电解多功能机组电控系统发展趋势

电解多功能机组电控系统发展趋势

郝运逢

（内蒙古霍煤鸿骏高精铝业有限责任公司内蒙古通辽028000）

摘要：在社会经济发展中，铝是一种非常丰富的金属元素，其具有很强的灵活性特点。电解多功能机组电控系统是铝电解方面智能化的重要体现，在科技水平不断提高下逐渐受到人们的关注与广泛应用。铝以及其合金具有质量轻，防腐蚀性强等优点，因此在航空、建筑以及工业生产等领域都被广泛应用，并且推动了这些行业的发展。目前，国内的铝行业发展迅速，像雨后春笋一样突飞猛进，尤其是大型电解槽的出现，更是促进了其迅速发展。目前对铝电解多功能机组的要求也越来越高，而先进的设备是企业发展竞争的优势所在，所以探究铝电解多功能机组的技术发展具有重要意义。

关键词：铝电解；多功能；电解机组；控制系统

引言

电解铝业采用了流程型生产模式，其各个环节的生产稳定性与否将会直接决定电解铝生产的效率高低，而且操作人员、机械设备及相关部门都服务于电解铝业的日常生产。电解铝业生产过程中所涉及到的设备有电解设备、供电设备、加工设备、铸造设备、净化设备等，每一个设备都是电解铝生产过程中不可或缺的。而电解多功能机组属于电解铝行业中相对比较严密的一个整体，其可以确保铝电解变电、发电和配电工作的顺利进行。

1国内外电解多功能机组电控系统智能化水平现状

铝电解多功能机组是铝厂阳极铝电解生产专用的机械化设备，随着电解铝行业的发展，一些新建的铝厂所选择的电流强度也在不断增大，槽型结构的大小与电流强度成正比，也在不断增大，出铝量也因此而增大。目前国内运行的自动化程度最高的铝电解多功能机组，采用了自动对位、无线传输、电能计量网络仪表、语音报警系统等先进技术，是具有国际先进水平的电解槽上智能辅助操作设备。国际上，在迪拜某铝厂ECL采用了所掌握的最先进技术，已经达到了无人化的水平。由于其生产现场封闭控制及技术保密，目前国内还没有相关资料，国内同行业专家分析其应该为上位机远程控制，根据车间工艺安排进行辅助操作的半自动化水平。第一代多功能机组。目前，国内运行的电解多功能机组电气控制系统普遍采用绝缘安装方式。电气控制系统与机械部件之间采取了相应的绝缘隔离措施，但不同绝缘层上使用的电气元件之间存在导体连接，均处于同一绝缘层。如果电气控制系统与机械部件之间的绝缘出现问题电解槽的直流电就会通过电气控制系统与天车轨道或机组供电系统形成回路，造成电气元件大面积损毁的。而且一旦出现这样的事故用户将有较大损失，设备需要停运的时间较长，维修繁琐。

2电解多功能机组电控系统发展趋势

2.1智能化控制

在智能控制系统设计上采用一维码定位技术实现大小车的初步定位，及工具精确定位。提高工作效率的同时大大降低操作人员的劳动强度，其采用的主要关键技术及创新点：第一，水平直线方向的一维对位技术。通过在大车小车电机减速机低速侧安装多为绝对值编码器，将大车小车位置数据通过总线实时传送给天车控制系统，由天车控制系统对位置数据进行处理运算，完成大车精准对位电解槽，小车精准对位阳极的目的。第二，高度定位技术。设计出适应铝电解多功能机组使用的适用于各种现场环境的高度定位装置。第三，智能定位控制算法与控制系统。通过采集铝电解车间现场实际数据，综合考虑车体惯性、磁场作用力等外部因素，并根据其工作方式及特点，实验建立机组运动控制模型，从而确立一般化定位参数，进而确立精确定位算法。第四，工业无线局域网技术。使用工业无线局域网技术实现多台设备的协同工作及与管控中心通讯。可以实现：将机组数据实时发送到管控系统；每台机组的用电量通过无线数据交换系统发送到地面控制中心管控系统；通过语音报警系统实现机组出现故障时以语音的形式提示操作人员，以提高操作人员的工作效率，避免机组长期带病运行产生更大的隐患。

