铝电解多功能行车发展方向

铝电解多功能行车发展方向（共9篇）

篇1：铝电解多功能行车发展方向

铝电解多功能行车发展方向

目前国内铝行业发展如雨后春笋般突飞猛进，老企业也不断地改造扩大产能，特别是大型预焙电解槽的出现，对铝电解多功能机组的要求也越来越高，各企业都视先进的设备为第一生产力，作为企业发展竞争的首要优势。

一、铝电解多功能机组的用途

铝电解多功能机组是预焙阳极铝电解生产的专用、关键设备。它能完成预焙阳极铝电解槽的下列工艺操作。

①打壳和覆盖氧化铝。②更换阳极。③出铝。5辅助提升阳极母线。⑤在安装和检修电解槽时，可吊运电解槽上部结构和下部槽壳及其它零星吊运。

二、铝电解多功能机组的分类

预焙槽在电解车间的配置方式有横向配置和纵向配置两种，预焙槽按进电方式可分为两点进电槽和大面多点进电槽。合理设计的多点进电槽具有较好的三场分布，生产指标好，因而得到了广泛应用。目前，横向配置多用于新建铝厂；纵向配置国外多见。

根据工艺配置和电解槽进电方式的需要，铝电解多功能机组可分成电解多功能机组和地面小车两大类。

电解多功能机组按功能的配备可分为全功能电解多功能机组和简易电解天车两大类，其区别主要在于前者具有全自动更换阳极装置和自己配备有打壳动力源，而后者只有阳极提升、下降机构，同时兼作出铝用。

铝电解多功能机组按操纵方式可分为驾驶室操纵机组和遥控机组两种形式。驾驶室操纵机组按驾驶室及工具的配置位置又有高位机组和低位机组之分。

地面小车有：打壳换极车、加料车、出铝车等。

三、铝电解多功能机组的技术现状 目前铝电解多功能机组普遍采用了起重机械和工程技术、液气压传动技术、电子技术和最新的科研成果。

电解多功能机组普遍采用桥式起重机的桥架作为机组机构，在桥架上配置有多个工具机构的工具小车、出铝小车、电葫芦等。

（1）行走传动系统电解多功能机组国内是从80年代初引进的法国ecl低位机组，采用的是多极电机或电阻调速。第一批国产的低位机组用于包头铝厂和青海铝厂的行走传动系统为立式齿轮减速机，双齿轮联轴器结构，主要缺点在于减速机易漏油、同心度差、对端梁的破坏性大等。90年代贵州铝厂将该结构的传动方式改为平面二包蜗轮蜗杆传动，减速机输出轴与车轮轴，输入轴与电机轴为整体结构，取消了联轴器，同心度较高。90年代末期至今引进或国内新制作的传动系统大部分设计、制造厂家均倾向于选择进口减速机（三合一），均采用变频调速。

（2）主小车主小车主要功能：打壳和覆盖氧化铝，更换阳极。主小车可分为低位和高位两种。低位机组主要用于两端进电电解槽，为了便于供电和供气安装有滑环装置，该处故障率较高，随着电解槽的发展，此种车型生产的越来越少。高位机组主要用于多点进电电解槽，打壳机构和下料机构为可伸缩，取消了滑环装置，回转可在270°之内任意旋转。

（3）出铝小车目前国内出铝小车有两种：一种为单独小车结构，另一种为工具小车结构，即提升机构位于工具小车上，前者较多，后者主要位于简易高位天车上。单独出铝小车又有两种构造方式，一种为硬钩型式，即提升机构在一固定导向框架内升降，受导向框架限制提升高度有限，应用功能较为单一，但吊运物品时无摆动。另一种为软钩型式，在大车大梁底部以下无导向框架，只在大梁底部稍上位置设有导向机构，大车高速运行之前，将吊运物品提升至该位置，可防止摆动。由于提升高度较高，除用于出铝外，还可用于吊运其它物品，应用范围较硬钩广泛。

（4）气源供给90年代以前因受国内空压机质量影响，国内天车大部分气源由厂房内压缩空气提供，缺点在于运用时必须悬挂风管，使用时不方便。90年代后英格索兰公司进入中国市场，随即英格索兰空压机在电解天车上普遍运用。从近10年使用情况来看效果较好，但因受电解厂房环境因素制约，使用寿命难以达到设计值。据此英格索兰公司专门针对铝电解环境研制了一种抗粉尘空压机（ml37－ⅲ），并且已投入市场，主要在包头、河南、云南、青铜峡等铝厂使用。

（5）打壳机构目前国内大部分铝厂使用的打壳机构为气动结构，该结构振动频率高，但本世纪初在云南、焦作铝厂使用的打壳机构为全液压结构，该结构力量大，频率低，但对低位天车来说不易采用，对回转和击头悬挂主架破坏性较大。

（6）阳极更换装置九十年代末期全液压更换阳极装置的诞生，是专门为预焙阳极铝电解厂多功能机组开发设计制造的电解槽阳极更换机构，以取代早期铝电解多功能机组所使用的四键缸式更换阳极机构，它具有对位准确、动作安全可靠、自动更换阳极等优点。

（7）驾驶室国内原设计制造的天车在驾驶室中都安装有空调装置，但因天车工作时振动剧烈，厂房内粉尘较大，空调使用寿命均很短，后大部分已取消，取消后驾驶室内冬天采用电热器取暖（主要在北方地区），夏天采用风扇降温，工人作业时极不方便。目前大部分铝厂仍赞成安装空调，产品选用进口的较多，如贵州铝厂、平果铝厂、包头铝厂等厂家。

（8）整车操作目前国内大部分铝厂的天车操作在驾驶室内完成，但最近几年电子、电气技术飞速发展，先进的技术在天车上得到了运用，遥控天车随即产生，主要在云南、焦作等铝厂制造的天车上。

四、铝电解多功能机组的发展方向

1、铝电解多功能机组产品品种的发展方向

由于横向配置预焙槽可以提高单位面积产量，具有综合经济效益好等优点，目前国内上马在建的铝厂大多选用200ka以上的槽型，多点进电。这就给铝电解多功能机组发展起到推动作用。同时还应看到，大型预焙槽及车间的特殊环境对电解多功能机组在可靠性及运转率等方面提出了更高要求。由于驾驶室玻璃的防腐问题和能适合于电解车间环境的高可靠性的空调机尚无法解决，机组作业时，驾驶室处于烟气和热辐射中，司机的视场很不好（高位机组更差），靠地面人工引导作业，严重影响操作和生产效率的提高。

