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【摘 要】本文简单介绍了预焙铝电解槽槽控机控制信号的采集原理，并对信号采集板的工作原理进行了阐述，针对采集板日常发生故障提出了判断方法及处理措施。
【关键词】预焙铝电解槽；信号采集；故障处理
引言
预焙铝电解槽槽控机是对电解槽各机构的动作实现监控，同时，根据电解槽生产工艺设置的参数进行控制、显示电解槽的各种数据，以便操作人员根据监控结果对电解槽从事相应作业，使电解槽保持较好的工作条件。因为电解槽各种参数的准确采样是电解槽技术条件调整的重要环节，而电解槽采样信号是通过集成信号采样板来实现的，所以，采样板的正常运行对信号的准确采样是十分关键的。本文结合日常工作经验及其工作原理，简要介绍其故障判断及处理方法。
一、铝电解槽信号检测原理
1.1信号采集的意义
检测阳极升降控制接触器的闭合状态；在线同步采集槽电压、系列电流；
阳极升降是铝电解槽主要动作机构，对其信号准确采样就可以使电解槽升降机构按照设定参数动作。掌握阳极升降动作在电解操作中是十分关键的，一旦阳极升降失控必将导致电解槽拔起或者压槽等重大事故，信号采集板主要检测接触器的通断状态，吸收接触器线包断电时的感应电压，检测三相电是否缺相；并提供纯手动/自动切换开关；采集槽电压；在阳极失控状态下，实现“紧急跳闸”等功能。
1.2信号采集原理
在阳极升降中接触器是否闭合，升降接触器是否断开，升降开始启动定时器，发现三相电缺相后能否立即切断提升机电源，这些都是非常重要的问题。信号检测板就是为解决这些问题而设置的。
如图1所示。当升降开始，1KM或2KM闭合时，从B相经过1KM辅助触点、光耦N1原边及D1，再到C相构成回路。其中光耦的发光管流过半周，D1流过半周，故光耦次边输出的是50Hz的脉冲。此脉冲就是送往硬件定时器作为计数用的,也是判断1KM是否闭合的信号。同样，当3KM或4KM闭合时，光耦N2、N3也会输出脉冲，分别表示它们各自的通断。不过，这路脉冲不是送往硬定时器，而是分别送往操作板CPU的定时/计数器T1和T0。程序不断读取T1、T0的数值是否变化，用确定3KM、4KM的通断。这里三个光耦接于不同的相间，升降中任何一相不通，就会感知缺少接触闭合信号，出现升降异常，中断阳极转动，也就间接感知缺相事件的发生，这就兼顾了缺相检查。
1.3信号采集回路组成
1.3.1主回路
动力电源通过主电源空气开关，经主接触器，再到接线端子，接入提升电机。当电解生产工艺需要阳极升降时，电解槽槽控机会采集到一个阳极升降信号，该电源经过槽控机的电源板变换后，提供给槽控机的逻辑单元用电。将回路接通，电流会经过槽控机的空气开关，主接触器，正转接触器或反转接触器（统称为辅助接触器）将槽控机的动力电源接通，使提升电机正转或反转，带动电解槽上的提升机构达到阳极升降的目的。3KM、4KM叫正反转接触器，它们的常闭触点串连后，再与1KM的常开触点并连，接入1KM、2KM的线圈回路。其作用是，正反转接触器中只要有一个发生粘连，1KM、2KM都不能闭合，用以降低事故概率，这叫做防止粘连电路。正反转接触器3KM和4KM的常闭触点，与其线圈交叉串连，用以防止同时闭合短路事故，形成互锁线路。
1.3.2控制回路
AC380/200控制变压器的原边接三相中的任一相，输出AC220V，我们叫它为设备电源，作为控制电源，用于控制打壳、下料电磁阀的线圈用电、接触器动作线圈用电、驱动接触器、电磁阀和点亮效应灯。
1.4故障检测
在实际生产中，如果发现没有阳极升降动作，我们分别按下图1中的KM1～KM4接触器，如果某个回路出现故障，机器故障灯都会被点亮。以此来检查回路，查找出回路故障，逐個元件进行检测，直到排除故障。
二、信号采集电源直流12V电压形成及“紧急跳闸”原理
2.1直流12V电压的形成
当闭合380V交流电源后，经BY变压器输出220V交流电压，在交流负半周时，当按下SW1，经过CK11，电源通过分压电容C4分压，经D5整流二极管，再经C5电容充、放电，使S1晶闸管内发光二极管发光，使S1晶闸管工作，形成回路。在交流正半周时，电源经CK20、D4整流二极管、C4分压电容分压，回到CK21形成回路，也就是说由C4、D5、D4、Z1、C5组成了一个降压、整流、稳压、滤波线路，为信号检测板提供了12V电源，同时给操作板U9-1/TLLP521-2一个信号，使面板“电源跳闸”信号消失。
