鋁電解計算機遠程監控系統論文
摘 要：鋁電解控制系統是電解鋁生產過程中最重要的控制技術之一，是電解鋁生產過程的核心。目前，隨著鋁電解控制系統在電解槽上的廣泛應用，鋁電解自控技術在我國已發展至一個比較成熟的階段。本文重點論述鋁電解工藝生產過程中，遠程監控系統的實現過程。
關鍵詞：控制系統；技術；核心；遠程；監控系統
1.前言
隨著信息技術的不斷發展，國內外各大鋁廠對鋁電解控制的需求也不斷的變化。鑒于鋁電解自動控制系統是電解鋁生產過程中最重要的自控系統之一，其運行效果的好壞直接影響到電解生產能否穩定運行。
2.系統總體結構及功能
2.1 數據傳遞模式
鋁電解遠程監控系統的基本數據傳遞模式是：槽控機通過光纖向接口機傳遞數據信息，接口機將數據存入后臺數據庫，完成數據的“寫”操作;管理機通過網絡與數據接口，將數據庫中的相關數據取出，進行統計、匯總，從而完成數據的“讀”操作。作為系統的終端，要具備管理機功能，即完成將數據從數據庫中實時的讀出。
2.2 網絡結構
網絡結構系統中的網絡構成包括局域網和CAN通訊網。CAN通訊總線協議，是德國奔馳汽車公司自行研制開發的通訊處理方式，現已廣泛的應用于現場控制。CAN卡的主要作用是完成工控機與現場控制設備的通訊處理與輸送，是工業控制過程中不可或缺的通訊設備。
2.3 軟件結構及功能描述
現階段，鋁電解鋁電解遠程監控系統由三大部分組成，分別是后臺數據庫、接口機子系統、管理機子系統。
1)后臺數據庫負責數據的存儲和部分應用邏輯的實現，根據行業需要，能滿足生產需要的大型數據庫主要是ORACLE與SQL SERVER兩種，我公司在實踐過程用所應用的數據庫是SQL SERVER。
2)接口機子系統
接口機子系統處于后臺數據庫和CAN總線之間，重點完成下位機數據的及時反饋和設定參數的準確下發。如果在數據庫無法正常工作的狀況下，接口機能夠獨立完成數據的存儲與下發功能，保證了生產的正常進行。
圖2-3 接口機子系統功能結構圖
3)管理機子系統
管理機子系統是鋁電解遠程監控系統的最高層，負責綜合監控、語音報警、報表打印等功能的實現，特別是對生產數據的各項匯總與計算以及歷史數據查詢與分析。
2.4參數管理
參數管理模塊的功能是實現所有的與生產密切相關的各種參數的查詢、修改和存儲。參數設置的好壞，直接關系到槽子的運行情況與控制效果。
2.5系統設置
系統設置模塊主要對系統運行的一些必要配置信息進行設置，確保上位機系統運行的穩定性，以及語音報警系統的正常工作。
2.6系統操作
系統操作模塊完成各種監控界面的切換，以及槽控機的控制面板的仿真顯示。
2.7報表管理
報表管理模塊以組態的方式向用戶提供了單槽和系列槽的各種報表，方便用戶進行各種考核和分析，并進行生產成本的有效控制；同時，通過故障報表，用戶可以詳細了解電解槽的運行狀態，對各類故障進行有效的防范，減少風險。
2.8權限管理
主要是為了加強上位機系統的安全和管理而設置。
2.9實用工具
是為了定期對數據庫數據進行清理，保障系統通訊的穩定；通訊測試是幫助維修人員及時解決通訊故障。
3.系統的設計與實現
鋁電解監控系統以局域網和CAN網作為數據傳輸的基礎環境，引入了大型的關系型數據庫SQL SERVER；同時采用了數據倉庫的思想，實現歷史數據的存儲和查詢。
3.1 運行環境
服務器操作系統：Microsoft Windows 2000 Server 中文標準版。客戶端操作系統：Microsoft Windows 2000中文版。后臺數據庫：SQL SERVER。
3.2 監控表的建立
監控表是鋁電解廠生產過程中所需要的各種監控數據，電解槽生產情況的好壞、監控系統的控制效果的好壞，直接來源于監控表的信息采集。
在鋁電解生產中，每個系列的生產情況各異，其電解槽的臺數和槽號分布各不相同，監控表的建立也千差萬別。基于這種實際情況，采用了動態建表的方式，每個系列可以根據自己的實際情況完成監控表的建立過程。這種動態建表的應用邏輯，主要由后臺數據庫來完成。
3.3 數據的采集與提取
數據的采集與提取，主要負責兩個功能：接收CAN網來的實時采樣信息，并進行解析；將需要下發的各種參數和控制信息進行反向解析，轉換成符合CAN標準的信號，發送至CAN總線。
3.4 數據的組織與存儲
數據的組織與存儲是系統另一個核心問題，數據結構設計的好壞、數據庫性能的優化與否，將直接對網絡客戶產生影響，因此我們采用了大型的關系型數據庫SQL SERVER。對于歷史數據，則采用數據倉庫進行處理。
3.5 信息的顯示
信息的顯示，是系統與用戶交互的主要部分。信息顯示主要由顯示面板、動態曲線、歷史曲線和報表輸出四部分組成。
3.6 基于網絡的信息的傳輸
基于網絡的鋁電解監控系統的設計，需要考慮網絡信息的傳輸，這主要包括動態數據、管理數據和控制數據。
4.結論
鋁電解監控系統作為鋁電解生產過程中不可缺少的一部分，它的設計直接關系到生產的好壞。本文討論了基于網絡、大型數據庫和數據倉庫思想的鋁電解監控系統平臺的設計與實現技術。鋁電解遠程系統運行安全、穩定、可靠，節約了成本，提高了管理水平，可以為電解鋁工業生產行業帶來豐厚經濟效益。
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