因而，未来最有发展前途的铝电解多功能机组的品种应是：高可靠性、高运转率、减轻操作工劳动强度、轻而小的多功能机组。

2、电解多功能机组的技术发展方向（1）轻型化、小型化。（2）功能扩大化。（3）功能机构全液压化。（4）电子化。（5）电气化。

（6）调速方式采用变频调速，调速性能好。

（7）控制方式采用plc、logo，可以减少中间继电器，降低故障率，提高机组的可靠性和运转率。

（8）操纵方式采用无线电遥控。（9）设备集中润滑。

篇2：铝电解多功能行车发展方向

0.前言

某铝厂是河南神火集团一所集电解铝、铝加工于一体的综合性现代化工厂及主要骨干企业，拥有52万吨/年电解铝产能，槽型为比较先进的350KA和400KA大型预焙电解槽，担负着集团三分之一的电解铝产能。共配置大型机电设备设备近700台，其中多功能天车（24台）是最为关键的设备之一。工程技术人员结合投产近10年来多功能天车的运行情况，为发挥其在安全生产管理中的“龙头”作用，在其实用性、安全性、可靠性上下了大量工夫，尝试多种方法，不断进行技术改进，最终完善了设备性能，较好的服务于安全生产。1.绝缘在线监测装置的开发

电解多功能天车在正常作业中必须经常接触电解槽阳极母线，天车工具部分在与电解槽阳极母线接触中，接触部位与天车大梁之间需要承受最高为DC1500 ～2000V的电压。由于电解厂房环境为强导电粉尘、强磁场环境，如果设备绝缘性能下降，而又未及时发现，与母线接触的设备与天车大梁间就有可能形成直流对地短路电流，由于 电解生产的大电流能量巨大，瞬间短路会将回路中所有连接设备烧毁，形成可怕的直流接地事故。因此，天车设备绝缘要求设备间绝缘 电阻必须大于1MΩ，目前对设备绝缘电阻的监测大多采用人工定期循检的方法，并不能保证及时发现设备绝缘问题，很显然对于电解多功能天车设备绝缘实现在线监测很有必要。电解多功能天车总共有 16个位置需要进行绝缘监测,绝缘电阻不能低于1MΩ。当设备绝缘电

阻低于1MΩ时，必须对天车发出报警，避免绝缘进一步下降对天车造成损坏。

开发的绝缘在线监测装置，设计了良好的人机界面，可以实时监测多功能天车16回路设备绝缘电阻，并可根据现场需要，任意整定所需监测回路数。对各个回路绝缘电阻报警值、故障动作值可单独设定，设定范围从100 kΩ到9MΩ，实现16回路绝缘电阻实时测量显示，故障自动监测、记忆。在发生设备绝缘故障时，可通过装置控制节点自动切断天车相应的执行回路，最大限度地保证多功能天车设备及操作人员的人身安全。“设备绝缘在线监测装置”具有“循检”和“定点”两种工作模式，能连续地跟踪监测“故障通道”，方便对故障通道的定位和处理，同时装置具有“事故追忆”功能，对发生的设备绝缘报警、故障动作自动记忆，检修人员可通过“查询”按键来查询动作通道号、动作时刻及动作时绝缘电阻值，为事后故障分析提供依据。

2.无线遥控技术的应用

在冶金行业中，多功能天车在起吊大型设备、运输备件和设备检修等工作中起着关键的作用，且起重作业十分频繁；因此 ,对其安全性、可靠性均要求很高。又由于厂房内温度高、粉尘大，起重机操作人员的作业环境恶劣。在起吊物件时，驾驶室操作受视野所限需有地面操作人员配合。操作人员与检修人员的联络十分困难，这既增大了安全隐患，又使工作效率大大降低，迫切需要改进。

遥控操作具有设备轻巧，操作响应迅速，灵敏可靠，视野开阔，而且操作人员可以选择最佳视觉位置实施操作，消除了以往由于视线不清，环境恶劣或指挥配合不当等因素造成的事故隐患，即保证了安全操作又大幅度提高了生产效率。

无线遥控改造主要包括发射器系统、接收器系统、中间继电器柜 3 部分。在不改变操作人员的工作习惯和使用灵活方便的情况下，该厂选用HBC公司型号为FST722M4Spectrun 的双摇杆式遥控系统，该系统为24点控制点输出，万向遥杆最多4挡。其控制原理为：首先遥控发射系统模拟驾驶室控制器(联动台或凸轮控制器)的控制信号；再通过遥控接收系统的内部继电器输出点控制中间继电器柜的工作，模拟驾驶室的控制；最后将外部中间继电器的触点根据工艺要求和联锁关系并接或串接入原起重机的控制线路中。保证地面操作人员能在作业平台上与起重机司机的操作一致。设置遥控和操控的转换功能，使二者互锁，这样即使在无线遥控出现故障时，也可通过开关切换起重机控制方式。这样既不改变起重机原控制系统的工作特性和保护方式及电气线路，又可保证其在遥控和操控2种控制方式上都达到高可靠性，高安全性。3.工业冷风机的使用

由于电解工艺特性使然，电解厂房内温度高，工作时位于电解槽上方的天车始终处于高温烟气环境，夏天尤甚，天车横梁上的简易配电室和保留驾驶室操作的驾驶室必须配置空调。该厂初期配置的均为民用空调，空调制冷系统经常达不到应有效果，轻则设备不能正常运行，降低工作效率，重则可能酿成人身或设备安全事故的发生。为杜

绝上述情况的屡次发生，后期更新换代了工业冷风机。

冷风机结构为一体式，所有部件均安装在一箱形壳体内，但分为两个腔，压缩、冷凝、储液在上腔，蒸发、膨胀阀在下腔。两腔仅有管道连通，中间有隔热层，避免制冷效率降低。

冷风机工作原理，当液体蒸发为气体时，具有吸收周围物体热量的“蒸发吸热”性质，空调制冷原理就是这一性质的应用。为了环保要求，采用了无氟制冷剂R134a，制冷过程如下：a、压缩机将经过压缩的高温高压制冷剂气体送入冷凝器中；b、进入冷凝器的制冷剂气体被冷却，变成液体，并贮存于储液罐中；c、制冷剂液体经过膨胀阀毛细管，节流降压成易于蒸发的液体进入蒸发器；d、进入蒸发器的低温低压制冷剂液体，吸取周围空气中的热量变成气体，再进入压缩机。以上四个过程如此不断循环反复，即达到制冷之目的。4.捞渣装置的添加

该厂电解槽阳极部分有24组双阳极组成，每组阳极所占空间位置大，单台电解槽每天需要更换1组阳极。在电解正常生产和换极过程中，有大量的残极块掉入到电解液内，人工难以除净，并且人工除渣对人身安全有较大的影响。

在结构设计上，将抓斗安装在远离操作室的一侧，均不影响驾驶室或地面遥控操作者观察的视线。整个捞渣装置采用开合式抓斗结构，借助原机组空压机气源，以气缸为动力带动连杆机构实现抓斗的开合动作过程，具体动作方向与电解槽横向平行，最大开合后两斗相距约700cm，在抓斗合拢过程中配合蠕动动作以加大电解质残渣的收

