铝厂闭环控制

1、概述一、闭环控制二、连续控制三、逻辑控制四、大闭环控制的运行方式五、PLC的实现方式一、闭环控制闭环控制是以实现稳流控制为目的。稳流控制是通过调节整流机组的饱和电抗器和有载开关使得在电解槽负荷增加、网压波动和产生阳极效应时能使设定值电流与测量值电流一致。闭环控制按照现在的说法，一般分为大闭环控制和小闭环控制。（或者叫N+1控制，N是整流机组的数量（每台机组配置一个小闭环控制），1是大闭环控制总调PLC）大闭环控制由总调PLC完成，综合所有整流机组的工艺条件和阳极工况以实现稳流控制，一般分为总调控制和分调控制。小闭环控制一般为就地控制，调节饱和电抗器，平衡A、B柜直流输出，采集整流柜本体信号，以

2、及整流柜的本体保护。闭环控制从工业控制的角度可以理解为连续控制和逻辑控制。连续控制是对饱和电抗器的控制（包括控制绕组和偏移绕组），为4-20mA电流信号或1-5V电压信号输出，由PID调节器实现（比例积分微分控制）。逻辑控制是综合判断在连续控制调节饱和电抗器无法满足稳流控制要求时，如何升降有载开关。同时包括档位闭锁控制、最大需量控制、恒安时控制、切除机组控制、开启机组控制等。PID调节器设定值反馈值输出二、连续控制1、连续控制框图2、总调3、分调4、就地控制5、平衡控制总调PID调节器系列电流调节1#控制绕组小闭环PID调节器1#机组就地设定1#机组分调设定1#机组直流电流稳流设定(总调设定)

3、远方总调(或整流柜交流侧电流)小闭环控制大闭环控制1机组2机组3机组(4-20mA)分调就地4机组1、连续控制框图2、总调控制总调控制是用一个PID调节器同时调节所有整流机组的控制。从控制角度看，总调PID调节器和每台机组小闭环PID调节器构成一个串级控制，总调PID为主回路，小闭环PID为副回路，总调PID的输出作为所有整流柜小闭环PID的设定值。总调PID调节器系列电流测量值1#机组直流电流调节1#机组控制绕组1#机组小闭环PID调节器(整流柜交流侧电流)稳流设定值串级控制示意图小闭环设定值主回路副回路总调PID调节器设定值即为系列电流稳流设定值，由后台计算机给定；反馈值为系列电流测量值（

4、考虑到直流互感器的不稳定性，也可以取所有机组的直流输出之和作为反馈值）。 总调PID输出为4-20mA信号至整流柜小闭环PID。由于总调PID的输出作为所有机组小闭环PID的设定值，故所有小闭环PID的设定值相同，可保证在总调控制方式下，所有机组的直流输出是一致的。总调控制的目的是使系列电流控制在稳流设定值范围。如果由于工艺要求或阳极工况无法满足稳流要求，可综合判断升降有载开关。总调PID调节器系列电流设定值系列电流测量值小闭环设定值2#整流柜小闭环PID(稳流设定值)1#整流柜小闭环PID4#整流柜小闭环PID3#整流柜小闭环PID3、分调控制分调控制是以小闭环PID调节器来实现单回路控制。

5、分调控制是对应机组小闭环PID调节器的远方设定，可以是后台计算机给定，或者电位器给定。分调控制使小闭环计算机给定成为可能。分调控制的目的是使单台机组的直流输出稳流在设定值范围。分调控制只调节控制绕组电流，即使由于工艺要求或阳极工况无法满足稳流要求，也不判断升降有载开关。1#机组小闭环PID调节器1#机组分调设定值1#机组直流测量值调节1#机组控制绕组电流4、就地控制就地控制由整流柜小闭环PLC或PID调节板来实现。1#机组小闭环PID调节器1#机组总调设定值1#机组直流测量值调节1#机组控制绕组电流1#机组分调设定值1#机组就地设定值PID调节器A柜直流电流 (设定值)B柜直流电流(反馈值)调

