CN101550566B - 一种氧化铝智能调节出料装置及自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种氧化铝智能调节出料装置。是在新鲜氧化铝投料控制系统的投料装置的背板上设有多个氧化铝通过孔，并由滑板来控制孔的开闭数量，滑板连接PLC控制系统，通过PLC控制系统对滑板的运动进行控制，从而达到氧化铝通过孔开闭数量的控制。实现了新鲜氧化铝按需均匀投放的目的，既满足了现代大型电解生产需要原料质量平稳及净化反应对新鲜氧化铝量的要求，又满足了电解烟气排放达标，为环保指标达到或超过国家标准提供了可靠的保证。
Description
技术领域
本发明涉及大型预焙电解铝生产技术领域，具体说是一种氧化铝智能调节出料装置及自动控制。
背景技术
氧化铝投料量控制系统是供料净化系统中，供料与净化的衔接点，其作用是将新鲜氧化铝投放到烟管内吸收电解烟气中含氟气体，形成载氟氧化铝，返回电解车间供电解生产使用。由于使用蝶阀2的开度来控制进入烟管的氧化铝量，欲使蝶阀2能控制氧化铝量，则蝶阀1的开度大于蝶阀2的开度，经过一段时间后，蝶阀1、蝶阀2之间充满了氧化铝，堆积于下料方管内的氧化铝在通过蝶阀2的过程中由于重力原因发生气固分离，固体氧化铝向下运动，气体向上运动，在B处形成压力为PB的气团，当PB＝P气源时，风动溜槽1内的氧化铝不能向前运动，当PB＜P气源后，风动溜槽1内的氧化铝开始向前运动，由于受PB的影响，向下料方管补充氧化铝的速度低于蝶阀2控制氧化铝的外流量，下料方管内的氧化铝料柱的高度逐渐减少，气团B的体积逐渐增大，当体积逐渐加大到达临界点时，蝶阀2处通过的氧化铝逐渐减少，最终无限接近于零，此过程中对电解烟气的净化效率明显下降，氧化铝破损加剧，影响流程中氧化铝的分布，同时B气团通过碟阀2与风动溜槽2联通，由于系统负压P净化＞＞PB，PB快速降低，风动溜槽1内的氧化铝快速向前运动，大量氧化铝进入下料方管，重复上述情形。可见依靠手动阀门人工调节，繁琐且无法准确检测料仓内料的储备情况，投料量的多少无法检测，且无自动控制的阀门，投料量忽大忽小净化效果不佳、常常发生物料跑冒、流程堵塞；物料发生跑冒引起的不良影响：①氧化铝飞扬，产生氧化铝的机械损失。②氧化铝飞扬，造成环境污染，同时增加氧化铝的单耗，增大铝电解生产成本；物料堵塞引起的不良影响：①堵塞净化系统，造成负压降低，导致降低烟气捕集率、净化效率降低，造成污染环境。同时氟的回收利用率低，造成氟化盐用量增高。②堵塞净化系统，清理流程费工费时。③堵塞净化系统，物料不能及时供到电解槽上，突发电解槽效应。
发明内容
本发明的目的是克服现有设备技术中存在的问题，提供一种节约投资、实现氧化铝投料量的自动控制与按需均匀投放的氧化铝智能调节出料装置及自动控制方法。
本发明的技术方案为：
在新鲜氧化铝投料控制系统的投料装置的背板上设有多个氧化铝通过孔，并由滑板来控制孔的开闭数量，滑板连接PLC控制系统，通过PLC控制系统对滑板的运动进行控制，从而达到氧化铝通过孔开闭数量的控制。
在新鲜氧化铝投料控制系统的投料口安装检测新鲜氧化铝的投入量的流量计，在各料仓安装威格VEGAFLEX 62缆式料位计检测料仓料位信号，用工控机作为系统的管理级，完成对生产系统运行状态数据的收集、处理、存档、显示和对有关生产工艺参数的设置、系统的自动/手动操控，PLC为系统的控制级，完成对生产系统设备的直接控制和对生产系统运行状态数据的采集，用PLC控制系统的程序编写软件、通信软件和管理软件完成控制程序的编写、通信和监控画面的绘制。
用编程控制软件RSLogix5设计的程序装于计算机监控系统的下位机中，由二个模块组成：电气逻辑控制模块能根据生产工艺要求，控制系统的所有电气驱动信号；信号回路控制模块采集和处理生产系统所有料位计模拟量输入信号、流量计流量，并根据此信号计算出各个料仓的实际料位以此来实现调控回路的控制逻辑算法来达到新鲜氧化铝按需均匀投放，用通信软件RSLinx实现上位机与PLC控制系统的通信。用RSView32设计新鲜氧化铝投料量控制系统监控画面，根据工艺流程绘制生产动态流程图。
在现代大型预焙电解铝生产中利用本发明的氧化铝智能调节出料装置能实现新鲜氧化铝投料量的自动控制。实现了新鲜氧化铝按需均匀投放的目的，既满足了现代大型电解生产需要原料质量平稳及净化反应对新鲜氧化铝量的要求，又满足了电解烟气排放达标，为环保指标达到或超过国家标准提供了可靠的保证。
附图说明
图1是本发明的氧化铝智能调节出料装置中的投料装置结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是本发明的氧化铝智能调节出料装置结构示意图。
图中，1、2、3-滑板，4-氧化铝通过孔，5-投料装置，6-新鲜氧化铝仓，7-下料方管，8-碟阀2，9-投料装置，10-烟管，11-风动流槽2，12-风动流槽1，13-碟阀1。
具体实施方式