集量，在抓斗卸料过程中配合气动振打动作，促进电解质残渣与抓斗壁的分离；抓斗垂直方向运行采用液压伸缩臂式结构，即工作时伸出工作臂（液压杆）到工作位置，工作结束时收回工作臂到正常停放位置，对应在最大行程极限位置（一般为工作位置）设置钢性限位，在电解多功能天车停运或进行其他工作时，抓斗提升至最高点，靠液压自动闭锁。

电解液中落入的残极块经捞渣机打捞后，电解液内大小残极块可大大减少，甚至彻底捞出，新极便可直接入槽。较之以前，1）人身安全得到了保证；2）减轻了工人劳动强度；3）人员上相对减少128人，减少工资192万元。4）大大提高原铝质量，经济效益较为可观。5.其它技术改进措施

该厂从2003年开始使用铝电解多功能天车，在使用过程中，结合设备运行的实际情况，刻苦钻研，认真摸索，对电解多功能天车还进行了以下技术改进：

1、电解多功能天车的关键部位进行必要的磁防护，有效避免静电对操作者、维修人员带来安全隐患，多功能天车具备安全消除静电措施；

2、改进车轮轴承座的材料，有效减少磁场对运行机构的影响，提高运行机构的安全可靠性；

3、改进打壳机构打壳头的安装，提高打壳机的稳定性和紧固件的使用寿命；改进打壳机构打击头气管的安装方式，有效避免侧出气管易磨损、碰撞、折断的现象；改进打壳构固定机架的结，提高其结

构强度；

4、改进阳极夹具夹头，使其定位更准确，保证夹具的开闭的同步性；改进阳极夹钉的材料，提高夹钉的机械性能和使用寿命；增加拧头架部件的绝缘设计，提高绝缘保护性能；改进阳极拧头部件连接件的设计，提高拧头与小盒卡具对位的精确性；

5、车轮组、滑轮、卷筒的润滑采用集中自动润滑系统，提高工作效率，并在润滑系统易被踩踏的位置增加防护罩；

6、C型轨滑车供电和工字钢滑车供电增加电缆布套保护，有效避免电缆挂断的现象；

7、改进打壳回正限位、下料管下下限位、料管零位限位为行程开关，有效减少磁场对开关的影响； 6.结束语

多功能天车通过上述措施的完善，填补了诸多国内空白，设备性能得到了广泛认可，技术水平已达到国内先进水平，尤其是新结构的应用以及新功能的开发，不但可以提高电解铝的年产量，为电解铝行业提供有力的支持，为进一步推进铝电解设备的科技创新，增强竞争力，实现高可靠性、高运转率、减轻操作工人劳动强度，适应目前制铝设备发展方向都具有十分重要的意义。

参考文献：

<<铝电解新技术主要技术参数主要设备>>邱竹贤主编 冶金工业出版社

<<高等学校试用教材-铝电解 >>东北工学院编 冶金工业出版社

<<电解铝生产新技术新工艺与设备运行管理、维护维修实用手册>> 北方工

业出版社

<<电解铝生产工艺与设备>> 王捷主编

冶金工业出版社

篇3：铝电解多功能行车发展方向

一、概述

轨道改造前状况为:轨顶标高▽6750mm, 由8-12m不同长度钢轨用夹板联结, 轨道每50m设一个伸缩缝。钢梁与轨道间通过预埋件上焊接的螺栓联结, 混凝土梁与轨道通过14个M24预埋螺栓固定。

二、原天车轨道破损原因分析

1. 轨道总体状况

80%的轨道表面耐磨层脱落, 最严重的磨损量达到8mm;出现压溃飞边现象, 最大飞边6mm;轨道低凹420处, 低凹深度最大处6mm;预埋螺栓断裂118根;压板变形移位185块;减震橡胶垫全部老化;大部分轨下找平层脱落;轨道跨距、标高、中心线均超标。

2. 轨道的联结方式缺陷

原天车轨道长度不一, 有8m、10m、12m三种规格, 相邻两根轨道之间用夹板联结, 轨道之间均存在5mm～8mm的缝隙, 当天车轮跨越轨缝接头时, 车轮冲击轨道端部, 产生极大的的冲击力, 导致轨道端部前后40～60㎜范围内压溃, 逐渐形成大小不一的低凹, 轨端的低凹又增加了多功能天车对轨道的冲击力, 而轨道接头周围的螺栓出现断裂和弯曲, 使轨道受力更加恶化, 变形更加严重。

3. 轨道伸缩缝的分布

每排厂房的单侧伸缩缝14处, 而轨道每50m留有一个伸缩缝, 共20个伸缩缝, 未能与厂房的伸缩缝一一对应, 在轨道温度应力和电解厂房伸缩产生的应力的双重作用下, 造成轨道无序膨胀和收缩, 相邻两个轨缝的间隙长短。

4. 预埋螺栓断裂变形

5. 轨道减震装置老化

三、轨道技术要求

中心线位置偏差≤±5㎜;

轨道顶面标高差≤±5㎜;

中心线间距离偏差≤±5㎜;

全长钢轨要有较好的稳定性、机械性能和耐磨性;轨道基础稳固, 并易于维护和检修。

四、改造技术方案的确定

1. 改造方案

天车轨道改造与生产同时进行, 生产与施工交叉作业。依据公司轨道目前的现状, 参照贵州、华鹭等分公司多功能天车轨道改造, 并依据无缝铁路轨道的思路, 以优化轨道的使用功能为目标, 为保证安全施工, 提出了垫钢板找平、断裂螺栓焊接、早强混凝土修补螺栓孔、无缝焊接轨道的改造新方案, 并进行了充分的论证。

无缝焊接钢轨的特点

无缝焊接加长钢轨是一种新型的轨道形式, 轨道之间的夹板联结取消, 而采用标准长度的钢轨焊接成一根长轨道, 使得轨道的接头大量减少, 从而极大的减少接头产生的危害, 减少了破损机会, 也易于维护。

2. 技术改造方案的设计

天车轨道涨缝的计算

(1) 合理施工轨温计算

A.QU100钢轨最大自由伸缩量公式:ΔL=α×L×Δt

α—钢的线膨胀系数, 亦即钢轨的单位自由伸缩量0.0118mm/m·℃;

L—钢轨长度为70m;

Δt—轨温变化度数为68℃ (电解厂房夏季50℃;冬季-18℃) 。

则如果以最高温或最低温安装轨道其最大线变化量为:

B.由于钢轨最大自由伸缩量可达56.168mm, 所以要对无缝轨道的施工温度进行合理的安排, 最大限度的减小其伸缩量, 使其自由伸缩量的相当一部分不能实现。施工温度的高低, 直接决定轨道承受温度应力的大小, 因而直接决定轨道的稳定性。根据青海地区电解厂房内温度记载, 电解厂房夏季最高50℃、冬季最低 (非生产状态) -18℃, 中间轨温:t= (tmax+tmin) /2= (50-18) /2=16℃

