CN107144320A - 一种铝电解溜槽加料检测***及其工作方法 - Google Patents

一种铝电解溜槽加料检测***及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝电解溜槽加料检测***及其工作方法，包括数据采集***及控制***，所述数据采集***采集加料过程中的各项数据信息，并将该信息传输给控制***，控制***控制铝电解设备的加料风机动作，本***通过热电阻采集的温度信息进行加料检测，安装方便，免维护，自动化程度高，降低了操作人员的劳动强度，所需要的硬件价格要低于现有技术中使用料位计价格90％以上。

Description

一种铝电解溜槽加料检测***及其工作方法
技术领域
本发明涉铝电解技术领域，具体涉及一种铝电解溜槽加料检测***及方法。
背景技术
对于铝电解溜槽输料检测技术，以往行业内普遍使用射频导纳料位计或其他形式的料位计作为检测元件进行检测，主要原理是把料位计安装到铝电解末端槽的合适位置，当料到达末端槽时料位计会产生感应信号，然后把感应信号传递给控制***停止加料设备运转。但从某些方面还存在弊端，主要是：
1.因受环境或长时间使用料质在探头上附着等原因导致料位计传感器产生误判断，使其准确率降低。
2.使用料位计价格较高，较好点的料位计价格一般都在六千至一万元之间。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种铝电解溜槽加料检测***，本***通过在铝电解末端槽设置一个热电阻，通过温度的变化对加料状态进行检测。
本发明采用如下技术方案：
一种铝电解溜槽加料检测***，包括数据采集***及控制***，所述数据采集***采集加料过程中的各项工况数据信息，并将该信息传输给控制***，控制***控制铝电解设备的加料风机动作。
进一步的，所述数据采集***包括缓冲箱、热电阻、电流传感器及压力传感器，所述缓冲箱焊接在末端槽下料竖管的绝缘节上，所述热电阻的安装螺母焊接到缓冲箱上面，在加料风机出口安装压力传感器，在加料风机的电路连接线上连接电流传感器。
进一步的，所述热电阻为PT100热电阻。
进一步的，所述控制***包括温度信号隔离变送器、PLC可编程控制器、上位机电脑、电缆及中间继电器，所述电缆包括信号采集电缆及通讯电缆，所述热电阻采集信号通过信号采集电缆及温度信号隔离变送器传输给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器还通过信号采集电缆接收电流传感器及压力传感器采集的电流及压力信息，所述中间继电器接收PLC可编程控制器发送的指令，控制加料风机的启动和停止，所述PLC可编程控制器接收的信息通过通讯电缆传输给上位机电脑，并在上位机电脑进行显示。
进一步的，所述PLC可编程控制器具有A/D转换功能和数字量输入输出及远程网络通讯功能。
进一步的，所述PLC可编程控制器需预留10％-20％的备用点。
进一步的，所述通讯电缆为光纤,信号采集电缆为2芯铜芯电缆，其直径不小于1.5mm2。
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明还提供了一种铝电解溜槽加料检测***的工作方法，如下：
PLC可编程控制器可实时接收热电阻、压力传感器及电流传感器采集的模拟信号，并通过A/D转换模块转换为数字信号，PLC可编程控制器还可接收加料风机的启动信号。
步骤一：根据实际工况设定PLC可编程控制器的时钟模块，设定时间自动启动加料风机，并设定加料风机停止时的上限压力值。
步骤二：加料风机启动后对PLC可编程控制器的变量进行初始化。
步骤三：PLC可编程控制器实时接收热电阻采集的温度信号，并将其传送给一个地址变量，PLC可编程控制器得到加料风机的启动信号后，再经过2-3分钟，对热电阻采集的初始温度信号进行锁定，同时将锁定初始温度增加一个增益值，将增加增益值后的增益锁定温度信号传送到PLC可编程控制器的另一个地址变量。
进一步的，所述增益值为2℃-3℃。
步骤四：将增益锁定温度值与接收的实时温度值进行比较，当输出的实时温度大于步骤二中的增益锁定温度时，PLC可编程控制器对所述输出的实时温度进行锁定。
步骤五：PLC可编程控制器同时对接收的实时压力信号与设定的上限压力值进行比较。
步骤六：当步骤三中所述输出的实时温度大于步骤二中的增益锁定温度、接收的实时压力信号值大于设定的上限压力值两个条件都满足时，PLC可编程控制器会发送一个延时指令，一定时间后，控制加料风机进风口阀门的关闭，加料风机停止运行。