本发明的氧化铝智能调节出料装置是在投料装置9(图1、2所示)的背板上设有多个氧化铝通过孔4(由控制程序发出滑块动作指令，可组合出任意数量的孔数)，并由滑板1、2、3来控制孔的开闭数量(其中底端的2个孔为常开基数孔)，即净化所需最少氧化铝量，滑板连接PLC控制系统，通过PLC控制系统对滑板的运动进行控制，从而达到氧化铝通过孔开闭数量的控制(可根据工况由1至15孔智能调整)，达到就地/远程自动/手动的控制。整个出料装置的结构如图4所示。
具体做法是：在新鲜氧化铝投料控制系统的投料口安装流量计检测新鲜氧化铝的投入量；在各料仓安装威格VEGAFLEX 62缆式料位计，该料位计可根据料位情况发出4-20mA标准电流信号，检测料仓料位信号。用工控机作为系统的管理级，完成对生产系统运行状态数据的收集、处理、存档、显示，对有关生产工艺参数的设置，系统的自动/手动操控。PLC为系统的控制级，完成对生产系统设备的直接控制和对生产系统运行状态数据的采集。
同时本装置还解决了原系统投料量不稳定的问题，因为当蝶阀2处通过的氧化铝无限接近于零时，下料方管2内的料柱逐渐降低，根据流体间的滤饼透气阻力及流体间剪切力的影响，在A处首先形成下料方管和风动溜槽联通，使这两部分很快成为等压体，此时PB＝P气源＞P净化-P气源，于是风动溜槽1内氧化铝向前运动的速度逐渐加快，风洞溜槽2内氧化铝向前运动的速度不变，但溜槽内氧化铝料层会降低，由于有下料方管处A之外和C处物料的补充，在投料装置处氧化铝的流量变化趋势缓慢，随着风动溜槽2内氧化铝快速的补充，A处很快被重新密封，下料方管内再次形成料柱。虽然在流程内部变化比较复杂，但氧化铝的通过量却无明显变化。
该装置由上位机控制，控制程序对净化需要和物料平衡进行判断，然后发出自动调节物料流量的大小的指令，这样既能保证净化反应中对氟的吸附同时又能兼顾物料平衡，使产生的载氟氧化铝质量保持相对稳定。
本发明是依托供料净化现有的新鲜氧化铝投料系统和PLC控制系统，充分利用PLC控制系统实现智能调节出料装置的自动控制。用PLC控制系统的程序编写软件、通信软件和管理软件完成控制程序的编写、通信和监控画面的绘制。
用编程控制软件RSLogix5设计的程序装于计算机监控系统的下位机中，由二个模块组成：电气逻辑控制模块能根据生产工艺要求， 控制系统的所有电气驱动信号；信号回路控制模块采集和处理生产系统所有料位计模拟量输入信号等，并根据此信号计算出各个料仓的实际料位以此来实现调控回路的控制逻辑算法来达到新鲜氧化铝按需均匀投放的目的。用通信软件RSLinx实现上位机与PLC控制系统的通信。
用RSView32设计的新鲜氧化铝投料量控制系统监控画面根据工艺流程绘制生产动态流程图，可以监视所有生产工艺参数(如料位计数字显示值、主烟管反应段的负压和温度、新鲜氧化铝实际投料量、物料的流向“氧化铝智能调节出料装置”的开关状态等)的实时状况，监视所有生产设备运行状态；工艺参数设定界面给值班人员提供输入修改工艺参数的窗口，使有关动态/静态性能指标满足设计要求， 该画面设有相应权限口令，只有持有该口令的人才能修改参数实时趋势曲线画面和历史曲线画面，可随时调出重要工艺参数的数据记录，以查看运行变化趋势；调试/手控操作界面可实现自动控制与手动控制的转换；若某一设备出现故障或需要进行调试，可将设备的控制方式转换为手动控制状态。
Claims (4)
1.一种氧化铝智能调节出料装置，其特征在于在氧化铝智能调节出料装置中的投料装置的背板上设有多个氧化铝通过孔，并由滑板来控制孔的开闭数量，滑板连接对滑板的运动进行控制的PLC控制系统。
2.权利要求1所述的氧化铝智能调节出料装置的自动控制方法，其特征在于在氧化铝智能调节出料装置的料口安装检测新鲜氧化铝的投入量的流量计，在各料仓安装威格VEGAFLEX 62缆式料位计检测料仓料位信号，用工控机作为系统的管理级，完成对生产系统运行状态数据的收集、处理、存档、显示和对有关生产工艺参数的设置、系统的自动/手动操控，PLC为系统的控制级，完成对生产系统设备的直接控制和对生产系统运行状态数据的采集，用PLC控制系统的程序编写软件、通信软件和管理软件完成控制程序的编写、通信和监控画面的绘制。
3.根据权利要求2所述的氧化铝智能调节出料装置的自动控制方法，其特征在于用编程控制软件RSLogix5设计的程序装于计算机监控系统的下位机中，该程序由二个模块组成：电气逻辑控制模块能根据生产工艺要求，控制系统的所有电气驱动信号；信号回路控制模块采集和处理生产系统所有料位计模拟量输入信号，并根据此信号计算出各个料仓的实际料位，以此来实现调控回路的控制逻辑算法，从而达到新鲜氧化铝按需均匀投放的要求，用通信软件RSLinx实现控制氧化铝智能调节出料装置的上位机与PLC控制系统的通信。
4.根据权利要求2所述的氧化铝智能调节出料装置的自动控制方法，其特征在于用RSView32设计新鲜氧化铝投料量控制系统监控画面，根据工艺流程绘制生产动态流程图。
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