即在此温度下安装轨道产生的温度变形最小, 温度应力也最小。

C.考虑到在电解厂房内安装温度应力式无缝轨道, 冬季因厂房不间断生产, 最低温度不是很低, 在生产正常的情况下, 不会达到零下, 主要的危险不是来自收缩, 而是来自膨胀, 所以把施工轨温定得比中间轨温略高一些, 即把中间轨温作为施工轨温范围的下限, 中间轨温加10℃作为施工轨温范围的上限, 则

施工的轨温范围:16℃～26℃

(2) 轨道焊接方式选择及相关试验

由于轨道改造与生产同时进行, 且生产具有不间歇性, 为节省费用并能实现现场焊接, 轨道焊接方式采用电弧焊。

A.轨道焊接试验

由于焊接过程中受强磁场影响, 会对焊接质量造成很大影响, 为此, 在现场制作一试验胎具, 在强磁场下按附后消磁方案的方法进行消磁焊接, 在198#槽前焊接完成后, 将试件送质检部门检验, 焊缝符合设计强度要求。

B.混凝土找平层试验

因天车运行需要, 找平层无养护时间, 为提高前期强度, 按水泥用量的3%加早强剂, 在施工前用两种配比在电解厂房内进行了试验。

(3) 轨道的测量

轨道的测量工作是改造工程的关键环节, 测量质量的好坏, 将直接影响改造工程的轨道施工质量。为提高通透性并减少天车运行产生的振动, 首先要求多功能天车靠厂房东端或西端停放, 将大部分的轨道空出, 以便更加准确的布设控制点, 厂房内净化系统全部运行, 以提高厂房内可见度。

A.在三通道出铝端的轨道上设点, 在该处架设经纬仪, 利用土建与轨道对应关系, 将轨道中心线投射在二、三、四通道的混凝土柱上, 以备安装轨道使用轨道的中心线, 再在二、四通道上架设经纬仪将该直线延伸到两端, 将轨道中心线全部测设完毕。

B.通过出铝端轨道的中心线, 用拉跨距的方法找出烟道端轨道的中心线, 并在混凝土柱上做好永久性标志。

C.标高的测量同样从轨道的中间向两端测放, 先在柱上测量放出▽6850mm, 轨道的安装绝对标高为▽6750mm同原标高, 以保证新旧轨道接茬处天车的正常运行。

(4) 轨道垫铁找平

轨道安装前凿除原混凝土找平层, 对混凝土吊车梁的表面进行清理、对混凝土与垫铁接触面进行研磨, 研磨至平整, 无凸凹后摆放好垫板, 用水准仪检测垫板的标高, 调整使其达到设计标高。

由于原轨道的长度不一, 伸缩缝的位置未按标准设置, 故造成隐患, 为解决该问题, 改为统一规格12.5m长度的轨道, 在安装时, 将两轨道的接头放在槽内, 轨道伸缩缝大小根据安装时的室温进行计算, 在当时施工温度下, 基本调整在20mm以下, 并用夹板进行连接固定。

(5) 混凝土找平层

轨道安装完后, 用C30细石混凝土灌浆找平, 以固定钢垫板、增加轨道与吊车梁的整体性。

五、几个技术难题的解决

1. 预埋螺栓的断裂、弯曲的处理

原设计螺栓应该穿过预留孔, 破坏后可以更换, 但实际现场情况为预埋螺栓, 破损螺栓无法更换, 为解决这一问题, 用空心钻孔机将断裂的预埋螺栓周围混凝土打掉, 打混凝土孔有专人监控, 避免破坏预应力主筋及箍筋, 打到断裂位置下50mm左右, 按断裂螺栓的长度, 确定对接螺栓的加工长度。与断裂螺栓对接后, 参考钢筋帮条焊的施工方法。

2. 轨道接缝焊接消磁处理

根据轨道焊接时接头处产生磁场的大小和方向, 用直流电焊机输出同样大小的导线缠绕在轨道上, 使其产生的磁场方向与车间磁场方向相反, 大小一样 (通过线圈数量确定) 。

3. 轨道减震装置的改进

原轨道缓冲橡胶垫为8mm厚的普通减震平垫, 容易脱落和老化, 造成轨道的断裂和对吊车梁的冲击。此次改为槽型弹性钢垫板, 以延长其使用寿命。

六、结束语

通过对电解多功能天车轨道的改造, 极大的优化了轨道的使用功能, 同时为12台多功能天车正常运行提供了良好的基础条件。

1. 轨道的改造方案经过了充分的论证和前期试验, 确保了改造工程质量。

2. 经过近七年的的观测, 此项改造工程是成功的, 改造后轨道的各种技术指标符合设计要求, 多功能天车运行平稳, 轨道各项考核指标均在范围内。

篇4：铝电解多功能行车发展方向

关键词:铝电解多功能机组;自重载荷;起升载荷;冲击载荷

中图分类号:TF821 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)10-0104-01

铝电解多功能机组能完成铝电解生产中的打壳、换极、下料、清渣、出铝、辅助提升阳极母线、吊运电解槽和其机构零星吊运作业。再加上其工作环境本身具有高温高磁场,粉尘大等特点。因此铝电解多功能机组的金属结构所受的载荷非常复杂。

铝电解多功能机组的金属结构始终所受和经常作用的载荷,包括自重载荷、起升载荷、冲击载荷和惯性载荷等属基本载荷。机组正常工作状态下受到的不经常作用在金属结构上的载荷,包括风载荷、工艺性载荷、机组偏斜运行侧向力载荷以及由于温度磁场造成的载荷等将其归属到附加载荷;由于试验载荷,安装、地震及碰撞载荷出现几率较低,只在特殊情况下出现,属特殊载荷。

1自重载荷

自重载荷包括铝电解多功能机组大车小车的金属结构重量、配套件重量、料箱里物料的重量。配套件的自重载荷可由配套厂商提供的产品样本查询, 按均布载荷处理。

例如:计算一大车主梁受的自重均布载荷qj:

主梁的自重G1,主梁上布置的固定电葫芦G2,主梁上方电控箱G3,主梁上栏杆等总重G4。

大车主梁自重按均布载荷处理,其值为:qj=,式中 L为主梁跨度。

2起升载荷

出铝车吊运铝包,抓斗捞渣,固定电葫芦吊运电解槽,提升阳极母线都可按其起升所承受重量计算载荷。

例如,出铝车钢丝绳所受的最大拉力:Smax = 。

式中,Q为额定起重量,kg;GD为吊钩组重量,kg; M为滑轮组倍率;ηh为机械效率。

根据所选钢丝绳型号查相关手册确定钢丝绳的最小断裂载荷 F0,钢丝绳的安全系数 n =。

根据用户提供的多功能机组的工作制度,计算的工作循环总数以及相关经验来确定整机和起升机构工作级别,根据工作级别来确定最小的安全系数 [n] ,我们要求n>[n]。

工作循环总数N=。

N为工作循环总数;Y为起重机使用寿命,年;A1、A2为30年;A3、A4、A5为25年;A6、A7为20年。

D为起重机一年工作天数;H为起重机每天工作小时数,h;T为起重机一个工作循环的时间,s。

3冲击载荷

起升冲击系数1。

当机组起升机构变速升降重物时,金属结构受到垂直方向的冲击作用,使结构重量发生变化,通常用起升冲击系数乘以自重载荷来表示: 0.9 -11.1;

