CN102409362B - 铝电解槽通流体不停电焊接控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解槽通流体不停电焊接控制系统，它包含维修槽（1）、下游槽（2）和母线系统(5),维修槽（1）和下游槽（2）之间安装机电一体化分流装置（3），机电一体化分流装置（3）和母线系统（5）表面安装有热电传感器，热电传感器与专家指导与过程监控单元（4）电连接；解决了铝电解槽不停电焊接技术中采用铝热反应方式对施焊位置空间尺寸要求高，特制的铝热剂容器的使用周期短，成本较高，反应剂配方需摸索确定，有一定危险磁场屏蔽方式存在导磁材料易被磁化、屏蔽作用不明显、操作困难等问题。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解槽控制技术领域，尤其涉及一种铝电解槽通流体不停电焊接的控制技术。
背景技术
铝电解槽通流体带电焊接技术是铝电解技术的研究在生产实践应用的延续，铝电解槽阴极钢棒与阴极软带的连接一般有焊接和压接两种方式，焊接压降一般比压接压降低10～20mV，因此阴极钢棒与阴极软带的连接采用焊接的方式更利于节能。随着电解槽不断大型化，240kA以上电解槽型的施焊处磁场逐渐增大，已经基本不允许带电焊接的进行，铝电解槽母线系统的维修与改造通常需要在系列停电的条件下才能完成焊接，不仅减少了产铝量，而且增加了铝电解的能耗。因此，在强磁场下实现铝电解槽通流体的带电焊接具有重要的意义。目前，国内外铝电解槽不停电焊接技术主要有铝热反应和磁场屏蔽的方式。铝热反应方式对施焊位置空间尺寸要求高，特制的铝热剂容器的使用周期短，成本较高，反应剂配方需摸索确定，有一定危险。磁场屏蔽的方式存在导磁材料易被磁化、屏蔽作用不明显、操作困难等问题。
发明内容
本发明提供一种铝电解槽通流体不停电焊接控制系统，基于电解槽各母线的空间位置和载流能力，采用不同工艺策略来配置大修铝电解槽槽底通流母线组和引流母线组的电流分配，在不影响系列通流的基础上，使大修槽的各通流母线在不同通流策略下，有效降低特定区域的磁场强度，并使其降低至可以施焊的水平。以解决铝电解槽不停电焊接技术中采用铝热反应方式对施焊位置空间尺寸要求高，特制的铝热剂容器的使用周期短，成本较高，反应剂配方需摸索确定，有一定危险。磁场屏蔽方式存在导磁材料易被磁化、屏蔽作用不明显、操作困难等问题。
本发明的技术方案：
一种铝电解槽通流体不停电焊接控制系统，它包含维修槽、下游槽和母线系统,维修槽和下游槽之间安装机电一体化分流装置，机电一体化分流装置和母线系统表面安装有热电传感器，热电传感器与专家指导与过程监控单元电连接。
专家指导与过程监控单元包括：
检测输入功能模块，用于接收热电传感器检测到的电流和温度信号，将信号送至标准值比较功能模块，与标准值比较功能模块电连接；
标准值比较功能模块，将检测到的每组电流、温度数据与预先设定的标准阈值进行比较，若电流或温度数据没有处于标准阈值范围内，则输出报警信号至声光报警功能模块，与声光报警功能模块和预警值比较功能模块电连接；
声光报警功能模块，用于输出声光报警，提醒工作人员注意安全；
预警值比较功能模块，将检测到的电流、温度数据与预先设定的预警阈值和标准阈值进行比较，若超出预警阈值范围，但还在标准阈值范围内时，则输出预警信息至人机界面功能模块；与人机界面功能模块和专家指导推断磁场功能模块电连接；
人机界面功能模块，用人机界面提示预警信息和操作信息；
专家指导推断磁场功能模块，依据各个热电传感器上传的数据信息以及可施焊的磁场控制标准进行计算，基于此计算结果，通过分断或闭合特定的通流线路制定母线系统电流配置与施焊处磁场控制策略，将施焊处磁场调整到可满足普通焊机施焊条件的范围，并指导工作人员作业，与焊接标准比较功能模块电连接；