6、节A柜偏移绕组电流5、平衡控制由于制造工艺的不同，A柜和B柜在相同的条件下（控制绕组电流和偏移绕组电流相同）其直流输出也不尽相同，为平衡A柜和B柜的直流电流，采用平衡控制，其框图为：平衡控制采用PID单回路控制。以A柜的直流电流作为设定值（给定），B柜的直流电流作为反馈值，通过比较和PID计算，调节A柜偏移绕组的电流，B柜偏移绕组的电流保持不变，这样可以使A柜和B柜的电流始终保持一致。三、逻辑控制1、升降有载开关（1）降有载开关逻辑（2）升有载开关逻辑2、档位闭锁控制3、最大需量控制4、恒安时控制5、切除机组6、开启机组1、升降有载开关设置大闭环手/自动升降有载开关选择（由后台软压板实现），当

7、选择自动升降有载开关时，在调节饱和电抗器无法满足稳流要求，程序判断自动升降有载开关；当选择手动升降有载开关时，程序只调节饱和电抗器，不参与升降有载开关。机组只有在总调运行时，才参与自动升降有载开关判断，在分调和就地时，机组不自动升降有载开关。如果某台机组档位闭锁，该台机组不参与自动升降有载开关判断。参与总调控制自动升降 有载开关判断，如果档位相同时，所有机组同升同降，1台机组的升降同时触发其它机组升降。如果档位不相同时，降档位最高者，升档位最低者,最终使档位一致。在电解槽阳极效应机组降档升压后，如果阳极效应消失，此时采取的原则是：先调饱和电抗器，然后再判断升档降压。升档降压判断是保持控制绕组的

8、电流在90%-70%的范围(饱和电抗器为负极性)。（1）降有载开关逻辑+-正常运行控制电流下限值(90%)1#机组控制绕组电流手/自动升降有载开关选择总调AND控制电流允许调压最大值(5%)1#机组控制绕组电流+-ANDAND系列电压判断阳极效应系列电流判断阳极效应系列电压正常信号系列电流正常信号TON2MinOR2#、3#、4#机组AND总调档位闭锁正常OR其它降档条件降1#机组有载开关2#机组3#机组4#机组（2）升有载开关逻辑+-正常运行控制电流上限值(70%)1#机组控制绕组电流手/自动升降有载开关选择总调AND系列电压正常信号系列电流正常信号OR2#、3#、4#机组AND总调档位闭锁

9、正常OR其它升档条件升1#机组有载开关2#机组3#机组4#机组2、档位闭锁控制滑档、拒动闭锁设定最低档位，如果机组降档升压至该档位，即使无法满足稳流要求，也不允许再降档升压(过负荷)一次阳极效应只允许连降两档3、最大需量控制最大需量控制是取进线连续15分钟的电度值，与电力局规定的或生产中限定的最大需量值比较，来判断实际运行的生产情况是否临近限定值。如下式，P为进线的有功功率。t-15tPdt =限定值如果上式满足，则：减小系列电流设定值升档降压如果有多回进线，可以根据进线的运行方式，作相应的最大需量控制。4、恒安时控制优先级：最大需量控制恒安时控制总调/分调/小闭环稳流时间电流1小时设定值系列

10、电流恒安时控制即安时偏差控制，以每小时为单位，对实际电流安时值累计，与设定值安时值进行比较，根据所求得的安时差在本小时剩余时间内自动调节设定电流，以实现恒安时自动控制。5、切除机组如果某台机组故障跳闸，则该台机组自动升档至70档（II段）或35档（I段）。其它机组按照稳流条件自动降档升压。如果需切除某台机组，则投入该台机组切除软压板，程序自动判断升档至70档（II段）或35档（I段）。其它机组按照稳流条件自动降档升压。6、开启机组开启某台机组时，当投入总调控制时，根据稳流的条件，该机组档位自动降档至与其它总调控制机组相同。四、大闭环控制的运行方式1、总调/自动方式大闭环采用总调控制，PLC自动判断升降有载开关、2、总调/手动方式大闭环采用总调控制3、分调/自动方式大闭环采用分调控制4、分调/手动方式五、PLC的实现方式1.邹平铝厂2.伊川铝厂3.华能铝厂4.其它铝厂PSCPU CNET MBPSCPU CN