动载系数。

当起升机构做变速升降运动时,金属结构将产生振动,起升载荷静力值增大,增大后值用动载系数×纯静力值表示,动载系数可由理论和试验研究获得,与起升速度、操作情况、结构质量和刚度、起升质量和钢丝绳的弹性都有关系确定起来十分麻烦。通常按起升物品离地时的工况根据动态理论分析得物品悬挂点动载系数2,2==1+cv+。

V为额定起升速度(m/s);C为操作系数,出铝起升取0.25,零星吊运和阳极提升取0.5,抓斗捞渣取0.75;G为重力加速度;为物品离地时起升载荷对结构的物品悬挂点和起升钢丝绳滑轮组产生的静位移之和,0=0+0。对于出铝车,0近似按公式0=(～)L,L为大车跨度;d为金属结构计算点动位移;为结构质量影响系数。

对于多功能机组出铝车,离地起升比下降制动2要大一些,突然离地和点动升降2值更大,出铝车和固定电葫芦一般用简化式2=1+0.7计算,一般不大于1.4。

突然卸载冲击系数3。

突然卸载冲击系数小于1,用下面公式计算:

3=1-(1+3)。

m为突然卸掉的质量;m2为起升质量;3为卸载系数。

运行冲击系数4。

机组沿车间轨道运行时,由于轨道接头的影响对结构产生垂直方向的冲击作用。冲击力用4×自重载荷来计算,4=1.1+0.058。

式中,V为运行速度;H为轨道接头高度差;机组大车运行速度0～1 m/s;工具小车运行速度0～0.5 m/s;出铝小车运行速度0～0.5 m/s。通常的工况下运行速度都小于1,4根据经验取1即可满足。

4惯性载荷

机组的惯性载荷主要由大车运行,小车运行和工具小车回转产生水平惯性力PH,运行制动产生的的水平惯性力PH=1.5Ma,M和a根据不同工况来确定。

例如,当求出铝小车水平惯性力时,大车不动,工具小车不动,单出铝车吊着铝包水平运行。

M为出铝车总重加上铝水和包的重量;a为出铝小车水平运行平均加速度。

当求大车水平运行时机组水平惯性力时,M 为机组总重,a为机组水平运行平均加速度。水平惯性力不得大于滑动摩擦力即PHPZ。

PZ为轮子静轮压之和;为滑动摩擦系数。

工具小车回转采用的沿回转轨道运行,产生水平惯性力PH也可用上式计算。

5侧向力载荷

机组运行过程中,由于轨道不直、跨度不准、车轮安装不正以及两边运行阻力不同等原因,使一侧车轮超前,造成偏斜运行,形成作用于水平轮的侧向力P5,在桥架水平面内形成力偶P5B0(图1),并与超前牵引力力偶PWL相平衡。

P5=P

式中,P为发生侧向力一端的端梁上与有效;轴距有关的相应车轮静压之和;为侧向力系数,按L/B0的值取;L为机组跨度;B0为有效轴距等于水平导向轮的间距。

6碰撞载荷

机组在刹车失灵状况下,缓冲器碰撞产生碰撞载荷Pa。

碰撞动能:E=mjp2;

缓冲器做功:W=Pas。

式中,mj为碰撞计算质量,看工况来定机组空载时为机组总重。出铝小车负载时,等于机组总重加上负载的计算质量m 。因出铝小车出铝行程全部在垂直导向架行程内,起升质量影响系数=1;m为起升质量;p为碰撞时的实际碰撞速度;S为碰撞制动距离;为碰撞系数,根据缓冲器类型而定,选用弹簧、橡胶缓冲器时=0.5;选用液压缓冲器时=1.0。

根据能量守恒原理E=W,则=Pamjp2。

7结语

计算机组合金属结构时,应根据不同的工况对各种载荷进行合理的组合。结构强度和疲劳强度计算时只需将基本载荷组合即可;结构的强度、刚度和稳定性计算需同时考虑基本载荷和附加载荷;验算机组抗倾覆稳定性时,必须计算特殊载荷。设计机组时根据用户提供的条件合理组合载荷,既保证机组的安全性,又要兼顾经济和适用性。

参考文献:

篇5：铝电解多功能行车发展方向

智研数据研究中心网讯：

内容提要：建议国家有关部门将高效节能铝制挂车产业化列入支持制造业转型升级的有关项目，并研究制定更为严格的汽车平均燃油效率标准和环保回收等法律法规，在保障运输安全的同时，为大面积推广应用高效节能铝制挂车创造环境。同时，设立“推进铝应用重大专项”，纳入有关支持制造业转型升级和节能减排的专项计划或目录，从金融、市场、标准等方面，重点支持开发贴近生活、量大面广、节能减排的民用产品，鼓励全铝半挂车等民用产品的推广应用。

去年以来，我国电解铝行业化解产能过剩已经取得明显进展，但还存在一些突出问题。部分过剩产能退出渠道仍不畅通，涉及企业债务、银行贷款、人员安置等历史遗留问题；各地电价政策有差异，阻碍优胜劣汰的实现。当前，最根本的是要用改革的办法继续推进。一方面，要充分发挥市场的决定性作用和行业自律机制的作用，建立由政府、企业、行业组织共同参与的行业自律平台，实行差别化的电价和金融政策，同企业自律行为挂钩，鼓励电解铝企业主动压缩产能，变“要我关”为“我要关”。另一方面，要着力扩大铝应用，通过扩大需求这个根本办法化解过剩产能。

今年以来电解铝行业形势日趋困难

电解铝是化解过剩产能的重点行业之一，2013年以来，全国化解电解铝产能过剩已经取得明显进展。2013年和今年一季度，全国电解铝已停产和减产产能337.6万吨，其中176.3万吨永久退出市场。较有代表性的河南省已关闭产能100万吨以上，全省运行产能从485万吨下降到380万吨，电解铝企业从23家减少到8家。但是，由于过剩产能长期积累、需求变化和经济下行压力加大等原因，今年以来电解铝行业形势日趋严峻。今年1月至2月，全国电解铝行业亏损29亿元，比去年同期增亏20亿元。企业普遍反映资金困难，不少企业面临现金流断裂危险。河南有中孚、伊川、神火等五大骨干电解铝企业，已经连续亏损两年，现金流很紧张。有的企业反映，企业想方设法压成本，工人平均工资已经降到2000元左右，已经没有压低成本的空间了。

