摘要：在电解铝整流供电过程中，现代科技的有效渗透将为有效提高其工作效率做出重要推助力。本文结合现阶段电解铝行业的实际生产情况，为计算机控制系统在电解铝整流装置更加高效的应用提出相关参考。
关键词：电解铝；整流装置；计算机控制系统
引言：随着科技的发展和社会的不断进步，电解铝行业发展迅速，新科技和新设备的运用使得电解铝技术的水平有了很大提高，逐渐向更大规模发展。目前电解铝的电解槽和整流设备逐渐向更高电压和更高电流的等级发展，随着电流和电压的不断增大，整流装置技术需要进行改进和完善，以适应系统大功率的生产要求。由于供电整流装置及控制的技术水平已经满足不了系统形势的发展，必须要对该整流装置及控制进行优化和改进，提高其安全可靠性、控制精度和响应速度。整流装置通常在改进和创新时只注重的是元件中的各个参数、快熔数量和元件增加等情况，忽视了电流和电压增大给系统带来的影响，具体包括对结构、热稳定、绝缘和稳流控制等问题，给系统运行增加了困难。本文主要针对电解铝供电整流装置控制系统优化改造的思路问题进行研究和探讨，并根据存在的问题提出合理化的建议和措施。
1 计算机系统应用概述
自从上个世纪60年代电子计算机诞生以来，凭借着强大的储存功能，高速的运算效率以及精准的逻辑判断能力，该项技术被迅速的运用在人们生活中的各个领域，就技术行业来看，目前计算机系统在监测、管理、控制方面有着巨大的潜力。
1.1计算机应用系统的组成的分类
电子计算机的应用系统，以硬件系统组合形式的不同，可以分为专用计算机系统、通用计算机应用系统以及、混合型计算机应用系统三大系列。
1.1.1专用计算机系统
专用计算机，专为解决某一特定问题而设计制造的电子计算机。通常拥有固定的存储程序。如控制轧钢过程的轧钢控制计算机，计算导弹弹道的专用计算机等。
专用计算机系统拥有以下几方面的优势：1）解决特定问题的速度快、效率高；2）结构简单、价格便宜；3）可靠性好。对于运用环境要求相对宽松，电源接通后系统就能直接运行至用户状态。然而，本系统的缺点也十分明显：1）只负责运行功能，自身并没有开发的潜力，系统的硬件、软件系统如果需要升级，必须配置相应的开发工具；2）结构规模相对较小，无法在以小批量使用及大型的计算机应用系统中推广。
1.1.2通用计算机应用系统
通用计算机系统由硬件（子）系统和软件（子）系统组成。前者是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件的有机组合，是系统赖以工作的实体。后者是各种程序和文件，用于指挥全系统按指定的要求进行工作。
该系统的巨大优势体现在以下几个方面：1）运算准确高速。几乎可以凭借算术运算和逻辑运算完成所有的复杂计算；2）判断精准。可以依据现实情况的不同做出科学的判断，因此在控制、推理、管理、决策中被广泛使用；3）使用方便。丰富的高性能软件及智能化的人-机接口，大大方便了使用；4）可以实现网络共享。多个通用计算机系统能超越地理界限，借助通信网络，共享远程信息与软件资源。同时，本系统还凭借着海量的储存备受广大用户青睐。然而该系统的致命弱点便是其对放置环境有着特别严苛的要求。一旦外部环境不合格，极其容易出现干扰甚至破坏的情况。
1.1.3混合型计算机应用系统
混合型计算机应用系统是结合数据处理型应用系统与检测控制性应用系统而研发的一种符合型应用系统，该系统在能够实现对数据高效输入、处理的基础上，还能够实现对相应对象的科学控制，在工业现场的实施控制中被广泛采用。可以说，本系统代表着微机应用系统的主流与发展方向。
该系统的具体优点可以分为以下几方面：1）可以实现自主开发。当单片机和主机的CPU不同时，主机通过调动相应配置进行交叉汇编实现两者共融；2）高效灵活。混合型计算机应用系统不但能够最大限度的调动主机资源，同时占用主机的CPU时间也相对合理；3）运用网络。能够在远离操作现场的地方使用网络进行各种操作；4）应用范围广泛。该系统配置能够在各种类型的批量以及应用系统中完成控制、检测等操作。
1.2 改造供电整流装置控制系统的重要意义
我公司整流柜的整体稳定性和可靠性较强，整流器中的快熔和二极管等元件都是采用进口原器件，配置上占据一定的优势。随着系统运行的加快，导致整流装置跟不上系统的节奏。一系列整流装置中存在很大缺陷，其中具体会表现在：1）整流装置控制系统控制精度低、响应速度慢2）直流母线框架、整流器壳体框架出现发热；3）整流柜运行振动大；4）二次辅助的元器件配置较低；5）正负汇流母线之间的间距太小；6）绝缘材料的质量较差。由于这些因素的出现导致整流机组容易引发安全事故，影响了电解生产过程，降低了生产效率，给整个系统安全造成严重威胁。所以为了提升电解铝供电整流系统优化和改进的水平，优化改进措施和改进方案，需要加大对问题和缺陷的分析和研究，制定有关措施来解决和处理问题。