进一步的，所述延时指令设定的延时时间为3-5分钟，也可根据现场工况自行设定。
步骤七：重复步骤二至六，可实现对铝电解槽加料自动检测。
所述上位机电脑对采集的数据及工况以曲线方式进行实时显示，方便操作人员更直观的判断，操作人员可通过上位机电脑对所有数据进行监控、采集和修正，并对加料风机的状态进行控制及加料状态进行判断，上位机电脑还具有数据存储功能，以方便数据的查询，加料完成时，还可语音提示操作人员。
本发明的有益效果：
现有的铝电解溜槽加料检测方法容易产生误判断，准确率低，而且成本较高，本发明的铝电解溜槽加料检测***及工作方法，安装方便，只需把热电阻焊接到溜槽料管或缓冲箱上，没有特殊的空间限制，而且免维护，更好也方便，降低了人员的劳动强度，所需要的硬件价格要低于现有技术中使用料位计价格90％以上。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明铝电解溜槽加料检测***示意图；
图2是本发明铝电解溜槽加料检测***工作流程图；
其中，1.加料风机，2.电流传感器，3.压力传感器，4.下料竖管，5.缓冲箱，6.热电阻，7.温度信号隔离变送器，8.PLC可编程控制器，9.通讯电缆，10.上位机电脑，11.中间继电器，12.信号采集电缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种铝电解溜槽加料检测***包括：数据采集***及控制***，其采集加料过程中的各项数据信息，并将该信息传输给控制***，控制***控制铝电解设备的加料风机动作。
进一步的，所述数据采集***包括缓冲箱5、热电阻6、电流传感器2及压力传感器3，所述缓冲箱焊接在末端槽下料竖管的绝缘节上，所述热电阻的安装螺母焊接到缓冲箱上面，在加料风机1出口安装压力传感器，在加料风机的电路连接线上连接电流传感器。
进一步的，所述热电阻为PT100热电阻。
进一步的，所述控制***包括温度信号隔离变送器7、PLC可编程控制器8、上位机电脑10、电缆及中间继电器11，所述电缆包括信号采集电缆及通讯电缆，所述热电阻采集信号通过信号采集电缆及温度信号隔离变送器传输给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器还通过信号采集电缆接收电流传感器及压力传感器采集的电流及压力信息，所述中间继电器接收PLC可编程控制器发送的指令，控制加料风机的启动和停止，所述PLC可编程控制器接收的信息通过通讯电缆传输给上位机电脑，并在上位机电脑进行显示。
进一步的，所述PLC可编程控制器具有A/D转换功能和数字量输入、输出及远程网络通讯功能。
进一步的，所述PLC可编程控制器需预留10％-20％的备用点。
进一步的，所述通讯电缆为光纤，温度信号采集电缆为2芯铜芯电缆，其直径不小于1.5mm2。
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明还提供了一种铝电解溜槽加料检测***的工作方法，如图2所示，其工作步骤如下：
PLC可编程控制器可实时接收热电阻、压力传感器及电流传感器采集的模拟信号，并通过A/D转换模块转换为数字信号，PLC可编程控制器还可接收加料风机的启动信号。
步骤一：根据实际工况设定PLC可编程控制器的时钟模块，设定一定时间，通过控制中间继电器自动启动加料风机，并设定加料风机停止时的上限压力值，并设定加料风机停止时的上限压力值，此步骤中设定参数可根据实际工况进行修改，如果工况不发生变化，此步骤可以不必进行。
步骤二：加料风机启动后对PLC可编程控制器的变量进行初始化。
步骤三：PLC可编程控制器实时接收热电阻采集的温度信号，并将其传送给一个地址变量，因为加料风机排出的风会影响到末端槽下料竖管内温度，一般在持续2-3分钟红温度趋于稳定，所以PLC可编程控制器得到加料风机的启动信号后，再经过2-3分钟，对热电阻采集的初始温度信号进行锁定，同时将锁定初始温度增加一个增益值，将增加增益值后的增益锁定温度信号传送到PLC可编程控制器的另一个地址变量，不影响热电阻对温度的实时采集。
进一步的，所述增益值为2℃-3℃。
步骤四：将增益锁定温度值与接收的实时温度值进行比较，当输出的实时温度大于步骤二中的增益锁定温度时，PLC可编程控制器对所述输出的实时温度进行锁定。
步骤五：PLC可编程控制器同时对接收的实时压力信号与设定的上限压力值进行比较。
步骤六：当步骤三中所述输出的实时温度大于步骤二中的增益锁定温度、接收的实时压力信号值大于设定的上限压力值两个条件都满足时，PLC可编程控制器会发送一个延时指令，一定时间后控制加料风机进风口阀门的关闭，加料风机停止运行。因为当铝粉到达末端槽，采集的实时温度大于增益锁定温度时，电解槽中的料不会加满，加满料需要再经过一段时间，所以对加料风机的停止需要设置延时信号。