造成企业普遍经营困难的原因有：一是市场价格自2012年以来连续下降。2012年以来，铝价始终低于国内的平均成本线。2013年，国内市场铝现货平均价为14556元/吨，同比下降7.1%。今年一季度铝价又大幅下降，3月份已下降到12700元/吨，比平均成本低约1500元。二是长期积累的产能仍未充分化解。2010年，全国电解铝产能约2100万吨，2013年达到3100万吨，在行业不景气的情况下，三年之内又增加了40%以上，仍需进一步化解。三是银行对产能过剩行业收紧银根，据河南的电解铝企业反映，银行对企业“以旧贷新”，贷款规模一般削减10%—20%，再加上前几年电解铝企业扩张过快导致资金沉淀，造成资金紧张。

铝是有色金属工业的主要品种之一。电解铝行业运营困难，带动有色金属工业指标下降。一季度十种有色金属产量为1015万吨，同比增长6.7%，增幅比去年同期回落3.9个百分点。全行业累计完成固定资产投资918亿元，同比增长

11.5%，增幅比去年同期下降 13.8个百分点，比全国平均水平低6.1个百分点，这是近年来有色金属投资首次低于全国平均水平。8776家规模以上企业实现利润246.5亿元，同比下降14.7%；亏损企业2213家，亏损面达25.2%。

这些状况的出现，一定程度上有利于形成倒逼机制，进一步化解过剩产能。但同时也要看到，电解铝行业的困难已经是全行业的普遍现象，不少技术工艺水平高、节能减排条件好的企业，也同样面临困难。在河南这样的省份，铝行业是支柱产业，电解铝产量占全国15%，用电量占河南工业用电量25%，涉及直接就业近8万人，相关产业20万人，贷款余额580亿元左右，而且普遍存在企业之间互相担保的情况，铝工业增加值近4000亿元，贡献河南GDP的6%左右。如果行业运行的困难状况继续下去，可能使得整个行业发展跌破底线，影响经济增长和社会稳定，需要引起重视。

化解产能过剩进入攻坚阶段面临的新情况

去年以来，电解铝行业化解的330多万吨产能，大都是缺乏竞争力、长期经营困难、相对容易关闭的企业，当前留下的企业，总的来说是质量和技术标准较高的企业，继续关停的难度增大，也需要有新的办法。当前，化解产能过剩面临的新情况主要体现在两个方面：

一方面，部分过剩产能的退出渠道仍不畅通。主要涉及到企业债务、银行贷款、人员安置、财政收入以及历史遗留问题等。部分产能是这几年形成的，尚未盈利，债务无法偿还，中国有色金属工业协会预计过剩产能涉及债务余额约300亿元。部分产能所在地区基本已形成电力—电解铝—铝加工产业链的能力配套，将产业链中部的电解铝产能关闭势必影响该地区整个工业体系的生存与发展。如河南一家铝厂，产能25万吨，企业早就想关闭，但是由于它们是所在市的纳税大户，政府很难下决心关闭。中铝公司去年千方百计才分流了1.8万人，今年减产还将影响4万人就业，分流压力很大。一些地方已经形成煤炭—电力—电解铝—铝加工的完整产业链，电解铝一关闭，上游影响资源能源企业，下游影响加工应用企业，左右影响银行和电网，还影响地方的收入、就业和社会稳定。地方政府反映，对于人员如何安置、化解产能之后损失的财政收入如何弥补、资产和债务如何处置，缺乏可操作性的配套措施。

另一方面，各地电价政策差异，阻碍企业优胜劣汰的实现。当前各地主流电解铝企业，在装备水平、环保节能达标能力、产品质量等方面都差不多，唯有电价各地差异较大。争取电价优惠，已经成为电解铝行业成本竞争的主要手段。以自备电厂的并网费为例，河南平均是6.6分，而有的省份是1分、2分或3分，个别企业甚至是零。电价差1分，一吨成本就差140元左右。由于电力成本约占电解铝生产成本的45%左右，这就形成了在电解铝行业一个优势（低电价）可以掩盖所有劣势（如管理、技术、装备），一个劣势可以抹杀所有优势的局面。如河南是电价比较高的地区，每吨铝成本比周边地区高出700元—800元。这就导

致在电价比较低的地区，一些企业还有投资冲动。而没有电价优势的地区，一些有技术和管理优势的企业也面临困难。关于电价，不少企业提出，希望在当前基础上进一步降低电价，给企业喘息机会，或实行全国统一电价。还有的企业希望在全国推广部分省份已经实行的局域电网。这些办法固然短期内能够缓解企业面临的困难，但长期来看并不利于化解过剩产能，还将造成电力领域的重复建设。

用改革的办法化解产能过剩的建议

根据电解铝行业的实际情况，当前要继续化解产能过剩矛盾，最根本的还是要用改革的办法继续推进。一方面，要充分发挥市场的决定性作用和行业自律机制的作用，鼓励电解铝企业主动压缩产能，变“要我关”为“我要关”。另一方面，要着力扩大铝应用，通过扩大需求这个根本办法化解产能。

第一，建立由政府、企业、行业组织共同参与的行业自律平台。电解铝成为产能过剩严重的行业，同铝工业产业集中度不高、行业自律有待加强有关。当前，电解铝行业的产能过剩主要已经不是低水平产能过剩，而是高水平产能过剩。仅仅靠环保、节能、质量等标准，已经不足以控制产能。当前，面临全行业运营困难的局面，大部分企业都迫切希望尽快扭转这种状况，从而有可能推动行业自律机制的形成。建议在政府有关部门指导下，建立由行业组织牵头、企业自愿参与的行业自律平台。企业自愿参加，主动减产，维护行业利益，接受政府和行业监督。在政府指导下，在综合考虑质量标准、节能减排和市场需求、价格等因素的基础上，由行业组织协调企业进行协商，确定电解铝产能和产量控制目标，鼓励企业主动减少产能和产量。建立由政府、行业组织和企业共同参与的监督机制，共同监督企业的自律行为。

第二，实行差别化的电价和金融政策，同企业自律行为挂钩。在政府有关部门指导下，建立企业“白名单”和“黑名单”。对于主动控制产量的企业，列入“白名单”，由行业组织和企业同电网、金融机构进行集体协商，对列入“白名单”的企业实行优惠的电价和金融政策，适当降低电价和并网费，提高贷款授信额度，支持这些企业转型升级，早日找到新的出路。对于继续扩大产能、不符合转型升级方向的企业，实行惩罚性的电价和金融政策。“白名单”和“黑名单”需根据实际情况定期调整。这些设想，有利于调动企业积极性，低成本化解产能过剩，能够给企业提供喘息机会，鼓励企业加快结构调整，符合市场化改革和转变政府职能的方向。

