CN103305874A - 一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，涉及一种铝电解槽下料控制的方法。该方法通过在电解槽料箱下面的下料通道中上部安装光电或超声传感器，来感知氧化铝粉料的通过，并结合电解槽当前所处的下料控制状态，分别对一个下料周期内的下料过程、充料过程，以及停料状态期间对氧化铝通过下料通道的信号进行统计分析，对铝电解槽是否成功下料形成闭环控制，对下料失败进行补充下料，根据分析结果判断下料系统是否堵料、漏料并进行报警提示。该方法有利于保证氧化铝下料的正常进行，防止槽内氧化铝浓度过高带来的沉淀或过低容易引发的阳极效应发生。
Description
技术领域
本发明涉及电解铝领域，尤其涉及一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法。
背景技术
在铝电解生产过程中控制系统需要控制下料系统不断的给电解槽内加入氧化铝粉料进行电解反应。氧化铝粉首先从料仓通过输送系统进入每台电解槽上的料箱，在槽控系统控制下进行氧化铝的周期性下料，控制系统通过调整下料周期来调整下料速度和下料量。通常电解槽的下料控制运行状态会分为过量下料、欠量下料、正常下料、停料状态四类运行状态，在过量、欠量和正常下料状态，电解槽都会被周期性的给料，当处在停料状态时，系统不给料。周期性下料是这样执行的：槽控系统在设定的下料周期到时发出打壳指令，打壳锤头将壳面打开后，控制系统接着发出下料指令，控制气缸将料箱中的氧化铝通过下料通道泄入电解槽内进行电解反应，然后进行料箱充料，等待下一下料周期开始。一般几分钟完成这样一个下料周期。目前的控制系统大都对下料的控制属于开环控制，即：下料指令下发了，但对是否真正有料从料箱内进入电解槽内，控制系统并没有判断依据。于是会出现：当系统堵料的时候，下料指令发出后并没有氧化铝从料箱泄入电解槽，或者当系统由于机械故障发生漏料的时候，控制系统也无从知晓，会导致电解槽内氧化铝浓度过低或过高而不能及时被发现，从而增加阳极效应或槽沉淀的发生机率。
专利CN10117336一种铝电解槽精确下料反馈信息控制方法，其下料反馈是通过对打壳下料机构执行信号进行检测反馈，该方法可以反馈出的信息仅是打壳下料机构是否都动作了，对料箱内是否有料通过下料通道进入槽内、或漏料发生并不知晓
专利CN201962386U一种铝电解槽下料实时监控系统，是通过在新鲜氧化铝仓和除尘器主溜槽之间的氧化铝输料管上和载氟仓和烟道之间的载氟仓输料管上，设置氧化铝流量滚动计量仪，实现压力和反吹实时检测，可以实时监控并调整下料量及整个输送系统各项参数，有利于保障料仓内的氧化铝通过输料通道上槽。
专利CN2701877 铝电解定容下料器反馈信号装置，该专利主要为了控制下料料箱的定容充料，保证每次下料量相同。
专利CN201428000一种带反馈信号的打壳装置，该专利是通过在打壳气缸上安装反馈装置，当打壳垂头行程足够打开壳面时，有信号发出，该专利可保证壳面确实被打开，下料的氧化铝不会堆积在壳面上而未进入槽内。
以上专利都对下料控制有一定的有利作用，但都不能知道正常下料时是否有氧化铝从料箱出来，而且不能识别堵料、漏料的发生。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，安装在电解槽料箱下面下料通道上的可以感知氧化铝粉通过的传感器，将氧化铝通过信息上传给控制系统，控制系统结合下料控制状态对传感器上传的氧化铝通过信息进行分析，从而对电解槽下料系统是否正常下料、是否有堵料或漏料发生进行判断，并进行提示和报警。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，所述传感器在有氧化铝通过时有信号发出，传感器可采用红外、激光、超声波中的任何一种类型的传感器，采用单极漫反射或极板反射或双极对射方式实现。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，所述氧化铝通过信息以开关量形式被所述控制系统采集，并结合下料状态分三种情况进行统计分析，三种情况的统计包括：下料周期内的下料过程计数统计、充料过程计数统计，以及停料状态计数统计。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，所述下料过程信号计数统计包括：当电解槽处于非停料状态，即正常、欠量、过量下料状态，下料指令发出的同时开始开关量信号的下料过程计数，下料指令结束时，计数停止，根据计数值判断是否有氧化铝下料通过，进而判断下料动作是否成功执行。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，所述充料过程信号计数统计包括：当电解槽处于非停料状态，即正常、欠量、过量下料状态，当下料指令结束的同时开始开关量信号的充料过程计数，至下一个下料指令开始时，计数停止，根据计数值判断充料状态是否有氧化铝下料通过，进而判断是否有漏料发生。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，下料过程的分析步骤包括：所述控制系统将下料过程接收的开关量信号计数值进行分析，当该开关量信号计数值>0时，所述控制系统将下料次数累计值增加1次，当该开关量信号计数值=0时，所述控制系统不增加下料次数累计值，并且所述控制系统发出补下料指令，连续补料次数不超过n次，其中0＜n≤3n。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，下料过程的分析步骤还包括：当连续超过m次开关量信号计数值=0，则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充料失败，所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息，其中1≤m≤10。