石墨化送电简单数据监测技术论文

1生产工艺要求

记录参数精确度的要求：位移变化量及压力值均要精确到一位小数。5）数据及时性要求：位移变化量与当前压力值必须及时传达到中控室，以便中控工根据位移变化量及当前压力调整直流供电装置的输出功率以控制电极的升温速率，进而控制电极的伸缩量，最终达到生产工艺的控制要求，确保电极不会因升温速率不合适而产生裂纹。

2电极顶紧装置的改进

公司目前使用的石墨化炉顶紧装置的动力由液压站提供，执行部分每台石墨化炉由2只200mm（液压缸直径）/125mm（活塞杆直径）-600mm（液压缸行程）的液压缸顶推，每只油缸装在相应的油缸支座上，油缸支座上装有机械压力表以显示液压系统压力。整个顶紧装置完全采用人工控制、手工记录的方式，中控室如需要获得位移变化量与当前压力值，只能依靠人工现场监视、测量、记录。这种控制方式无法满足生产的及时性与准确性的要求。为确保产品质量，优化顶紧装置的控制方式，减少人力，公司相关技术人员经过认真研究，制定了可行性方案，决定将顶紧装置进行改造。

2.1装设位移控制装置

电极升温过程中其位移变化量与压力值的控制是高功率电极生产过程中的一个非常重要环节，因此对其控制精度要求高，特别是在中、低温阶段对位移变化量的控制要求更高。为了保证电极伸缩量的准确性、可靠性，决定在电极顶紧装置上装设位移传感器及数显表，将传感器本体安装在液压缸缸体上，电子尺与液压缸活塞头固定在一起，随着活塞的移动而移动，并将测量数据传至PLC的模拟模块中，实现高功率电极生产过程位移变化量的实时监测。

2.2改变压力控制方式

由于产品在送电过程中有长度变化，为了保证炉内电极柱的良好连接，内热串接石墨化炉有活动电极，加压装置通过活动电极对电极柱施加一定的压力。压力大小要合适，既要保证电极柱的良好连接，又要保证产品不被压坏。而随着产品在送电过程中长度的变化，活动电极也会移动，压力也会有所波动。这就要求压力控制系统应该有自动稳压功能，根据压力变化情况随时对压力进行调整，以便保证压力在规定范围内波动。又由于电极在升温过程中既不能被拉伸，也不能堆挤，这就要求升温过程中位移变化速率与压力必须协调一致，为此，在液压系统中装设数显压力传感器、失压压力继电器，以便能够快速、可靠地检测到系统压力的变化并与电气控制系统配合，实现在线监测与控制。

3监测功能的实现

3.1数据采集

本次对10台石墨化炉进行了技术改造，每台石墨化炉的顶紧装置上加装了2只位移传感器，1只数显压力继电器，1只失压压力继电器。位移传感器和压力传感器作为连续监测的设备，主要采集电极位移变化量信号和压力信号。现场设计安装了PLC控制柜，负责采集每台顶紧装置的位移信号（4~20mA）与压力信号（4~20mA），并对采集到的信号进行A/D处理，将处理结果放入对应的内部寄存器，上位机通过DH+数据总线读取内部寄存器的压力与位移信号。

3.2数据通讯

根据生产的工艺要求和控制特点，采用DH+总线组成现场控制系统，选择AB公司SLC-500系列PLC做现场主站，完成总线的通信控制与管理；选择PC作为第二类主站，完成各站数据的读写、系统配置、故障诊断等；选择位移传感器、压力传感器等组成从站完成对电极生产过程中位移变化量与当前压力值的实时测量。

3.3数据监测与控制

根据石墨化炉现场状况及其他一些实际情况，此次技术改造主要是建立一个自动采集真实数据、自动记录、实时进行数据监测的系统。监测功能的实现是在原有的直流供电控制系统上位机上的组态画面中添加了顶紧装置新增的监测画面，新增界面与原有的界面设计在同一画面内，界面一目了然，传感器的数据采集由PLC完成，控制室中的操作员可以通过人机界面了解系统状态，并决定是否要调整PLC的控制，或是暂停正常的控制，进行特殊的处理。被采集到的数据能够自动存储到数据库管理系统当中，以便追踪趋势并进行分析。操作人员在监控直流供电系统数据的同时可以直观地监测到顶紧装置上传的数据，操作人员能够快速准确地根据电极石墨化工艺要求对直流输出功率进行控制，并且能根据位移变化速率与当前压力值对直流供电装置的输出功率做出及时的调整。使电极在石墨化过程中既不会由于拉伸产生裂纹，也不会被压坏。

4结论

该数据监测装置已运行3年有余，实践证明该监测装置运行准确、可靠，实现了现场无人值守记录数据的目标，提高了工作质量，从而为提高产品质量奠定了基础，提供了保障。此外，该监测装置在生产普通阴极炭块过程中同样能发挥其显著的作用。

作者：罗勇 单位：中电投宁夏能源铝业青鑫炭素有限公司