1 前言
　　鋁電解模糊控制系統(tǒng)是在大量長期工業(yè)實踐應用基礎上，結合控制技術與計算機技術的發(fā)展，吸收國內外同類產品*技術，總結生產、應用中的經驗，研制成功的新型鋁電解模糊控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用分布式控制方式。主機（上位機）采用Pentium系列或以上工控機，應用軟件在NT系統(tǒng)下開發(fā)，設計的語音報警、報表管理、系統(tǒng)監(jiān)控等軟件程序，能實時顯示電解槽工作電壓，電解系列電流，槽電阻等曲線，自動統(tǒng)計班報、日報、周報、月報、效應等，并可隨時打印；自動語音廣播電解槽效應，電壓異常等工作狀況，實時監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)。鋁電解模糊控制機（下位機即槽控機），以RX3i PLC作為微控制器，實時采集槽電壓，電解系列電流，輸出各種控制動作；實時顯示電解槽各種狀態(tài)，槽控機控制狀態(tài)，具有顯示信息量大、清晰、易操作等優(yōu)點。槽控機在主控制部分，設置光電隔保護，有效防止外界信號對控制核心的影響,提高工作可靠性。槽控機設計硬件電路簡潔，維護更加容易。槽控機的工作狀態(tài)，可由主機*，有利于電解生產的操作管理。鋁電解模糊控制系統(tǒng)具有在線故障自檢功能，運行中出現(xiàn)的故障在上位機、槽控機均能提醒，顯示，使維護人員能盡快檢測故障，迅速維修[1> 。
1.硬件系統(tǒng)組成
1.1 布式控制硬件結構
　　該控制系統(tǒng)采用DDC（直接數(shù)字控制）、SCC（過程監(jiān)控）兩級分布式控制方案。每臺槽控箱控制1臺電解槽，同時每臺槽控箱都有獨立的PLC作為主控制器，負責對系列電流、槽電壓和各種開關量輸入信號的采集，數(shù)據(jù)解析，模糊推理，判斷槽中氧化鋁濃度，并通過調節(jié)下料時間間隔以及極距，達到電解槽內物料平衡和熱量平衡。
　　過程監(jiān)控級通過RS-422通信總線與槽控箱中的PLC通信，從中獲取相關信息，通過對信息的加工、處理，實現(xiàn)槽況診斷，從而實現(xiàn)對DDC級的參數(shù)修改、優(yōu)化，同時也為人工操作和維護決策提供可靠的依據(jù)。
　　多區(qū)域的SCC均可連接起來，構成一局域網(wǎng)，在原有二級基礎上擴展一級MIS（管理信息系統(tǒng)）級，并實現(xiàn)與全廠計算機網(wǎng)絡的聯(lián)網(wǎng)，便于*決策[2>[3> 。
2 槽控機工作原理
　　槽控機分為邏輯部分和低壓電器部分上下箱體，該機CPU采用GE Fanuc RX3i PLC，通訊板采用CAN工業(yè)現(xiàn)場通訊總線智能通訊板，每臺槽控機通過低壓電器部分的輸出驅動電解 槽上的電磁閥、電機、效應燈、效應鈴完成相應控制動作，電解槽與PLC之間連接圖如圖2.1。槽控機控制軟件用Turbo C2.0語言開發(fā)，代碼分離、實時多任務運行方式，運行速度快、響應即時，同時具有數(shù)據(jù)掉電保護和“看門狗”功能，PLC的I/O簡圖如圖2.2。
主要控制模塊及功能的開發(fā)：
* 數(shù)據(jù)采集
* 自動打殼下料控制主要完成定時加料過程（打殼—下料—沖料/反吹）
* 槽電阻波動控制
* 氧化鋁濃度模糊控制
* 陽極效應預報和效應控制
* 陽極效應報警和熄滅陽極效應一旦發(fā)生，槽控機即發(fā)聲光報警，并進人熄滅陽極效應的過程。
* 出鋁控制過程
3 組態(tài)軟件的設計
　　組態(tài)軟件Monitor and Control Generated System（M0GS）是一套基于Windows平臺，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。它提供了從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺[4> 。
　　利用PLC和組態(tài)軟件這兩種技術平臺進行開發(fā)研究 ，能跟蹤當代技術發(fā)展的潮流，應用目前*的微電子技術，能使電力供電的每一項典型裝置，在新的下得以實現(xiàn)。并為電力系統(tǒng)其他裝置的更新?lián)Q代，創(chuàng)造出新的領域。MCGS是一項新的技術手段。普通工程人員經過短時間的培訓就能正確掌握，快速完成所需的工程項目。使其能集中精力解決工程本身的問題，而不需要太多了解計算機系統(tǒng)復雜的軟、硬件問題，降低了開發(fā)難度。
① 工作界面設計
　　組態(tài)（Configuration）的意思就是模塊任意組合，其界面由電氣運行主接線圖、報表數(shù)據(jù)、運行曲線、報警系統(tǒng)、安全機制5大部分組成。
A 電氣運行主接線圖。將各電氣設備按主接線方式通過動畫的形式仿真模擬出來，其中包括了時實的電流、電壓、有功功率、無功功率電氣量的顯示。
B 數(shù)據(jù)報表。數(shù)據(jù)是系統(tǒng)運行狀態(tài)的體現(xiàn)，通過組態(tài)軟件作出實時數(shù)據(jù)報表和歷史數(shù)據(jù)報表，給運行人員提供分析和提示系統(tǒng)運行情況的數(shù)據(jù)。
C 運行曲線。根據(jù)系統(tǒng)運行的情況，通過組態(tài)軟件作出實時運行曲線和歷史運行曲線。讓運行人員清晰地看到系統(tǒng)運行發(fā)展趨勢。
D 運行操作界面還設置了保護報警系統(tǒng)，一旦運行系統(tǒng)保護動作，報警系統(tǒng)發(fā)出顯示信號和音響信號。
E 安全機制。通過組態(tài)軟件作出的安全機制控制了各種級別人員操作權、控制權和訪問權。
② 組態(tài)與PLC通訊
　　組態(tài)軟件提供了大量的工控領域常用設備驅動程序的接口，首*入設備窗口，設定串口通訊父設備，再選定PLC種類。調出設備屬性窗口，設置PLC與監(jiān)控系統(tǒng)的時實數(shù)據(jù)連接通道。就可使界面與PLC設備進行數(shù)據(jù)交換。不需要了解計算機和I/O設備的詳細結構，編寫單獨的接口程序，因此降低了系統(tǒng)設計的難度，簡化了系統(tǒng)設計過程。
4 結束語
　　基于PLC的槽控機設計極大地提高了鋁電解自動控制的水平，尤其是GE Fanuc的RX3i PAC在槽控機中的使用，因其CPU運行速度快，存儲容量大的特點，根據(jù)效應的自動決策和管理，減少了因人工干預帶來的盲目性，提高了控制精度和準確性。