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，下料过程的分析步骤还包括：在连续p次下料过程中有q次开关量信号计数值=0，则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充料失败，所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息，其中1≤q＜p≤10。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，充料过程的分析步骤包括：所述控制系统将充料过程接收的开关量信号计数值进行判断分析，当连续n次充料过程开关量信号计数值大于k时，则判断为电解槽下料回路漏料发生，所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息，其中1≤n≤5，0≤k＜5。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，充料过程的分析步骤包括：所述控制系统将充料开关量信号计数值进行判断分析，当在连续n次非下料过程中接收到的信号计数大于k的有m次，则判断为电解槽下料回路漏料发生，所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息，其中1≤m＜n≤10，0≤k≤5。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，所述停料状态计数统计分析包括：当电解槽开始处于停料状态时，即电解槽在持续一段时间不下料，开始停料状态计数统计，每接收到一次开关量信号，计数值加1，当在停料过程中，计数值大于k时，则判断为电解槽下料回路漏料发生，所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息，其中1≤k≤5。
根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，所述传感器安装在电解槽下料器下料通道上。
本发明的有益效果：本发明在电解槽下料过程和非下料过程均进行工作，可确保下料过程控制为闭环控制。有利于保证氧化铝下料的正常进行和对系统堵料和漏料故障发生的及时发现和报警，防止槽内氧化铝浓度的过高或过低，防止阳极效应或沉淀的发生。
附图说明
图1为本发明传感器在圆形通道上安装示意图；
图2是图1的俯视图；
图3为本发明传感器在矩形通道上安装示意图；
图4是图3的俯视图。
具体实施方式
实施例1
当在铝电解槽下料料箱下面的下料通道1为圆形时，在其中上段安装漫反射光电开关2，开关类型选用可检测距离为0-d内的物体通过的，d小于下料通道直径。这样当管道为空时，不会有信号产生，一旦有氧化铝通过就会有信号产生。一个下料周期内分下料过程和充料过程进行统计，停料状态时做停料过程统计。
在下料过程，当下料指令发出的同时开关量信号计数值清0开始新的统计，每次光电开关由0变1时，计数值加1，下料指令结束时，该计数停止；
当下料过程开关量信号计数值>0时，控制系统内下料次数增加1次，当开关量信号计数值=0时，控制系统下料次数累计值不增加。控制系统发出补下料指令，最多连续补料次数3次后，等待下一个下料过程。
当连续超过3次下料过程开关量信号计数值=0，判断为该槽下料回路堵料或料箱充料失败，控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息。
在充料过程，当下料指令结束的同时该开关量信号计数值清0开始新的统计，每次光电开关由0变1时，计数加1，下料指令再次发出前，该计数停止；
当充料过程开关量信号计数值连续3次大于0时，判断为该槽下料回路漏料发生，控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。
当电解槽开始处于停料状态时，开始停料状态计数统计，每接收到一次开关量信号，开关量信号计数值加1，当在停料过程中，计数值大于5时，判断为该槽下料回路漏料发生，控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。
实施例2
当在铝电解槽下料料箱下面的下料通道1为矩形时，在其上段安装感应距离较远的对射光电开关2，在小面距离较远一对面上安装一对，这样当管道为空时，两极连通，不会有信号产生，一旦有氧化铝通过就会遮挡光线，有信号产生。一个下料周期内分下料过程和非下料过程进行统计，停料状态时做停料过程统计。
在下料过程，当下料指令发出的同时开关量信号计数值清0开始新的统计，每次光电开关由0变1时，开关量信号计数值加1，下料指令结束时，该计数停止；
当下料过程开关量信号计数值>0时，控制系统内下料次数增加1次，当开关量信号计数值=0时，控制系统下料次数累计值不增加。控制系统发出补下料指令，最多连续补料次数3次后，等待下一个下料过程。
在连续10次下料过程中有3下料过程开关量信号计数值=0，判断为该槽下料回路堵料或料箱充料失败，控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息
在充料过程，当下料指令结束的同时该开关量信号计数值0开始新的统计，每次光电开关由0变1时，开关量信号计数值加1，下料指令再次发出前，该计数停止；
当在连续10次充料过程中接收到的开关量信号计数值大于0的不少于3次，判断为该槽下料回路漏料发生，控制系统发出下料系统漏料故障报警信息.