第三，继续为产能化解提供配套政策支持。坚决控制新增产能，新建成但尚未投产产能暂缓投产，对于确实缺乏竞争力的生产能力，尽快建立缺乏竞争力产能退出机制。研究出台落实“四个一批”（消化一批、转移一批、整合一批、淘汰一批）的实施细则，鼓励过剩产能退出。像当年国有企业政策性破产那样，对债务、职工、设备出台一揽子解决的方案。

第四，以交通运输等领域为重点，着力扩大铝应用。尽管生产铝消耗大量能源，但铝的循环利用性能突出，可多次循环利用，自身重量轻、性能优越。在交通运输领域实行“以铝带钢”，是实现节能减排的有效抓手。目前我国载重挂车保有

篇6：天龙矿业铝电解培训计划

一、管理标准的完善和培训

电解生产管理制度和操作规范的标准化工作由张晋峰主任和其亚生产处刘有源副处长共同负责。基本内容以天龙矿业电解生产的现有管理制度和操作规范为框架，结合其亚铝业电解生产管理制度和操作规范为框架，根据天龙的实际情况进行增删完善。操作规范的修订工作12月10日前完成，铝业公司在12与20日前完成增发标准和修改标准的审定与签发。操作标准的培训通过班前班后会对操作人员进行，培训内容要简明扼要，抓住重点，不规定具体的培训时间，关键是要把修改操作规范的道理讲清楚，修改或增删的意义。与操作规范修订相适应的考核制度要同步签发和培训，以保证操作要求能尽快落实。管理制度和操作规范的培训工作2015年1月10前完成。

二、工艺技术培训

工艺技术培训工作由谢长春负责，培训对象为班长以上管理人员。具体内容包括电解生产的理论认识（1课时），新控制系统的核心——低氧化铝浓度控制的实现和意义（1课时），过热度控制的目标和措施（1课时），电解工艺组合的选择原则（1课时）。该培训工作按每周一课的进度实施，12月底前完成。

三、新槽控机硬件维护知识培训

槽控机硬件维护要求，硬件故障的判断与处理等知识培训有业翔硬件管理人员黄锋高级工程师负责，主要对象时槽控机维护与设备管理人员，主要以现场解答和故障分析等形式传授。该培训工作根据设备维护人员实际掌握的技能决定，全部人员都必须达到独立掌握槽控机日常故障的判断和处理能力。

四、新控制系统的操作培训

篇7：阳煤电解铝成本管控成效显著

2013-12-05 15:35:00 来源: 人民网（阳煤集团电解铝分公司作为用电大户，电费成本始终高居不下。今年以来，该公司坚持“两条腿”走路，自力更生调内因，争取政策借外力，1至11月份共节约电费2100万元。降低综合交流电耗是节电的重头戏。该公司着力从三方面开展工作。

调参数。针对目前两系列普遍存在过热度偏大、炉帮较薄、炉底差、铝水平偏低等问题，科学调整电解槽技术条件，将300kA系列电流强度下调了4500A，将二分厂240kA系列电流强度下调了1000A，并适当上调铝水平，调整到位后，迅速匹配其他各项技术条件，逐步形成规整的炉帮炉膛，进而缩小过热度，实现长炉帮、清炉底，最终消灭落后槽，实现两系列稳定高效生产。

抓细节。仔细打磨划定的导杆压接面，及时测量换极或抬母线后的导杆压接压降，将平均压接压降控制在10mV以内，并加强对钢爪腿打磨、组装、浇注等工序的巡查管控，确保每道工序严格按要求完成。同时，积极引进八爪校直机，并尝试添加磷生铁增碳剂，提高阳极组装质量，降低铁碳压降。

强管理。优化配套设备运行方式，降低非电解生产用电。加大对电解槽密封罩板的巡查管理力度，严格控制各工区同时开启防护罩作业的电解槽台数，并加强对电解槽排烟阀的日常管理，减少风机运行台数，降低风机负荷；杜绝用风吹扫卫生等违规用风现象，均衡协调用风工序，严查跑风漏气现象，尽量降低空压机负荷；积极探索循环水泵节能运行方式，并严格控制非生产用电，加强巡查考核，杜绝浪费现象。

篇8：铝电解多功能行车发展方向

关键词：铝电解,故障诊断,趋势

0 引言

铝电解是一个复杂的工业过程。由于铝电解过程系列电流通常在几十万安培以上, 在电解过程中电场、磁场、热场等交互干扰, 使其各种参数具有相当大的不确定性, 系列电流、槽电压等变化较大, 工作稳定性差, 导致故障多, 有些故障一旦发生, 对整个电解系列产生重大影响, 使电流效率下降, 电解系列供电不稳定, 影响铝的产量和质量, 造成经济损失, 甚至影响安全生产。有效地进行故障预报, 并及时处理, 对降低电解铝的能耗, 提高铝电解槽的寿命, 提高铝的产量和质量, 保证整个电解系列平稳安全生产, 节约电能具有十分重要的意义。

铝电解过程故障主要有:阳极效应、阴极破损、阳极长苞、热槽、冷槽、滚铝、阳极断层和复合故障等。这些故障的发生对铝电解工艺参数影响很大, 所以大型电解铝厂对电解槽阳极的工作状态的观测十分重视, 尤其是阳极效应。当发生阳极效应时, 发生阳极效应的电解槽电压突然升高, 其他电解槽电压不稳定, 整个电解过程受到严重影响, 发生阳极效应的电解槽几乎不出铝, 其他电解槽工作受到影响, 不能达到最佳的工作状态, 造成大量电能的浪费。我国是一个铝业大国, 是一个能源紧缺的国家, 有效地预报故障, 提前处理, 避免故障发生, 节电相当可观, 可以大大提高铝厂的经济效益。

1 国内外研究现状

随着控制技术的不断发展, 故障诊断技术被重视, 美国、加拿大、挪威等发达国家, 将专家系统、模糊系统、神经网络等技术应用于铝电解故障诊断, 取得了良好的诊断效果。

2000年以来, 加拿大和挪威等国利用专家系统对铝电解槽故障进行解析和诊断, 使电流效率达到96%以上, 取得了显著的经济效益。

德国联合铝业公司开发设计的115KA中间加料预焙阳极电解槽, 年产量219万吨, 具有自动浓相输送A1203、布置灵活、占地面积小等特点, 并配有德国鲁奇公司 (LURGI) 设计制造的干式烟气净化系统。采用模糊自适应控制技术, 具有耗能小、可靠性高、控制技术先进及自动熄灭阳极效应等特点, 使电解过程运行在最佳的工作状态, 并获得较高的电流效率。

美国佛罗里达国际铝业有限公司针对240台135KA电解槽开发了阳极效应预报程序, 有效率达到90%。

我国铝电解生产过程故障诊断研究起步较晚, 90年代末期才引进了国外故障诊断技术。但由于我国铝电解工艺和整流设备与国外相比还有一定差距, 导致这些技术在我国无法推广, 至今我国铝厂还没有较完善的铝电解故障诊断功能。