2.2“紧急跳闸”原理
当我们按下“紧急跳闸”按钮，即短路充电电容C5，使电容C5无电压输出，使S1晶闸管不工作，即切断提升机380V电源，使提升机不工作，并同时切断3KM、4KM接触器逻辑电源，从而有效的解决了阳极升降不止造成的事故，同时给操作板的光耦U9-1/TLP521-2一个信号，使输出电源跳闸信号。
2.3故障处理方法
在维修过程中，我们经常会出现电源跳闸故障，我们只要按照电源跳闸信号形成回路检查AC380V电源、220V电源、电容C4、稳压二极管Z1、整流二极管D4、D5和电解电容C5以及晶闸管S1元器件的性能和功能即可。
三、“纯手动/自动”信号采集
3.1纯手动开关的作用
纯手动开关是一个双路开关。开关闭合表示纯手动状态，其中一路向逻辑部分操作板送标志信号，令其停止控制；另一路接通动力箱门上纯手动按钮的共用线，能使手动进行阳极升降、打壳、下料功能。
3.2纯手动的采集及处理方法
我们在检修过程中发现这样的情况，就是面板上“纯手动信号”灯没有点亮，竟然可以在面板上可以进行纯手动工作，原来，当我们将开关转换到纯手动状态下，CK24（纯手动）信号线松动或根本没有接触，造成D6发光二极管未被点亮，同时信号没有给面板和操作板的光U9-1/TLP521-2一个信号，使CPU没有接受到纯手动信号，此时面板显示仍然没有纯手动信号，但实际上已经接通纯手动状态，这也正好说明此种情况就是由于在检修过程中，使纯手动信号线松动或者掉线造成上述故障。此故障最明显的显示信息就是D6二极管是否被点亮，是判断纯手动状态的关键。所以，杜绝此故障，要上紧纯手动信号线，避免掉线，那么D6二极管亮，则为纯手动状态。
四、结语
本文针对铝电解槽槽控机控制信号的采集原理、信号采集板的工作原理，结合生产实际及日常存在的问题提出了采集板故障判断方法及处理措施。只要我们掌握了基本原理，掌握了基本的检修方法，按照步骤进行逐步、灵活检测，问题就会迎刃而解。
【关键词】预焙铝电解槽；信号采集；故障处理
引言
预焙铝电解槽槽控机是对电解槽各机构的动作实现监控，同时，根据电解槽生产工艺设置的参数进行控制、显示电解槽的各种数据，以便操作人员根据监控结果对电解槽从事相应作业，使电解槽保持较好的工作条件。因为电解槽各种参数的准确采样是电解槽技术条件调整的重要环节，而电解槽采样信号是通过集成信号采样板来实现的，所以，采样板的正常运行对信号的准确采样是十分关键的。本文结合日常工作经验及其工作原理，简要介绍其故障判断及处理方法。
一、铝电解槽信号检测原理
1.1信号采集的意义
检测阳极升降控制接触器的闭合状态；在线同步采集槽电压、系列电流；
阳极升降是铝电解槽主要动作机构，对其信号准确采样就可以使电解槽升降机构按照设定参数动作。掌握阳极升降动作在电解操作中是十分关键的，一旦阳极升降失控必将导致电解槽拔起或者压槽等重大事故，信号采集板主要检测接触器的通断状态，吸收接触器线包断电时的感应电压，检测三相电是否缺相；并提供纯手动/自动切换开关；采集槽电压；在阳极失控状态下，实现“紧急跳闸”等功能。
1.2信号采集原理
在阳极升降中接触器是否闭合，升降接触器是否断开，升降开始启动定时器，发现三相电缺相后能否立即切断提升机电源，这些都是非常重要的问题。信号检测板就是为解决这些问题而设置的。
如图1所示。当升降开始，1KM或2KM闭合时，从B相经过1KM辅助触点、光耦N1原边及D1，再到C相构成回路。其中光耦的发光管流过半周，D1流过半周，故光耦次边输出的是50Hz的脉冲。此脉冲就是送往硬件定时器作为计数用的,也是判断1KM是否闭合的信号。同样，当3KM或4KM闭合时，光耦N2、N3也会输出脉冲，分别表示它们各自的通断。不过，这路脉冲不是送往硬定时器，而是分别送往操作板CPU的定时/计数器T1和T0。程序不断读取T1、T0的数值是否变化，用确定3KM、4KM的通断。这里三个光耦接于不同的相间，升降中任何一相不通，就会感知缺少接触闭合信号，出现升降异常，中断阳极转动，也就间接感知缺相事件的发生，这就兼顾了缺相检查。