当电解槽开始处于停料状态时，开始停料状态计数统计，每接收到一次开关量信号，开关量信号计数值加1，当在停料过程中，开关量信号计数值大于5时，判断为该槽下料回路漏料发生，控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。
实施例3
当在铝电解槽下料料箱下面的下料通道1为矩形时，且小面两端距离较远时，在其上段安装感应距离较近的对射光电开关2，在大面上安装多对，这样当管道为空时，每对开关两极连通，不会有信号产生，一旦有氧化铝通过，遮挡任意一对极之间的光线，该开关会有信号产生。一个下料周期内分下料过程和非下料过程进行统计，停料状态时做停料过程统计。
在下料过程，当下料指令发出的同时开关量信号计数值清0开始新的统计，同一时间段内多个开关量中只要有一个光电开关由0变1时，开关量信号计数值加1，下料指令结束时，该计数停止；
当下料过程开关量信号计数值>0时，控制系统内下料次数增加1次，当开关量信号计数值=0时，控制系统下料次数累计值不增加。控制系统发出补下料指令，最多连续补料次数3次后，等待下一个下料过程。
当连续超过3次下料过程开关量信号计数值=0，判断为该槽下料回路堵料或料箱充料失败，控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息
在充料过程，当下料指令结束的同时该开关量信号计数值清0开始新的统计，同一时间段内多个开关量中只要有一个光电开关由0变1时，计数加1，下料指令再次发出前，该计数停止；
当在连续10次充料过程中接收到的开关量信号计数值大于0的不少于3次，判断为该槽下料回路漏料发生，控制系统发出下料系统漏料故障报警信息.
当电解槽开始处于停料状态时，开始停料状态计数统计，同一时间段内多个开关量中只要有一个光电开关量信号发出，开关量信号计数值加1，当在停料过程中，开关量信号计数值大于5时，判断为该槽下料回路漏料发生，控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。
本发明在电解槽下料过程和非下料过程均进行工作，可确保下料过程控制为闭环控制。有利于保证氧化铝下料的正常进行和对系统堵料和漏料故障发生似的及时发现和报警，防止槽内氧化铝浓度的过高或过低，防止阳极效应或沉淀的发生。
Claims (12)
1.一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法，其特征在于，安装在电解槽料箱下面下料通道上的可以感知氧化铝粉通过的传感器，将氧化铝通过信息上传给控制系统，控制系统结合下料控制状态对传感器上传的氧化铝通过信息进行分析，从而对电解槽下料系统是否正常下料、是否有堵料或漏料发生进行判断，并进行提示和报警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器在有氧化铝通过时有信号发出，传感器可采用红外、激光、超声波中的任何一种类型的传感器，采用单极漫反射或极板反射或双极对射方式实现。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化铝通过信息以开关量形式被所述控制系统采集，并结合下料状态分三种情况进行统计分析，三种情况的统计包括：下料周期内的下料过程计数统计、充料过程计数统计，以及停料状态计数统计。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述下料过程信号计数统计包括：当电解槽处于非停料状态，即正常、欠量、过量下料状态，下料指令发出的同时开始开关量信号的下料过程计数，下料指令结束时，计数停止，根据计数值判断是否有氧化铝下料通过，进而判断下料动作是否成功执行。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充料过程信号计数统计包括：当电解槽处于非停料状态，即正常、欠量、过量下料状态，当下料指令结束的同时开始开关量信号的充料过程计数，至下一个下料指令开始时，计数停止，根据计数值判断充料状态是否有氧化铝下料通过，进而判断是否有漏料发生。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，下料过程的分析步骤包括：所述控制系统将下料过程接收的开关量信号计数值进行分析，当该开关量信号计数值>0时，所述控制系统将下料次数累计值增加1次，当该开关量信号计数值=0时，所述控制系统不增加下料次数累计值，并且所述控制系统发出补下料指令，连续补料次数不超过n次，其中0＜n≤3n。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，下料过程的分析步骤还包括：当连续超过m次开关量信号计数值=0，则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充料失败，所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息，其中1≤m≤10。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，下料过程的分析步骤还包括：在连续p次下料过程中有q次开关量信号计数值=0，则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充料失败，所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息，其中1≤q＜p≤10。
9.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，充料过程的分析步骤包括：所述控制系统将充料过程接收的开关量信号计数值进行判断分析，当连续n次充料过程开关量信号计数值大于k时，则判断为电解槽下料回路漏料发生，所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息，其中1≤n≤5，0≤k＜5。
10.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，充料过程的分析步骤包括：所述控制系统将充料开关量信号计数值进行判断分析，当在连续n次非下料过程中接收到的信号计数大于k的有m次，则判断为电解槽下料回路漏料发生，所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息，其中1≤m＜n≤10，0≤k≤5。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述停料状态计数统计分析包括：当电解槽开始处于停料状态时，即电解槽在持续一段时间不下料，开始停料状态计数统计，每接收到一次开关量信号，计数值加1，当在停料过程中，计数值大于k时，则判断为电解槽下料回路漏料发生，所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息，其中1≤k≤5。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器安装在电解槽下料器下料通道上。
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