铝电解计算机远程监控系统

摘　要：铝电解控制系统是电解铝生产过程中最重要的控制技术之一，是电解铝生产过程的核心。目前，随着铝电解控制系统在电解槽上的广泛应用，铝电解自控技术在我国已发展至一个比较成熟的阶段。本文重点论述铝电解工艺生产过程中，远程监控系统的实现过程。

关键词：控制系统；技术；核心；远程；监控系统

1.前言
　　随着信息技术的不断发展，国内外各大铝厂对铝电解控制的需求也不断的变化。鉴于铝电解自动控制系统是电解铝生产过程中最重要的自控系统之一，其运行效果的好坏直接影响到电解生产能否稳定运行。
2.系统总体结构及功能
　　2.1 数据传递模式
　　铝电解远程监控系统的基本数据传递模式是：槽控机通过光纤向接口机传递数据信息，接口机将数据存入后台数据库，完成数据的“写”操作;管理机通过网络与数据接口，将数据库中的相关数据取出，进行统计、汇总，从而完成数据的“读”操作。作为系统的终端，要具备管理机功能，即完成将数据从数据库中实时的读出。
　　2.2 网络结构
　　网络结构系统中的网络构成包括局域网和CAN通讯网。CAN通讯总线协议，是德国奔驰汽车公司自行研制开发的通讯处理方式，现已广泛的应用于现场控制。CAN卡的主要作用是完成工控机与现场控制设备的通讯处理与输送，是工业控制过程中不可或缺的通讯设备。
2.3 软件结构及功能描述
　　现阶段，铝电解铝电解远程监控系统由三大部分组成，分别是后台数据库、接口机子系统、管理机子系统。
　　1)后台数据库负责数据的存储和部分应用逻辑的实现，根据行业需要，能满足生产需要的大型数据库主要是ORACLE与SQL SERVER两种，我公司在实践过程用所应用的数据库是SQL SERVER。
　　2)接口机子系统
　　接口机子系统处于后台数据库和CAN总线之间，重点完成下位机数据的及时反馈和设定参数的准确下发。如果在数据库无法正常工作的状况下，接口机能够独立完成数据的存储与下发功能，保证了生产的正常进行。

　　图2-3  接口机子系统功能结构图
　　3)管理机子系统
　　管理机子系统是铝电解远程监控系统的最高层，负责综合监控、语音报警、报表打印等功能的实现，特别是对生产数据的各项汇总与计算以及历史数据查询与分析。
　　2.4参数管理
　　参数管理模块的功能是实现所有的与生产密切相关的各种参数的查询、修改和存储。参数设置的好坏，直接关系到槽子的运行情况与控制效果。
　　2.5系统设置
　　系统设置模块主要对系统运行的一些必要配置信息进行设置，确保上位机系统运行的稳定性，以及语音报警系统的正常工作。
　　2.6系统操作
　　系统操作模块完成各种监控界面的切换，以及槽控机的控制面板的仿真显示。
　　2.7报表管理
　　报表管理模块以组态的方式向用户提供了单槽和系列槽的各种报表，方便用户进行各种考核和分析，并进行生产成本的有效控制；同时，通过故障报表，用户可以详细了解电解槽的运行状态，对各类故障进行有效的防范，减少风险。
　　2.8权限管理
　　主要是为了加强上位机系统的安全和管理而设置。
　　2.9实用工具
　　是为了定期对数据库数据进行清理，保障系统通讯的稳定；通讯测试是帮助维修人员及时解决通讯故障。
3.系统的设计与实现
　　铝电解监控系统以局域网和CAN网作为数据传输的基础环境，引入了大型的关系型数据库SQL SERVER；同时采用了数据仓库的思想，实现历史数据的存储和查询。
　　3.1 运行环境
　　服务器操作系统：Microsoft Windows 2000 Server 中文标准版。客户端操作系统：Microsoft Windows 2000中文版。后台数据库：SQL SERVER。
　　3.2 监控表的建立
　　监控表是铝电解厂生产过程中所需要的各种监控数据，电解槽生产情况的好坏、监控系统的控制效果的好坏，直接来源于监控表的信息采集。
　　在铝电解生产中，每个系列的生产情况各异，其电解槽的台数和槽号分布各不相同，监控表的建立也千差万别。基于这种实际情况，采用了动态建表的方式，每个系列可以根据自己的实际情况完成监控表的建立过程。这种动态建表的应用逻辑，主要由后台数据库来完成。
　　3.3 数据的采集与提取
　　数据的采集与提取，主要负责两个功能：接收CAN网来的实时采样信息，并进行解析；将需要下发的各种参数和控制信息进行反向解析，转换成符合CAN标准的信号，发送至CAN总线。
　　3.4 数据的组织与存储
　　数据的组织与存储是系统另一个核心问题，数据结构设计的好坏、数据库性能的优化与否，将直接对网络客户产生影响，因此我们采用了大型的关系型数据库SQL SERVER。对于历史数据，则采用数据仓库进行处理。
　　3.5 信息的显示
　　信息的显示，是系统与用户交互的主要部分。信息显示主要由显示面板、动态曲线、历史曲线和报表输出四部分组成。
　　3.6 基于网络的信息的传输
　　基于网络的铝电解监控系统的设计，需要考虑网络信息的传输，这主要包括动态数据、管理数据和控制数据。
4.结论
　　铝电解监控系统作为铝电解生产过程中不可缺少的一部分，它的设计直接关系到生产的好坏。本文讨论了基于网络、大型数据库和数据仓库思想的铝电解监控系统平台的设计与实现技术。铝电解远程系统运行安全、稳定、可靠，节约了成本，提高了管理水平，可以为电解铝工业生产行业带来丰厚经济效益。
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