综合自动化在当前电解铝行业整流系统应用中存在的问题及建议

摘要：当前随着电解铝行业生产的迅速扩张，计算机网络技术、信息通信技术、自动化控制技术也在国内电解铝行业中被广泛采用，各类新技术的应用，使行业自动化程度不断提高，也进一步保证了整个系统的安全可靠性。但在近年来铝行业屡次出现的事故中，暴露出综合自动化系统中存在一定的问题，文章就此提出了建议。

关键词：综合自动化；电解铝行业；整流系统；电磁干扰

中图分类号：TP271

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)17-0085-02

随着国内电解业工业的迅速发展，特别是近年新建项目的产能、规模迅速扩大，供电电压等级不断提高，供电电流快速提升，大型预焙槽很快由100KA发展到400KA，这就要求整流供电系统采用质量可靠、技术先进、维护量少的综合自动化系统以保证电解系列生产的安全可靠。

一、应用

(一)系统简介

整流所综合自动化系统是应用自动化控制技术，微机和网络通信技术采用单元模块化结构，以智能继电保护装置和监控装置为核心，以分散安装和集中组屏方式集数据采集、测量、监控、保护、运行操作、信息远传、管理为一体的特殊计算机网络系统。

综合自动化系统包括微机保护，微机测控及远动等功能，即所谓的“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)实现了数据采集、处理，安全监视，微机保护，开关操作及自诊断功能。该系统的应用提高了变电所自动化控制程度，降低了人工劳动强度，促进了管理水平的提高，保证了供电系统的安全，减少了人为事故造成的伤亡。

(二)应用方案

综合自动化系统分为分散式和网络型两种结构。所谓分散式是以高压变电站和整流所的电气间隔为对象应用的微机监控系统。网络型是指在分散综合自动化基础上，在间隔层和过程层采用先进的网络通信模式和技术把过程层的智能设备作为构成网络的一组基本节点的分散式综合自动化系统。目前，国内电解铝行业使用的综合自动化系统大多采用分散式网络结构。下图是陕西铜川铝业110KV铝业变综合自动化系统图：

该系统为双机双网分散式网络结构，两台监控机无主从之分，完全对等，一台故障，不影响另一台运行，间隔层按(D25+SEL)单元化配置，测控、保护单元以两路独立通道接入主站层，通讯介质采用光纤。整流系统采用AB公司的PLC组成独立DH+网后分别接入2台监控主机，完成整流系统的数据采集和监控功能。另配置一台工程师站，完全具备当地监控主站的所有功能。当地监控软件采用深圳华利特的Farad200L系统。

二、存在的问题

(一)综合自动化网络结构系统不完善

目前行业内的综合自动化系统虽然基本采用分散式双网结构，监控、保护相对独立，但大多最终只是表面上实现了双机，在网络结构上并未实现双网，主要原因是所选的部分现场设备不具备双通讯接口，以至于整个系统单网运行。如我公司铝业变监控主站和珠海优特的五防主机通过RS485接口相连，而五防主机只有一个RS485通讯口连线，当与五防主机实现通讯的该监控机故障即造成模拟屏上数据信息全部丢失，表计归零，设备状态显示紊乱，使正常的操作无法进行。

(二)现场电磁干扰及多种通讯规约的兼容性差造成误传、漏传信号和通讯故障

我公司的综合自动化系统就因为设备选型问题采用了多种通讯规约，运行中曾数次出现不明原因的通讯故障，均需邀请几个厂家同时到现场处理；还有运行人员曾经在5台整流机组有载开关的“总升／总降”操作中出现的其中一台机组拒动现象，10KV总配使用的Fcau－01通讯处理器时常出现的死机现象、监控主机运行中出现大量误报信号甚至死机现象大多均是干扰所致，严重影响运行人员对设备运行的准确判断，影响系统运行安全。

(三)报文信息过多，影响运行人员分析

综合自动化系统为了充分上传信息，以至于将报警信号、保护信号、一般事件信号、测控信息及事件记录全部采集处理后传递至后台监控主机进行处理、保存，因而造成主机运行中数据处理量过大而出现死机，而且运行中一旦发生事故，所有信号均瞬间全部上传，其中包括报警信号、跳闸信号及误报信号等，致使事故处理人员很难在成百上千条信息中准确寻找真正的事故原因，以至延误时间，扩大事故。

(四)生产厂家的问题

目前在变电站自动化系统选型当中存在着如所选系统功能不够全面，产品质量不过关，系统性能指标达不到要求，监控软件不稳定等情况，主要是由于国内综合自动化系统尚未形成统一标准，加之厂家又过分重视经济利益，用户过分追求技术含量，不重视产品的性能及实用性，因而出现一批技术含量虽较高，但产品质量并不过关，甚至结构、可靠性很差的所谓高技术产品仍能不断使用，造成厂家改进的积极性也就不高，甚至有些产品生产过程中缺乏起码的质量保证措施，有些外购件的生产更是缺乏管理，只有技术鉴定，没有产品鉴定，因而导致部分投产的变电站在运行中问题百出。

(五)缺乏技术保障能力

当前情况是综合自动化系统投运后，专业技术人员和值班人员素质没有及时提高，驾驭新设备的技术没有更新，大部分还停留在原来的水平，不能满足新设备、新技术要求，基本停留在简单操作、抄表、巡视等工作，对综合设备的通讯故障多数依靠厂家。

三、建议

1、首先做到从通讯硬件上提高系统的抗干扰能力。设计中充分考虑铝电解生产的强磁强电环境，鉴于其环境条件差通讯介质尽量采用光纤通讯(不论距离远近)，若是DH+现场总线结构，调试中在屏蔽双绞线的首尾两端各并接100Ω电阻以提高抗干扰性。

2、利用合理化的接地和屏蔽防止干扰。除了作好电源中性点的工作地、防雷保护地外还应作好安全保护地及屏蔽地，特别是综合自动化控制系统中必须遵守“一点地”的原则，以排除接地环路及电位差形成的干扰。另外，严禁弱电与强电接地网混合使用。

3、订购设备时尽量选择同一公司的综保和监控设备并选择双通讯接口，以求真正实现通讯规约的统一及双机双网，充分保证兼容性及安全性。

4、在安装调试中尽量将各种信号分类处理。同类信号合并上传，不同类用声响、颜色区别或对保护跳闸信号加装光字牌，以利于值班人员确认，缩短事故处理时间。

5、加强职工岗位培训，与院校、厂家联合培养专业技术人员，引进专业技术人才，建立一支高素质专业队伍。学习和掌握新知识、新技术，来操作、驾驭和维护新设备、新系统，提高技术保障能力。

四、结语

鉴于铝冶炼中供电系统属于一级负荷，系统一旦投入运行后的不间断性，使后期技术改造十分困难。笔者是经过考察多家兄弟单位，查阅有关资料，与设备厂家多次交流沟通后结合多年工作实践，不断摸索得出的一点经验，以便新建电解铝能够从初期设计、设备采购、安装调试、验收投运环节全面考虑、组织措施，使电解铝行业综合自动化系统逐步完善。

作者简介：范建虎(1973-)，男，陕西铜川人，陕西铜川铝业有限公司240KA系列动力车间副主任，电气工程师，研究方向：电气工程。