1.3信号采集回路组成
1.3.1主回路
动力电源通过主电源空气开关，经主接触器，再到接线端子，接入提升电机。当电解生产工艺需要阳极升降时，电解槽槽控机会采集到一个阳极升降信号，该电源经过槽控机的电源板变换后，提供给槽控机的逻辑单元用电。将回路接通，电流会经过槽控机的空气开关，主接触器，正转接触器或反转接触器（统称为辅助接触器）将槽控机的动力电源接通，使提升电机正转或反转，带动电解槽上的提升机构达到阳极升降的目的。3KM、4KM叫正反转接触器，它们的常闭触点串连后，再与1KM的常开触点并连，接入1KM、2KM的线圈回路。其作用是，正反转接触器中只要有一个发生粘连，1KM、2KM都不能闭合，用以降低事故概率，这叫做防止粘连电路。正反转接触器3KM和4KM的常闭触点，与其线圈交叉串连，用以防止同时闭合短路事故，形成互锁线路。
1.3.2控制回路
AC380/200控制变压器的原边接三相中的任一相，输出AC220V，我们叫它为设备电源，作为控制电源，用于控制打壳、下料电磁阀的线圈用电、接触器动作线圈用电、驱动接触器、电磁阀和点亮效应灯。
1.4故障检测
在实际生产中，如果发现没有阳极升降动作，我们分别按下图1中的KM1～KM4接触器，如果某个回路出现故障，机器故障灯都会被点亮。以此来检查回路，查找出回路故障，逐個元件进行检测，直到排除故障。
二、信号采集电源直流12V电压形成及“紧急跳闸”原理
2.1直流12V电压的形成
当闭合380V交流电源后，经BY变压器输出220V交流电压，在交流负半周时，当按下SW1，经过CK11，电源通过分压电容C4分压，经D5整流二极管，再经C5电容充、放电，使S1晶闸管内发光二极管发光，使S1晶闸管工作，形成回路。在交流正半周时，电源经CK20、D4整流二极管、C4分压电容分压，回到CK21形成回路，也就是说由C4、D5、D4、Z1、C5组成了一个降压、整流、稳压、滤波线路，为信号检测板提供了12V电源，同时给操作板U9-1/TLLP521-2一个信号，使面板“电源跳闸”信号消失。
2.2“紧急跳闸”原理
当我们按下“紧急跳闸”按钮，即短路充电电容C5，使电容C5无电压输出，使S1晶闸管不工作，即切断提升机380V电源，使提升机不工作，并同时切断3KM、4KM接触器逻辑电源，从而有效的解决了阳极升降不止造成的事故，同时给操作板的光耦U9-1/TLP521-2一个信号，使输出电源跳闸信号。
2.3故障处理方法
在维修过程中，我们经常会出现电源跳闸故障，我们只要按照电源跳闸信号形成回路检查AC380V电源、220V电源、电容C4、稳压二极管Z1、整流二极管D4、D5和电解电容C5以及晶闸管S1元器件的性能和功能即可。
三、“纯手动/自动”信号采集
3.1纯手动开关的作用
纯手动开关是一个双路开关。开关闭合表示纯手动状态，其中一路向逻辑部分操作板送标志信号，令其停止控制；另一路接通动力箱门上纯手动按钮的共用线，能使手动进行阳极升降、打壳、下料功能。
3.2纯手动的采集及处理方法
我们在检修过程中发现这样的情况，就是面板上“纯手动信号”灯没有点亮，竟然可以在面板上可以进行纯手动工作，原来，当我们将开关转换到纯手动状态下，CK24（纯手动）信号线松动或根本没有接触，造成D6发光二极管未被点亮，同时信号没有给面板和操作板的光U9-1/TLP521-2一个信号，使CPU没有接受到纯手动信号，此时面板显示仍然没有纯手动信号，但实际上已经接通纯手动状态，这也正好说明此种情况就是由于在检修过程中，使纯手动信号线松动或者掉线造成上述故障。此故障最明显的显示信息就是D6二极管是否被点亮，是判断纯手动状态的关键。所以，杜绝此故障，要上紧纯手动信号线，避免掉线，那么D6二极管亮，则为纯手动状态。
四、结语
本文针对铝电解槽槽控机控制信号的采集原理、信号采集板的工作原理，结合生产实际及日常存在的问题提出了采集板故障判断方法及处理措施。只要我们掌握了基本原理，掌握了基本的检修方法，按照步骤进行逐步、灵活检测，问题就会迎刃而解。