铝电解多功能机组PLC控制系统的应用与研究

梁飞　李向成

【摘 要】铝电解是生产金属铝的主要方式，而铝电解就是用直流电通过氧化铝原料和冰晶石（氧化铝）溶剂的电解质，使溶液中的氧化铝被点解从而生产金属铝。由于金属铝的熔点较低，所以无法通过冶炼来进行生产，因此电解铝就成为了金属铝的主要生产方式。而随着科学技术的发展，铝电解的方法和设备也得到了长足的发展。在现代金属铝的工业生产中，铝电解多功能机组通常会应用到PLC控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现。因此为了实现铝电解生产的经济、环保，对铝电解多功能机组PLC控制系统的应用进行研究不仅迫在眉睫，而且意义重大。本文通过对PLC控制系统的研究，并对其在铝电解多功能机组中的应用进行深入分析，以供同行探讨。

【关键词】铝电解；多功能机组；PLC控制系统；应用

0.引言

随着科学技术的日新月异，铝电解生产也得到了长足的发展，在现代社会的铝电解生产中，多点进电大型预焙槽早已取代了传统的自焙槽，随着信息技术的发展，多点进电大型预焙槽的自动化程度和经济综合性指标都得到了大幅度提高，并且有效的缓解了铝电解生产的环保问题。在铝电解生产中，多功能机组是铝电解生产的主要设备，也是关键设备，通常情况下，铝电解的生产是在高温和强磁场以及大电流、多粉尘及HF烟气环境中。而在铝电解的生产的实际过程中，铝电解生产过程中的打壳和加料以及更换阳极等等工作都是由多功能机组完成，并且多功能机组还承担了安装和检修电解槽及其它零星吊运工作，因此多功能机组在铝电解生产中的重要性不言而喻。而为了铝电解生产的稳定，就必须要确保多功能机组的稳定运行。而现代的多功能机组通常会应用到PLC控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现，因此使得PLC控制系统在众多系统中脱颖而出，成为了当前多功能机组中一种必不可少的系统。而为了实现铝电解生产的经济、环保，就必须加大对铝电解多功能机组PLC控制系统的研究力度。本文从PLC系统组成出发，对PLC控制系统进行研究，并对其在铝电解多功能机组中的应用进行了详细阐述，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为铝电解多功能机组PLC控制系统的应用和发展起到一定的促进作用。

1.PLC系统组成

电解多功能机组的控制系统包括PLC和变频控制等系统比较复杂；而且PLC不是普通的二、三点通讯，而是四点通讯，其中主站设在大梁的配电室-V内，第一从站设在工具小车的A4柜内，第二从站设在出铝车的A6柜内，第三从站设在驾驶室的A5柜内，（其中主站设在大梁的配电室-V内，第一从站设在工具小车的A4柜内，第二从站设在驾驶室的A5柜内，）主站和从站之间采用双绞线连接，主站的主通讯模块SN和从站的从通讯模块ASB间进行通讯，它的主要优点是减少了信号之间传输的电缆，且电气控制系统更加可靠，减少了系统的故障率。

2.编写程序

2.1主接触器控制回路

主接触器的控制回路由钥匙开关、驾驶室急停、检修急停、吊挂急停、防飞车、出铝车漏电保护、固定吊漏电保护、工具漏电保护等组成。主接触器为避免频繁动作，用钥匙开关控制，要司机在下天车时必须关掉钥匙开关。主接触器的控制除程序中进行急停控制外，还在硬件线路上设置急停控制。

2.2绝缘破坏保护

在多功能机组的运行过程中，必须要对机组实施绝缘破坏保护。而对多工能机组实施绝缘破坏保护，通常可以防止高压直流电（大电流直流电）通过机组对地短路，还可防止机组交流漏电是与直流混电。因此，吊钩和工具对大车的绝缘总电阻不小于2兆欧。在固定吊、工具车以及出铝车上设置绝缘破坏循环检测板，当吊钩或工具的绝缘破坏时，5秒钟以后整个机组断电，同时绝缘破坏指示灯亮，在绝缘破坏恢复前整个机组无任何动作，这样能有效防止人身和设备事故。

2.3限位保护

当升降机构提升到上限位或下降到下限位时机构停止运转，保证机构的可靠运行。如：出铝钩的上限位，当出铝钩提到上限位时，上限位断开出铝钩的上升接触器控制回路，使接触器失电，出铝钩电机停止运转。防止吊钩顶到滚筒的底部，造成钢丝绳拉断，钩头掉下的事故发生。

2.4脚踏开关保护

本机组的任何机构动作时，必须踩住左脚行车脚踏开关，有效防止打开操纵室内钥匙开关，接通电源，而操纵手柄没有归到零位，导致机构会突然动作，造成设备事故。

2.5规定位置的保护

机组的动作复杂，有些动作需要前一个动作到位后，下一个动作才能进行，或机构到达规定位置后，才能进行下一个动作。如：打壳在下限位，倾斜机构到规定位置，且感应器指示灯动作，打壳才能上升。

3.电气控制系统调试

3.1调试前的准备

（1）理解熟悉电气原理图、接线端子图、主回路图及有关技术文件，了解操纵原理和各元件的作用。

（2）理解熟悉电气设备的工作原理、接线方式、线路安装及相关技术参数的设定。

（3）根据电气原理图检查电气线路的接线是否正确、线路安装是否符合标准，如有变更及时做好记录。

（4）用500V摇表测量线路的绝缘电阻，不得小于1兆欧。

（5）检查电气设备及元件与电气原理图中所给定的设备是否相符。

3.2主电源送电

（1）通电前检查：检查滑线电源的电压是否正确。

（2）依次合上主回路上的开关。

3.3控制回路送电

3.3.1通电前检查

检查电源的电压是否正确（PLC输入AC220V，输出24V）。检查PLC电源模块的电压选择是否正确（应为AC170-265V）。

3.3.2通电检查

给PLC送电检查PLC指示灯是否指示正确。第一次通电时，由于PLC的SLC模块内无程序，处理器没有工作，因此SLC的CPU FAULT灯应闪烁。检查各输入信号是否正确，检查常开和常闭点是否有接反的地方，输入信号的地址与电气原理图是否一致，并及时改证错误。建立通讯联系。PLC系统采用DH+通讯，用通讯电缆把笔记本电脑和PLC的CPU模块连接起来，且CPU钥匙开关转到programme位置，把在笔记本电脑已编好的程序灌入到CPU内。

4.结束语

铝电解是金属铝的主要生产方式，而在铝电解的生产过程中，铝电解多功能机组通常会应用到PLC控制系统。PLC控制系统是当前多功能机主要的控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现，因此使得PLC控制系统在众多系统中脱颖而出，成为了当前多功能机组中一种必不可少的系统。通过本文对PLC控制系统进行研究，和对其在铝电解多功能机组中的应用的详细阐述，相信读者对其也有了进一步的认识，并且随着科学技术的发展，PLC控制系统也在进行着进一步的完善，因此，可以预见，在将来的铝电解生产中，PLC控制系统在多功能机组的应用必定会更加成熟，从而使得铝电解生产的效率和质量更上一层楼。