CN104678209A - 一种电解车间多功能天车绝缘监测*** - Google Patents

一种电解车间多功能天车绝缘监测*** Download PDF

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Inventor
张斌
蒋小铭
孙小梅
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Shenyang Aluminum and Magnesium Engineering and Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种电解车间多功能天车绝缘监测装置，包括：PLC控制器、人机界面、绝缘监测控制器、精密稳压电源；将电解多功能天车需要监测的重要绝缘部位分别接入绝缘监测控制装置，再引出绝缘线接入PLC控制器。绝缘监测控制装置使用屏蔽测量输入信号，对多功能天车各设备和各结构之间产生的感应电压实时采集，再经过高精度、高可靠性隔离传感器将信号输入PLC控制器，PLC控制器按预设的程序进行算术和逻辑运算，实现对电解多功能天车各个设备和各个机构绝缘水平的实时监控、报警功能，并实现对天车整体及时保护动作。本发明监测准确，减少了检修人员劳动强度和时间，保证绝缘破坏时不会造成操作人员人身伤害和设备损坏。

Description

一种电解车间多功能天车绝缘监测***
技术领域
本发明涉及一种绝缘监测技术领域，尤其涉及电解车间多功能天车绝缘监测装置。
背景技术
电解多功能天车作为电解铝生产过程中的重要设备，它承担着电解铝生产出铝、换阳极、打壳、清渣、母线提升、加料保温等工作，它的运行可靠性直接影响到整个电解系列的正常生产。在铝电解生产过程中，多功能天车打壳、更换阳极、出铝、清渣、阳极母线提升都与电解槽电解质直接接触，而多功能天车各个机构和运行环境都是钢结构材料，多功能天车绝缘状况仅靠人工定期利用兆欧表对各个连接结构进行绝缘测量，并在日常点检维护中对天车进行清灰，不能实时检测到各个机构的绝缘状况，如果多功能天车某处机构绝缘对天车主梁的金属结构体绝缘状况不好，会造成直流大电流接地造成大的设备损坏或人身伤亡事故，因此保证多功能天车机构间的绝缘至关重要。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种电解车间多功能天车绝缘监测装置，作用是可以实时监测多功能天车各设备和各结构的绝缘情况，并根据检测到的绝缘电阻值判断多功能天车各设备和各结构的绝缘是否被破坏，同时确定绝缘发生破坏的位置，以便及时通知检修人员清除故障，确保操作人员的安全和设备的正常运行。
本发明所采用的技术方案是：
一种电解车间多功能天车绝缘监测***，电解多功能天车由多功能天车主梁、工具小车、操作室、出铝小车、更换阳极装置、下料***、打壳机构、清渣装置及电动葫芦几个设备构成；
多功能天车绝缘监测***主要由PLC控制器、人机界面、绝缘监测控制装置、精密稳压电源部分组成：
所述绝缘监测控制装置包括屏蔽测量输入单元，隔离传感器，输出驱动控制器，交直流电压输出控制器；
电解多功能天车上还设有与上述设备连接的绝缘监测控制装置；
各个设备绝缘部位分别与绝缘监测控制装置连接，将上述部位绝缘层间焊接连接点，从连接点引出屏蔽测量线依次接入隔离传感器，再从隔离传感器输出点引出绝缘线接入PLC控制器；
正常工作情况下电解多功能天车的各个设备是被绝缘层隔开的，被绝缘层隔开的各个设备(金属体)之间产生的感应电压信号，经屏蔽测量输入单元传递到隔离传感器，将感应电压信号转换成有效值电压信号；电压信号经放大限幅电路传送至PLC控制器A/D转换值为1；