焊接标准比较功能模块，根据各个热电传感器上传的数据信息，与可焊接的磁场标准进行比较，将符合焊接标准的提示信息送至可焊接区域提示功能模块，不符合焊接标准的信息送至系统调整电流配置功能模块，与可焊接区域提示功能模块和系统调整电流配置功能模块电连接；
可焊接区域提示功能模块，提示可焊接的区域，并指导技术人员进行操作。
系统调整电流配置功能模块，制定母线系统电流配置方案，并将配置方案结果送至专家指导推断磁场功能模块，与专家指导推断磁场功能模块电连接。
本发明的有益效果：
本发明在待维修槽与其下游槽之间安装机电一体化分流装置，分流装置内部集成热电传感器；在母线系统表面安装热电传感器，热电传感器通过有线或无线的方式与专家指导与过程监控单元通讯；专家指导与过程监控单元依据各个热电传感器上传的数据信息以及可施焊的磁场控制标准进行推理，制定母线系统电流配置与施焊处磁场控制策略，并通过人机界面功能模块提示指导技术人员进行操作；对于不满足焊接功能的区域，根据系统调整电流配置功能模块调整电流分布，进行再次比较，专家指导与过程监控单元实时在线监测各个热电传感器上传的数据信息，并利用标准值比较功能模块、警值比较功能模块和焊接标准比较功能模块将对电流、温度数据与预先设定的标准阈值范围进行比较，若电流或温度数据没有处于标准阈值范围内，则发出灯光和语音报警，提醒技术人员采取相应处理措施或撤离现场工作人员，以避免事故的发生，保证不停电焊接过程的安全，解决了铝电解槽不停电焊接技术中采用铝热反应方式对施焊位置空间尺寸要求高，特制的铝热剂容器的使用周期短，成本较高，反应剂配方需摸索确定，有一定危险。磁场屏蔽方式存在导磁材料易被磁化、屏蔽作用不明显、操作困难等问题。
附图说明
图1为本发明系统组成框图；
图2本发明专家指导与过程监控单元功能模块框图。
具体实施方式
一种铝电解槽通流体不停电焊接控制系统，它包含（见图1）维修槽1、下游槽2和母线系统5，维修槽1和下游槽2之间安装机电一体化分流装置3，机电一体化分流装置3和母线系统5表面安装有热电传感器，热电传感器与专家指导与过程监控单元4通过屏蔽电缆或无线通讯连接。
专家指导与过程监控单元4包括（见图2）：
检测输入功能模块，用于接收热电传感器检测到的电流和温度信号，将信号送至标准值比较功能模块，与标准值比较功能模块通过屏蔽电缆或无线通讯进行连接；
标准值比较功能模块，将检测到的每组电流、温度数据与预先设定的标准阈值进行比较，若电流或温度数据没有处于标准阈值范围内，则输出报警信号至声光报警功能模块，与声光报警功能模块和预警值比较功能模块程序内部数据单元连接；
声光报警功能模块，用于输出声光报警，提醒工作人员注意安全；
预警值比较功能模块，将检测到的电流、温度数据与预先设定的预警阈值和标准阈值进行比较，若超出预警阈值范围，但还在标准阈值范围内时，则输出预警信息至人机界面功能模块；与人机界面功能模块和专家指导推断磁场功能模块程序内部数据单元连接；
人机界面功能模块，用人机界面提示预警信息和操作信息；
专家指导推断磁场功能模块，依据各个热电传感器上传的数据信息以及可施焊的磁场控制标准进行计算，制定母线系统电流配置与施焊处磁场控制策略，将施焊处磁场调整到可满足普通焊机施焊条件的范围。并指导工作人员作业，与焊接标准比较功能模块程序内部数据单元连接；
焊接标准比较功能模块，根据各个热电传感器上传的数据信息，与可焊接的磁场标准进行比较，将符合焊接标准的提示信息送至可焊接区域提示功能模块，不符合焊接标准的信息送至系统调整电流配置功能模块，与可焊接区域提示功能模块和系统调整电流配置功能模块程序内部数据单元连接；
可焊接区域提示功能模块，提示可焊接的区域，并指导技术人员进行操作。
