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作者：崔家瑞;周昊;王明刚;阎群;周晓红;李擎;
单位：北京科技大学自动化学院;遵义铝业股份有限公司分析计控中心;
摘要：针对铝电解智能制造生产过程中由信号长距离传输和电磁干扰导致的信号衰减问题，以及槽电压高精度采集需求，设计了一种基于电压-频率转换器(VFC)的铝电解槽电压采集系统。该系统由电源模块、VFC模块和微控制器单元模块组成。其中，电源模块提供±15、5 V不同电压等级的隔离电源；VFC模块包含信号衰减电路、信号转换电路和异常报警电路。信号衰减电路将0～70 V的槽电压分段衰减至0～8 V;信号转换电路将电压信号转换为RS485差分频率信号，以实现与微控制器单元模块之间的长距离传输；异常报警电路则能在槽电压超出正常范围时发出报警信息，并在超过危险范围时驱动继电器切断电动机运行。微控制器单元模块通过频率捕获方法测量信号频率，进而计算出原始槽电压值，槽电压值经过滤波处理后上传至上位机。实验结果表明，该系统在整个测量范围内相对误差≤1.2%,测量精度优于铝电解现场的测量装置，有助于推动铝电解行业的低碳转型和装备升级。
关键词：槽电压;;电压-频率转换器;;频率捕获;;抗干扰
基金资助：贵州省重大科技成果转化项目[黔科合成果(2024)重大004];; 贵州省自然科学基金项目[黔科合基础-ZK(2023)一般004];; 中国高等教育学会2024年度高等教育科学研究规划课题(24GR0209);; 北京科技大学教育教学改革重点项目(JG2022Z08)