近年来, 随着智能控制理论的发展, 我国很多专家学者针对铝电解故障特点, 将模糊控制、神经网络和专家系统等智能技术应用于铝电解槽控制及故障诊断, 并体现出巨大的应用前景。

1.1 模糊神经网络诊断方法

由清华大学承担的“流程工业典型设备的故障诊断与预测维护系统”课题, 在相关理论研究方面取得了重要理论研究成果。该研究课题将分项模糊神经网络技术应用于铝电解槽智能故障诊断系统, 预报阳极效应, 从而改善对铝电解槽的监控。在甘肃省白银铝厂续建工程项目部和河南省神火集团铝电工程建设指挥部铝厂项目部进行了试应用。

1.2 模糊专家系统诊断方法

中南大学开发了模糊专家控制系统, 将模糊逻辑与专家系统相结合, 对电解槽状况进行诊断, 根据电解槽不同的工作状态采用不同的控制策略, 使得电流效率从原来的88%提高到91%。该大学与中铝公司平果分公司联合开发的基于小波包变换预处理的铝电解槽针振信息元诊断系统, 针对铝电解槽电压波动信号的频谱特点, 采用小波包分析方法提取了电压信号的特征向量, 进行预处理得到频段能量特征向量, 采用BP神经网络建立特征向量到振针信息元之间的映射, 具有良好的故障诊断效果。

刘敏华、萧德云在2006年应用符号定向图SDG (Signed Directed Graph) 分析了模糊融合传递信息的特性和处理各种发生故障的特点, 建立了基于SDG模型和模糊融合的故障诊断方法。

1.3 神经网络和专家系统相结合的方法

神经网络和专家系统等智能技术在铝电解槽控制中得到了广泛的关注并体现出巨大的应用前景。

清华大学邢杰、萧德云在2007年提出了有序神经网络铝电解槽阳极效应预报方法。根据铝电解槽故障诊断中存在的问题, 选择有序神经网络用于阳极效应概率预报。研究结果表明, 有序神经网络可以比传统神经网络更及时、准确地对铝电解槽阳极效应进行预报。

虽然对铝电解槽故障的智能诊断无论在理论上还是在系统开发方面都已取得了很大的进步, 但真正投入使用且功能完善的系统并不多, 大多数的研究成果仍停留在实验室阶段。

近年来, 随着智能控制理论的发展, 模糊控制、神经网络和专家系统等智能技术在铝电解槽控制中得到了广泛的关注, 并体现出巨大的应用前景。

2 铝电解故障诊断发展趋势

近年来, 随着控制技术的不断进步, 不仅要求系统具有良好的性能指标, 而且要求具有高可靠性。目前和今后的主要研究可归纳为:模糊逻辑与人工神经网络相结合、遗传算法与神经网络相结合、多信息量融合和多层次诊断集成、远程协作诊断。

2.1 模糊逻辑与人工神经网络相结合

模糊逻辑与人工神经网络相结合的方式包括:以模糊算子代替神经网络中神经元的传递函数、采用模糊参数作为神经网络的权值、采用模糊变量作为神经网络的输入信号等。基于模糊理论的模糊逻辑系统与人工神经网络相比, 既有共同之处, 也有各自不同的特点。首先, 他们都是用于解决复杂非线性系统的信息处理、控制、决策等问题所使用的方法, 两者都采用数值方法建立输入与输出之间的非线性映射关系, 因此, 都不需要建立系统的数学模型。其次, 神经网络和模糊系统都能从各自不同的角度增强计算机系统信息处理的“智商”, 因而在广泛的人工智能领域都发挥了重要的作用。最后, 人们已经证明, 一个适当设计的模糊逻辑系统与神经网络都已成为严格有效的非线性系统信息处理、控制、决策的方法和工具。但是, 在如何建立输入输出的映射关系、如何存储和表达知识以及在系统的结构等方面, 神经网络和模糊逻辑系统有着显著差别。将模糊逻辑与神经网络结合, 构造模糊神经网络。模糊神经网络技术实质上是对人脑结构和思维功能的双重模拟, 也就是大脑神经网络的硬件拓扑结构和模糊信息处理的“软件”功能的同时模拟。其显著特点体现在它充分吸收了模糊理论和神经网络各自的优点, 并由此来弥补各自的不足。近年来, 关于模糊神经网络技术的研究得到了高度的重视, 其成果也己得到了广泛的应用。在故障诊断领域, 模糊神经网络技术代表了一个新的方向。

2.2 遗传算法与神经网络相结合

基于神经网络的故障诊断已广泛应用于参数预测及故障诊断等方面, 其中最常用的是BP神经网络, 它能够模拟很多映射关系。但是, 神经网络仍存在着它所固有的弊端, 最为明显的两点就是收敛速度慢和容易陷入局部极小值。它是利用可微函数的梯度下降的方法进行搜索最优的, 这是BP算法收敛慢的主要原因。BP算法对于局部搜索具有优势, 但对于全局搜索, 就容易陷入局部极小值, 不能搜索到最优值。遗传算法的出现, 使得网络的训练有了新的有效方法。遗传算法的搜索不但是并行的, 而且能够遍及全局, 不但加快了网络的训练, 而且容易得到全局最优解, 改善网络的性能。这也是目前这门技术的最新发展趋势。

2.3 多信息量融合, 多层次诊断集成

它集成知识库中的各种诊断知识, 结合数据库中的各种故障数据, 按照不同的故障情况进行综合分析、判断、定位故障点。主要对状态监测所得到的信息进行融合, 然后结合层次诊断模型, 按照深浅结合的推理层次进行诊断。它进一步把状态监测中的信号监测处理集成到诊断系统中, 进行在线数据处理与在线诊断推理, 实现非实时诊断到实时诊断的转变和信息诊断与智能诊断的统一。

2.4 远程协作诊断

基于因特网的设备故障远程协作诊断是将设备诊断技术与计算机网络技术相结合, 建立故障分析诊断中心, 为企业提供远程技术支持和保障。用若干台中心计算机作为服务器, 在关键设备上建立状态监测点, 采集设备状态数据;跨地域远程协作诊断的特点是测试数据、分析方法和诊断知识的网络共享, 因此必须使传统诊断技术的核心部分 (即信号采集、信号分析和诊断专家系统) 能够在网络上远程运行。

参考文献

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[3]金鑫, 任献彬, 周亮.智能故障诊断技术研究综述[J].国外电子测量技术, 2009, (07) :30-32.

[4]冯乃祥.铝电解[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[5]杨玲, 王智堂.铝电解阳极效应的分析及控制[J].有色金属, 2007, (03) :28-31.

篇9：铝电解多功能行车发展方向

【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