进一步的，所述延时指令设定的延时时间为3-5分钟，也可根据现场工况自行设定。
步骤七：重复步骤二至六，可实现对铝电解槽加料自动检测。
所述上位机电脑对采集的数据及工况以曲线方式进行实时显示，方便操作人员更直观的判断，操作人员可通过上位机电脑对所有数据进行监控、采集和修正，并对加料风机的状态进行控制及加料状态进行判断，上位机电脑还具有数据存储功能，以方便数据的查询，加料完成时，还可语音提示操作人员。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种铝电解溜槽加料检测***，其特征在于，包括数据采集***及控制***，所述数据采集***采集加料过程中的各项数据信息，并将该信息传输给控制***，控制***控制铝电解设备的加料风机动作；
所述数据采集***包括缓冲箱、热电阻、电流传感器及压力传感器，所述缓冲箱焊接在末端槽下料竖管的绝缘节上，所述热电阻的安装螺母焊接到缓冲箱上面，在加料风机出口安装压力变送器，在加料风机的电路连接线上连接电流传感器；
所述控制***包括温度信号隔离变送器、PLC可编程控制器、上位机电脑、电缆及中间继电器，所述电缆包括通讯电缆及信号采集电缆，所述热电阻采集信号通过信号采集电缆及温度信号隔离变送器传输给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器还通过信号采集电缆接收电流传感器及压力传感器采集的电流及压力信息，所述中间继电器接收PLC可编程控制器发送的指令，控制加料风机的启动和停止，所述PLC可编程控制器接收的信息通过通讯电缆传输给上位机电脑，并在上位机电脑进行显示。
2.如权利要求1所述的一种铝电解溜槽加料检测***，其特征在于，所述热电阻为PT100热电阻。
3.如权利要求1所述的一种铝电解溜槽加料检测***，其特征在于，所述PLC可编程控制器具有A/D转换功能和数字量输入输出及远程网络通讯功能。
4.如权利要求1所述的一种铝电解溜槽加料检测***，其特征在于，所述PLC可编程控制器需预留10％-20％的备用点。
5.如权利要求1所述的一种铝电解溜槽加料检测***，其特征在于，所述通讯电缆为光纤，温度信号采集电缆为2芯铜芯电缆，其直径不小于1.5mm2。
6.一种基于如权利要求1所述的铝电解溜槽加料检测***的工作方法，其特征如下：
PLC可编程控制器可实时接收热电阻、压力传感器及电流传感器采集的模拟信号，并通过A/D转换模块转换为数字信号，PLC可编程控制器还可接收加料风机的启动信号；
步骤一：根据实际工况设定PLC可编程控制器的时钟模块，设定时间自动启动加料风机，并设定加料风机停止时的上限压力值；
步骤二：加料风机启动后对PLC可编程控制器的变量进行初始化；
步骤三：PLC可编程控制器实时接收热电阻采集的温度信号，并将其传送给一个地址变量，PLC可编程控制器得到加料风机的启动信号后，再经过2-3分钟，对热电阻采集的温度信号进行锁定，同时将锁定温度增加一个增益值，将增加增益值后的增益锁定温度信号传送到PLC可编程控制器的另一个地址变量；
步骤四：将增益锁定温度值与接收的实时温度值进行比较，当输出的实时温度大于步骤二中的增益锁定温度时，PLC可编程控制器对所述输出的实时温度进行锁定；
步骤五：PLC可编程控制器同时对接收的实时压力信号与设定的上限压力值进行比较；
步骤六：当步骤三中所述输出的实时温度大于步骤二中的增益锁定温度、接收的实时压力信号值大于设定的上限压力值两个条件都满足时，PLC可编程控制器会发送一个延时指令，一定时间后，控制加料风机进风口阀门的关闭，加料风机停止运行；
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所述上位机电脑对采集的数据及工况以曲线方式进行实时显示，方便操作人员更直观的判断，操作人员可通过上位机电脑对所有数据进行监控、采集和修正，并对加料风机的状态进行控制及加料状态进行判断，上位机电脑还具有数据存储功能，以方便数据的查询，加料完成时，还可语音提示操作人员。
7.如权利要求6所述的一种铝电解溜槽加料检测***的工作方法，其特征在于，所述增益值为2℃-3℃。
8.如权利要求6所述的一种铝电解溜槽加料检测***的工作方法，其特征在于，所述延时指令设定的延时时间为3-5分钟，也可根据现场工况自行设定。
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