ЖУРНАЛ СТА 4/1997

57 4/97 СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЯ ром (примерные размеры от 3 × 6 × 2 до 5 × 12 × 4 м). В каждом корпусе алюми- ниевого завода в среднем находится 80100 ванн, включенных последова- тельно в цепь постоянного тока. На Са- янском алюминиевом заводе (СаАЗ), стояла задача автоматизировать два корпуса, в каждом из которых находит- ся 98 электролизёров. С точки зрения автоматизации, элект- ролизёр представляет собой объект, с которого снимается информация о его состоянии и выдаются сигналы для управления оборудованием, уста- новленным на нем. Анализируемая ин- формация включает в себя текущее на- пряжение на ванне (обычно 45 В, до- ходит до 80 В) и силу тока (порядка 172000 А). Учитывая, что все 196 элект- ролизёров включены последовательно, достаточно измерять ток в одном мес- те. Совокупность соединенных после- довательно электролизёров часто назы- вают серией. Конструктивно электролизёр (рис. 1) представляет собой ванну электролиза с неподвижным катодом ➀ и подвиж- ным анодом ➁ , приводимым в движе- ние двумя электродвигателями ➂ трех- фазного тока мощностью 3 кВт. Кроме того, на электролизёрах установлены системы автоматического питания глинозёмом (АПГ). Система АПГ пред- назначена для подачи сырья (глинозе- ма) в область электролиза. Подача осу- ществляется парами «пробойник + доза- тор». При срабатывании пробойник ➃ пробивает корку ➅ над жидким элект- ролитом ➆ и дозатор, установленный в нижней части бункера с глиноземом ➄ , засыпает в ванну фиксированное ко- личество (38 кг) сырья. Таким образом, управление режимом работы электро- лизёра осуществляется следующими двумя путями. 1. Изменение положения анода, то есть его высоты над расплавленным алю- минием ➇ . Это так называемое меж- полюсное расстояние (МПР) влияет на сопротивление электролита. 2. Изменение интервала между пода- чами доз глинозема (обычно порядка 23 минут), что, в свою очередь, влия- ет на концентрацию глинозема в эле- ктролите. Основной задачей системы является расчет и поддержание оптимальных значений этих параметров. Для управ- ления электролизёром рядом с ним ус- танавливается блок управления (БУ), который измеряет напряжение ванны, получает значение текущего тока и уп- равляет двигателями привода анода и пневматическими клапанами включе- ния пробойников и дозаторов. В совре- менных системах один блок управляет двумя электролизёрами. Главной отличительной особеннос- тью системы автоматизации электро- лиза алюминия является наличие мно- жества однотипных объектов управле- ния. В рассматриваемой системе нали- чие 196 электролизёров привело к не- обходимости изготовить ровно 100 блоков управления. Количество блоков управления даже в рамках одного про- екта приближается к серийному, и со- ответственно возрастают требования к цене, надежности и удобству эксп- луатации. Кроме того, к системе предъ- является ряд особых требований, свя- занных с условиями её эксплуатации, а именно: ● наличие сильного постоянного маг- нитного поля (БУ работает в непо- средственной близости от проводни- ка тока на 100300 кА); ● работа в широком температурном ди- апазоне (на сибирских заводах, к ко- торым относится СаАЗ, диапазон ра- бочих температур БУ составляет от  40 до +55°C); ● отсутствие возможности заземле- ния — каждая ванна фактически «ви- сит в воздухе», и напряжение между ванной и землей доходит до 800 Рис. 1. Так устроен электролизёр, применяемый в производстве алюминия Здесь 1 - неподвижный катод; 2 - подвижный анод; 3 - электродвигатель; 4 - пробойник; 5 - дозатор; 6 - корка; 7 - электролит; 8 - расплавленный алюминий