1 引言
大型预焙铝电解槽自动控制机（简称槽控机）是铝电解〔1〕生产过程控制的核心设备。槽控机基于单片机〔2〕8051的实时在线控制器。其输入通道有：采集电解槽的槽电压（u）和槽电流（i），接收触摸开关板的各种工艺操作手动信号，接收各种检测信号；其输出通道有：保持电解槽能量平衡的阳极升降信号，保持电解槽物料平衡的打壳和下料信号，效应灯和效应报警信号。槽控机通过智能模糊控制软件完成对生产工艺的各种控制功能。其阳极升降过程的安全可靠性[3>是电解生产的重中之重，是铝冶炼生产过程中的重大危险源。一旦阳极升降系统失控，就会出现电解槽压槽和拔槽事故。特别是拔槽事故造成系列电流为几百千安培（目前最大350 KA）的阴极和阳极脱开断路，致使出现单台或多台电解槽剧烈爆炸事故，严重的将会造成整个电解系列停产，经济损失将会十分惨重。
2 影响槽控机可靠性因素分析
系统的可靠性应从硬件设计和系统运行环境进行分析，在满足系统各项控制功能的同时，对系统自身运行过程中出现的各种干扰信号及来自系统外部的干扰信号进行有效抑制，对阳极升降系统作到有效保护，从而达到系统稳定可靠工作的目的。
中铝青海分公司大型预焙电解槽于1987年12月投产，在提高槽控机可靠性方面，作了大量的研究、探索、改进工作，并逐渐优化，大大提高了槽控系统的可靠性。在可靠性的提高方面，采用软件保护技术、硬件保护技术、软硬件结合的保护技术、抗干扰技术。在控制系统中，首先使用软件保护，如限定自动升降阳极时槽工作电压（或槽电阻）的范围在3.8v～4.5v，系列电流的范围在正常设定值上下20％，软件计时等。当软件保护失效时，系统自动启动硬件保护。一般来说，软件保护更精确，但相对脆弱，而硬件保护可靠性更高。有的保护采用软硬件相结合的保护，如监视定时器技术（Watchdog）。
3 提高槽控机系统可靠性的思想
提高槽控机系统可靠性的设计思路从以下几个方面进行论述。
3.1 主接触器防粘连及接触器互锁设计
主接触器防粘连电路中共设计了四个接触器，如图1所示。其中3KM、4KM叫正反转接触器，它们的常闭触点串连后，再与1KM的常开触点并连，接入1KM、2KM的线圈回路。其作用是，正反转接触器中只要有一个发生粘连，1KM、2KM都不能闭合，用以降低事故概率，这叫做防止粘连电路。正反转接触器3KM和4KM的常闭触点，与其线圈交叉串连，用以防止同时闭合短路事故发生。
图1 主接触器防粘连示意图
软件方面：提升电机得电的条件必须有三个接触器（1km、2km、3km或4km）同时吸合。当提升机断电时，软件发出命令，断开三个接触器的线包电源，一旦三个接触器有一个主结点粘连，其它两个接触器主结点粘连也能断开，即设计确保提升机安全断电；另一方面，控制程序通过检测回路实时检测接触器是否有粘连情况，发现之后立即产生故障信息，同时禁止自动阳极升降动作。
接触器互锁：升降互锁的目的是防止升接触器和降接触器同时闭合，避免相间短路。升降互锁分电路互锁和命令互锁。命令互锁原理如图2，在升和降中，只要有一个控制口有输出，另外一个口就被封闭。电器升降互锁是升接触器和降接触器的线包与对方的常闭触点串联，只要升接触器和降接触器吸合，另一个接触器的线包由于对方的常闭触点断开而不能得电。
图2 接触器互锁示意图
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