺参数说明

单槽工艺参数

参数号

内存地址

意义

缺省值

8000

基准正常加工间隔,单位:

0.1秒

870

8002

槽电阻上限,单位:

4180

8004

槽电阻下限,单位:

4120

8006

标准设定下料间隔，单位：

0.1秒

860

8008

打壳阀先于截止阀打开时间,单位:

0.1秒

800A

截止阀后于打壳阀关闭时间,单位:

0.1秒

800C

加料过程中打壳和加料的间隙时间,单位:

0.1秒

800E

加料过程中加料时间,单位:

0.1秒

8010

加料过程中打壳时间,单位:

0.1秒

8012

手动阳移的最大时间,单位:

0.1秒

100

8014

自动阳移的最大时间,单位:

0.1秒

8016

阳移允许电流低判定值,单位:

0.1KA

2600

8018

阳移允许电流高判定值,单位:

0.1KA

4000

801A

下料允许电流低判定值,单位:

0.1KA

2350

801C

下料允许电流高判定值,单位:

0.1KA

4500

801E

振针附加电阻,单位:

100

8020

出铝附加电压的时间,单位:

分

8022

出铝附加电压量,单位：

8024

摆动附加电压,单位:

100

8026

换极附加电压的时间,单位:

分

8028

换极附加电压量,单位:

802A

边加工附加电压的时间,单位:

分

802C

动力电三相检测使能

802E

边加工附加电压量,单位:

mv*/

8030

欠量转过量斜率判定1

2010

8032

欠量转过量累积斜率判定1

2004

8034

欠量转过量斜率判定2

2010

8036

欠量转过量累积斜率判定2

2004

8038

最小阳移周期,单位:

0.5分钟

803A

最大附加电压,单位：

100

803C

最大可调电压上限,单位：

4800

803E

最小可调电压下限,单位：

3700

8040

针振槽的判定条件,单位：

100

8042

针振病槽判断条件,单位：

120

8044

摆动槽的判断条件,单位：

8046

摆动病槽的判断条件,单位：

8048

单次小下料的计算料量,单位：

0.1Kg

804A

效应处理时下料次数设定及设定是否交替下料（BIT7）

130

804C

初使化周期,单位：

分钟

804E

基本欠量周期,单位：

分钟

8050

正常周期,单位：

分钟

8052

基本过量周期,单位：

分钟

8054

效应预报周期,单位：

分钟

8056

最大过量周期,单位：

分钟

240

8058

换极停料时间设定

805A

出铝停料时间设定

805C

边加工停料时间设定

805E

针摆停止后阳极停止动作的时间，单位：

0.5分钟

120

8060

标准系列电流设定,单位：

0.1KA

3000

8062

电流信号计算分子

8064

电流信号计算分母

8066

电流信号计算常数

3000

8068

停电电流判定值,单位：

0.1kA

1200

806A

停电电压判定值,单位：

3500

806C

效应发生的电压判定值,单位：

8000

806E

确认效应的判断时间,单位：

秒

8070

确认效应结束的判定时间,单位：

秒

240

8072

效应发生后，确认效应处理动作的时间,单位：

秒

8074

打壳输出点调整1

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