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2 电解铝整流供电过程中对计算机的有效使用
2.1电解铝企业在整流供电过程中大力推广计算机运用的客观背景
在电解铝企业的生产、经营过程中，其成本构成分为固定成本以及可变成本两大部分，固定成本指的是企业的建设阶段总投资、建设项目总投资以及原材料投资等必需的生产准备支出，为了早日实现节能减排、科学、健康、可持续发展的目的，我国政府在制定“十二五”规划过程中，明确的对2015年的电解铝直流电耗做出了明确规定，然而就目前来看，大部分企业在顺利完成各项技术指标上，仍然有相当大的困难（表1所示），因此，在日益萎靡不振的市场氛围下，通过积极采用新技术达到将成本投资降低到最低水平，是现今电解铝行业所必须面临的改革选择。
2.2计算机在整流器中的具体运用情况
最早进行计算机应用控制的情况，是出现在容量相对较小的电气转动领域中，整流装置稳流控制系统采用电子电路实现，随着技术水平的不断进步以及生产过程的客观需要，计算机控制系统技术被逐步的推广到大容量整流器中，在这一过程下，计算机所要控制的对象日趋复杂，工作的客观环境也更加的多样，这就要求计算机应用系统需要更加高端、实用的配置。
由于计算机应用系统是以单片计算机以及系统扩展为基础的，具体工作过程中，要顺利地实现对整流供电的有效控制，计算机应用系统需要完成给定反馈、测量显示、PID运算等多种工作（图1所示），这就将计算机的实际应用划分成为前、后向通道两部分。
我国电解铝企业整流器中推广应用计算机系统经过了较长时间的发展、转变，具体来说，从最早的使用Z80逐步演化为由美国INTEL公司研发的一系列单片机MCS51，再到MCS—96系列16位单片机的崭露头角，各个生产厂家的通过使用不同的线路，力图在性能、可靠性上达到更好地目标。
2.3以本公司为例分析整流装置计算机应用系统的有效使用情况
2.3.1选用基本原则
在电解铝生产的实际工作过程中，大容量整流器承担着为其提供动力能源供应的核心保障工作，由于控制精度、响应速度要求高，过程运算十分复杂，再加上其价格相对昂贵，工作过程中出现各种意外情况都将给生产带来难以预料的损失以及后果，在进行计算机应用前，我们将安全、可靠原则置于设备选型的最高出发点上。
2.3.2采用混合计算机应用系统以及冗余技术
经过仔细地研究计算机应用系统各个分类的优缺点，采用混合型计算机应用系统，并根据企业具体情况对其的元器件、系统设计都进行了一定加工处置，以确保整流器与计算机系统之间保持一定隔离。同时为了确保数据采集、控制的有效执行，冗余技术也被本厂进行推广。在进行计算机之间互动通讯时，选用更加先进的RS422工业通信标准。工作过程中，反馈信号在经过线性光隔后，通过12A/D转换，被送入计算机系统并经过给定值对比、数据运算工作后算出控制角，再由8253计算器发出控制信号，引发单稳74LS123触发脉冲。经过电路形成双脉冲后，实现处罚晶闸管的目的。用更加安全的硬件替换软件，有效地避免了电磁场的干扰，确保了生产过程的安全性。
通过有效地运用计算机应用系统，电解铝整流供电生产期间，关键元器件，如可控硅、快速熔断器均未出现烧坏情况，大大的保障了整流装置电流的快速、稳定响应的特性，为电解铝生产提高电流效率提供了基础保障。
3 改造需要注意的问题
1.整流系统在改造前，必须要联合整流器的制造商、设计人员和技术人员等制定有效的安装方案，并对方案进行分析和优化，论证方案的有效性。同时要对整流机组进行全面消缺，保证系统机组的稳定运行，按照整流机组的情况将管理人员进行分组，打造专业的管理团队，提高管理人员的技术水平和综合素质。
2.要想保证改造过程顺利进行，加快施工进度，必须要制定科学化施工方案，严格按照方案进行安装施工，并且要安排专业人员进行监督和管理，加强对施工环节的监控，层层把关，提高施工质量。
4结论
在进行现代化改革的攻坚期，电解铝行业要实现粗放型向现代高技术含量的的转变，必须有效、及时的对运算能力强、逻辑判断精准的电子计算机系统进行积极采用，通过不断的产业结构升级满足市场和行业的转型需求。
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论文作者:李万国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：系统论文; 电解铝论文; 计算机应用论文; 装置论文; 计算机系统论文; 情况论文; 计算机论文; 《电力设备》2018年第16期论文;