当某两设备之间的绝缘层受到损伤而导致两设备之间绝缘破坏，使两设备之间电位差为零；经屏蔽测量输入单元传递到隔离传感器，将感应电压信号转换成有效值电压信号；电压信号经放大限幅电路传送至PLC控制器A/D转换值也为零；
进一步验证是否有短路情况，PLC控制器输出控制信号至交直流电压输出控制器，该交直流电压输出控制器将交直流电压输出到被测的两个设备上；如PLC控制器A/D转换值仍为零，则确认两金属体之间的绝缘层破坏而短路，此时输出驱动控制器发出信号；由人机界面进行报警显示，并显示出绝缘破坏的两个设备位置，提示操作人员处理。
本发明的优点是：
本发明可实现对电解多功能天车各个设备和各个机构绝缘水平的实时监控、报警功能，并在控制***中实现对天车整体及时保护动作，监测准确，减少了检修人员劳动强度和时间，提高了多功能天车的自动化功能，保证绝缘破坏时不会造成操作人员人身伤害和设备损坏，为电解系列正常安全生产和多功能天车的正常运行提供了保障。
附图说明
图1是电解多功能天车绝缘监测装置组成框图。
图2是电解多功能天车绝缘监测装置连接示意图。
具体实施方法 
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、2所示，一种电解车间多功能天车绝缘监测***，电解多功能天车由多功能天车主梁1、工具小车2、操作室3、出铝小车4、更换阳极装置5、下料***6、打壳机构7、清渣装置8及电动葫芦9几个设备构成；
多功能天车绝缘监测***主要由下述部分组成：PLC控制器、人机界面、 绝缘监测控制装置10、精密稳压电源构成；精密稳压电源市购产品。
所述绝缘监测控制装置10包括屏蔽测量输入单元，隔离传感器，输出驱动控制器，交直流电压输出控制器；
电解多功能天车上还设有与上述设备连接的绝缘监测控制装置10；
各个设备绝缘部位分别与绝缘监测控制装置10连接，将上述部位绝缘层间焊接连接点，从连接点引出屏蔽测量线依次接入隔离传感器，再从隔离传感器输出点引出绝缘线接入PLC控制器；
正常工作情况下电解多功能天车的各个设备是被绝缘层隔开的，被绝缘层隔开的各个设备金属体之间产生的感应电压信号，经屏蔽测量输入单元传递到隔离传感器，将感应电压信号转换成有效值电压信号；电压信号经放大限幅电路(现有电路)传送至PLC控制器(内设A/D转换器)A/D转换值为1。
当某两设备之间的绝缘层受到损伤而导致两设备之间绝缘破坏，使两设备之间电位差为零；经屏蔽测量输入单元传递到隔离传感器，将感应电压信号转换成有效值电压信号；电压信号经放大限幅电路传送至PLC控制器A/D转换值也为零；
进一步验证是否有短路情况，PLC控制器输出控制信号至交直流电压输出控制器，该交直流电压输出控制器将交直流电压输出到被测的两个设备上；如PLC控制器A/D转换值仍为零，则确认两金属体之间的绝缘层破坏而短路，此时输出驱动控制器发出信号；PLC按预设的程序进行算术和逻辑运算，将绝缘监测数据反馈到人机界面上，主要实现绝缘水平的监测、报警和停车功能。由人机界面进行报警显示，并显示出绝缘破坏的两个设备位置，提示操作人员处理。
为实现设备绝缘情况的全范围监测，信号源能量等级和耐压能力必须达到高压级别，否则由于反馈信号衰减过大以及电解槽的高电压，将无法实现设备绝缘情况的实时检测。
所述的PLC控制器、人机界面、绝缘监测控制装置10、精密稳压电源均安装在多功能车操作室内。
所述的绝缘监测控制装置10能够连续自动检测多功能天车各设备(金属体)的绝缘水平，同时通过PLC控制器判定多功能天车各设备(金属体)绝缘是否被破坏；
所述的PLC控制器可以根据现场需要，设定所需检测的回路数和各回路绝 缘水平报警值、故障动作值；在发生设备绝缘故障时，可通过PLC控制器输出控制节点自动断开多功能天车相应的执行回路，最大限度的保证操作人员的人身安全和多功能天车设备的安全。