2.2粉尘清理回收系统的优化

根据机组现有配置，各项工具工作时不会进行轨道吹灰作业。因此，初步计划以机组现有空压机为气动动力源不会影响原有设备使用效果。影响运行的轨道表面必须设置清理装置，则改吹灰结构为吸灰系统。大车、小车平台、检修平台等表面在维护过程中需要清理，设置吸灰系统，并根据主梁数量和小车运行方向布置。机组上亦可预留地面清理吸灰系统。为了保证清理集尘效果，在所需集尘位置附近设置一级集尘。铝电解车间及机组表面的粉尘主要为氧化铝，回收之后需要进行再利用。因而清理回收系统收尘的末端应为工具小车上的料仓，即二级集尘。故该系统能够最大限度利用铝电解多功能机组的现有结构和配置。

2.3绝缘检测水平的提高

现在的绝缘监察装置是由装置发出一高频信号.此信号一段通过一定的电阻与正负极接通,另一段通过电阻与大地接通,正常运行时,因正负极对地是不同的,所有,高频信号形不成回路,当正极或负极接地时,高频信号便形成了回路,接地的电阻不一样,回路的电流也不一样.采用DC/DC变换技术，产生直流高压电源，施加在被试品上，采用电流电压法测量原理，采集流经试品的电流，进行分析处理，再变换成相应的绝缘电阻值，由模拟式指针表头或数字表显示。目前国内铝电解生产主要使用PTM铝电解用多功能机组、ECL铝电解用多功能机组、两种主用的多功能机组均采用机械绝缘进行物理绝缘，采用绝缘材料为环氧酚醛层压玻璃布板、管或棒。它具有较高的机械性能和介电性能。加工后的零件，要求表面平整光滑并除油污，干燥后表面涂刷两道绝缘漆。烘干后存放于干燥处，以防受潮。绝缘组件安装包括：绝缘管、绝缘板、绝缘垫、螺栓、螺母及垫圈。其中绝缘管尺寸要比绝缘板或垫圈小1～2mm。

2.4免维护技术研究

设备免维护一直是全世界设备制造企业共同最求的长远目标，依赖于基础工业发展、装备制造技术升级、传感器技术、自诊断技术等多领域发展。必将也是电解多功能机组未来的发展趋势。而免维护技术是需要自动化和智能化控制为技术基础的，需要有较强的管控水平，在机组发生故障时，控制系统能够判断故障所在，并根据故障的不同类型具有一定的自恢复能力，一旦出现无法自行恢复的故障，应通过人机交互系统报告给相关人员进行处理。另外，免维护系统还具备定期自动维护的能力，根据设定好的程序，在固定时间进行不同的自行维护工作，保证各电气元件的安全稳定运行。

2.5铝电解多功能机组的节能发展

节能环保的理念已经逐渐深入人心，为了推动企业发展，铝电解企业必须要展开科技创新，实现绿色化生产，呼应环境保护的理念。为了的铝电解槽向着智能化的方向发展，并且逐渐在标准化和规范化，一些高端的科技将会应用其中，检测技术与监控技术也会得到广泛应用。当前所有的自动化设备将会逐渐被电子设备所取代，未来将会不需要人员进入环境中工作，完全由电子设备取代工作人员进行采集记录和备案工作。

结语

自动化技术发展飞速，电解机组的控制系统一样会在飞速发展的过程中不断革新，只要出现先进的控制技术，很快就能够应用到电解机组上，只不过先进技术不是简单的应用而已，而是需要在应用过程中考虑强磁场、高温、强导电性粉尘的影响，采取相应措施确保电气元件的稳定性。相信在不久的将来，稳定的高智能化、免维护的电解机组控制系统即将问世。

参考文献

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