系统调整电流配置功能模块，制定母线系统电流配置方案，并将配置方案结果送至专家指导推断磁场功能模块，与专家指导推断磁场功能模块程序内部数据单元连接。
实施例1：对阴极钢棒与铝软带实施焊接时，在维修槽1与下游槽2之间安装机电一体化分流装置3，铝电解槽通过专家指导与过程监控单元4对维修槽1的母线系统5与分流装置3的温度、电流以及下游槽2的母线系统5实施在线监测，将电流及温度信号通过检测输入功能模块输入到专家指导与过程监控单元4，根据标准值比较功能模块与预先设定的标准阈值范围和预警阈值范围进行比较，若电流或温度数据没有处于标准阈值范围内，则通过声光报警功能模块发出灯光和语音报警，通过预警值比较功能模块，将检测到的电流、温度数据与预先设定的预警阈值和标准阈值进行比较，若超出预警阈值范围，但还在标准阈值范围内时，则输出预警信息至人机界面功能模块发生预警信息，符合标准的电流和电压值通过专家指导推断磁场功能模块，根据各个热电传感器上传的数据信息，与可焊接的磁场标准进行比较，将符合焊接标准的提示信息送至可焊接区域提示功能模块，指导操作人员阴极钢棒与铝软带施焊，不符合焊接标准的信息送至系统调整电流配置功能模块，通过调整电流配置，并重新返回专家指导推断磁场功能模块进行重复控制，现场预警信息及操作提示信息均通过人机界面功能模块实现，人机界面功能模块主要采用触摸屏或显示器组成。
本发明克服现有技术的不足，通过配置电解槽母线系统的电流分布，将施焊处磁场调整到可满足普通焊机施焊条件的范围。本发明具有成本低、效果好、自动化程度高、操作方便、安全可靠等优点。
Claims (1)
1.一种铝电解槽通流体不停电焊接控制系统，它包含维修槽（1）、下游槽（2）和母线系统(5),维修槽（1）和下游槽（2）之间安装机电一体化分流装置（3），机电一体化分流装置（3）和母线系统（5）表面安装有热电传感器，热电传感器与专家指导与过程监控单元（4）电连接，其特征在于：所述专家指导与过程监控单元（4）包括：
检测输入功能模块，用于接收热电传感器检测到的电流和温度信号，将信号送至标准值比较功能模块，与标准值比较功能模块电连接；
标准值比较功能模块，将检测到的每组电流、温度数据与预先设定的标准阈值进行比较，若电流或温度数据没有处于标准阈值范围内，则输出报警信号至声光报警功能模块，与声光报警功能模块和预警值比较功能模块电连接；
声光报警功能模块，用于输出声光报警，提醒工作人员注意安全；
预警值比较功能模块，将检测到的电流、温度数据与预先设定的预警阈值和标准阈值进行比较，若超出预警阈值范围，但还在标准阈值范围内时，则输出预警信息至人机界面功能模块；与人机界面功能模块和专家指导推断磁场功能模块电连接；
人机界面功能模块，用人机界面提示预警信息和操作信息；
专家指导推断磁场功能模块，依据各个热电传感器上传的数据信息以及可施焊的磁场控制标准进行计算，基于此计算结果，通过分断或闭合特定的通流线路，制定母线系统电流配置与施焊处磁场控制策略，将施焊处磁场调整到可满足普通焊机施焊条件的范围，并指导工作人员作业，与焊接标准比较功能模块电连接；
焊接标准比较功能模块，根据各个热电传感器上传的数据信息，与可焊接的磁场标准进行比较，将符合焊接标准的提示信息送至可焊接区域提示功能模块，不符合焊接标准的信息送至系统调整电流配置功能模块，与可焊接区域提示功能模块和系统调整电流配置功能模块电连接；
可焊接区域提示功能模块，提示可焊接的区域，并指导技术人员进行操作；
系统调整电流配置功能模块，制定母线系统电流配置方案，并将配置方案结果送至专家指导推断磁场功能模块，与专家指导推断磁场功能模块电连接。
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