如附图2所示，多功能天车重要绝缘层共有8处，利用电解多功能天车绝缘监测控制装置10来实现实时检测和自动保护功能，其中天车主梁与操作室、天车主梁与工具小车、工具小车与更换阳极装置，工具小车与下料***、工具小车与打壳机构、工具小车与清渣装置、天车主梁与电动葫芦、天车主梁与出铝小车分别接入绝缘监测控制装置10，将上述部位绝缘层间焊接连接点，从连接点引出屏蔽测量线依次接入控制器隔离传感器，再从控制器输出点引出绝缘线接入PLC控制器。
根据天车机构绝缘的重要性，当天车主梁与出铝小车绝缘故障、天车主梁与工具小车绝缘故障、天车主梁与电动葫芦绝缘故障等严重绝缘破坏发生时，PLC根据逻辑程序实现多功能天车故障停车，主启动打不开，同时PLC通过程序使天车产生报警，这时必须停车，消除绝缘故障点后，才能继续使用多功能天车。
上述实施内容是对本发明的说明，而不是对本发明的限定，任何对本发明所提供的设计方案简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电解车间多功能天车绝缘监测***，电解多功能天车由多功能天车主梁(1)、工具小车(2)、操作室(3)、出铝小车(4)、更换阳极装置(5)、下料***(6)、打壳机构(7)、清渣装置(8)及电动葫芦(9)几个设备构成；
其特征在于：
多功能天车绝缘监测***主要由PLC控制器、人机界面、绝缘监测控制装置(10)、精密稳压电源部分组成：
所述绝缘监测控制装置(10)包括屏蔽测量输入单元，隔离传感器，输出驱动控制器，交直流电压输出控制器；
电解多功能天车上还设有与上述设备连接的绝缘监测控制装置(10)；
各个设备绝缘部位分别与绝缘监测控制装置(10)连接，将上述部位绝缘层间焊接连接点，从连接点引出屏蔽测量线依次接入隔离传感器，再从隔离传感器输出点引出绝缘线接入PLC控制器；
正常工作情况下电解多功能天车的各个设备是被绝缘层隔开的，被绝缘层隔开的各个设备之间产生的感应电压信号，经屏蔽测量输入单元传递到隔离传感器，将感应电压信号转换成有效值电压信号；电压信号经放大限幅电路传送至PLC控制器A/D转换值为1；
当某两设备之间的绝缘层受到损伤而导致两设备之间绝缘破坏，使两设备之间电位差为零；经屏蔽测量输入单元传递到隔离传感器，将感应电压信号转换成有效值电压信号；电压信号经放大限幅电路传送至PLC控制器A/D转换值也为零；
进一步验证是否有短路情况，PLC控制器输出控制信号至交直流电压输出控制器，该交直流电压输出控制器将交直流电压输出到被测的两个设备上；如PLC控制器A/D转换值仍为零，则确认两金属体之间的绝缘层破坏而短路，此时输出驱动控制器发出信号；由人机界面进行报警显示，并显示出绝缘破坏的两个设备位置，提示操作人员处理。
2.根据权利要求1所述的一种电解车间多功能天车绝缘监测***，其特征在于：
为实现设备绝缘情况的全范围监测，信号源能量等级和耐压能力必须达到高压级别，否则由于反馈信号衰减过大以及电解槽的高电压，将无法实现设备绝缘情况的实时检测。
3.根据权利要求1所述的一种电解车间多功能天车绝缘监测***，其特征在于：
所述的PLC控制器、人机界面、绝缘监测控制装置(10)、精密稳压电源均安装在多功能车操作室内。
4.根据权利要求1所述的一种电解车间多功能天车绝缘监测***，其特征在于：
所述的绝缘监测控制装置(10)能够连续自动检测多功能天车各设备的绝缘水平，同时通过PLC控制器判定多功能天车各设备绝缘是否被破坏；
所述的PLC控制器可以根据现场需要，设定所需检测的回路数和各回路绝缘水平报警值、故障动作值；在发生设备绝缘故障时，可通过PLC控制器输出控制节点自动断开多功能天车相应的执行回路。
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