CN104694969A - 氧化铝输送及电解烟气净化控制系统 - Google Patents

氧化铝输送及电解烟气净化控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于电解铝输送和生产过程中的氧化铝输送及电解烟气净化控制系统。其特征在于该控制系统能够通过监控级、控制级、数据采集和执行级三级结构，解决铝电解产生的环境污染问题，并且解决了氟化铝的回收问题。本新型装置建立的铝电解烟气净化系统，是为了解决电解系列扩容后铝冶炼企业烟气净化的问题，力求使得系统参数指标达到国家标准。

Description

氧化铝输送及电解烟气净化控制系统
技术领域
本发明属于应用于环保领域的智能控制系统，是结合机械、电子、控制技术为一体的机电一体化设备。
背景技术
铝电解的生产控制系统，主要由氧化铝输送，电解烟气净化及电解槽控制三大部分组成。在氧化铝输送系统方面，主要有3种输送方式:即稀相输送、浓相输送、超浓相输送技术。国内只在有色行业部分企业采用了一些稀相和浓相、超浓相输送技术，火力发电部分企业采用了浓相输送技术，水泥行业则采用了稀相输送技术，其他大部分行业均采用的是敞开式输送方式。本论文采用浓相输送与斜槽输送相结合的方式来进行氧化铝输送。在电解铝生产过程中，会产生大量有害烟气，这种气体严重危害人类的健康，破坏生态环境。由于受经济利益的驱动，扩大产量和降低能耗方面的研究成果较多，环保领域的研究工作尚待深入进行。本新型装置针对电解铝的输送和生产过程，研发了氧化铝的输送控制系统和烟气净化控制系统，以解决铝电解产生的环境污染问题。与此同时，解决了氟化盐和氧化铝的回收问题。
发明内容
氧化铝输送及电解烟气净化控制系统的设计采用了由 AB 公司 1746 系列的PLC 控制系统结构，分三级控制，即监控级、控制级、数据采集和执行级，并由两级总线复合而成。整个系统分为两个子系统，氧化铝输送系统和电解烟气净化系统。第一级为监控级，实现了控制系统运行状况的实时监测，包括各种参数的显示、实时曲线的查询、区域故障的诊断和各子系统之间的协调。完成了对系统运行状态数据的收集、处理、存档、显示，以及有关生产工艺参数的设置。第二级为两个 PLC 控制的子系统，每台PLC 完成了相应子系统设备的控制和对生产系统运行状态数据的采集；现场异步电机全部采用了变频器进行控制，在调速、节能和投料量的控制方面不仅有效，而且方便。信息的传递采用工业以太网。第三级由控制电器、传感器和仪表等组成，实现了现场数据的采集和对控制对象的控制。
氧化铝储运采用斜槽输送技术，其主要设备就是风动溜槽和离心风机。氧化铝输送系统是将经过一定量的配比的氧化铝和氟化盐输送到电解槽供电解使
用的过程。通过人工或天车吊运，先将氟化盐运送到电解槽的氟化盐大料箱内，然后通过大料箱底部风动溜槽，将大料箱内的氟化盐输送到小氟化盐罐，当需要添加氟化盐时，槽控机发出指令给打壳气缸电磁阀，打壳气缸动作，在凝固的壳面上击打出一个加料洞眼(从出铝端向烟道端第二点为氟化盐添加下料点)。其系统组成图如附图1。
在铝电解烟气进化处理的工艺方法，其工艺过程主要包括电解槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风等五个部分。
在氧化铝及电解烟气净气自动化系统中，主要由上位机、PLC、变频器、气动蝶阀、温度传感器、质量流量仪、电磁流量仪、称重传感器、压力变速器和电机组成一个完整的控制系统。其结构框图如附图2。
本系统软件是应用美国 AB 公司的 SLC500 梯形图语言编制，从功能上分为启动程序，手动/自动转换与控制程序，反吹风控制程序，新鲜、载氟氧化铝自动加料控制程序，故障报警处理程序，操作显示程序，方便地实现了工序的顺序操作和风机的定值控制及任意时刻手动/自动的无扰动切换。该系统的软件功能表如附图3。
附图说明
图1是氧化铝输送系统组成图；
图2是氧化铝及电解烟气净气控制系统硬件结构图；
图3是软件功能图。
具体实施方式
在氧化铝输送及电解烟气净化控制系统，该控制系统设计是以可编程控制器(PLC)为控制核心加上计算机上、下位机的控制结构。其中，PLC负责硬件开关量I/0的控制和模拟信号的采集调节，计算机用来进行参数修改与设定，手动、半自动、全自动控制，在线监视，数据存贮与查询等工作。该部分在整个系统中非常重要，其作用在于应用罗克韦尔下位机Rsview32软件对现场采集到的信号和数据的采集和记录，同时可生成实时和历史曲线、报表等，通过上位机对模拟信号采集器采集的模拟信号进行数据处理。
过程测量与执行级包括烟气净化系统中各子系统的现场检测元件和执行元件。检测元件包括温度仪表、压力仪表、料位计、流量计、物位仪表、称重传感器等，能够对现场各设备参数、数据及各种信息的采集，执行元件为电磁阀以及变频器等，用来实现对 现场的各类设备进行控制。
本系统软件体系分为工业控制机操作站实时图形监控软件及 SLC500 I/O过程站软件，其中图形监视软件是 Rockwell Automation 公司的工控组态软件 RSView32，SLC500 I/0过程站软件是 RSLogix500。RSLogix500 运行在 Windows2000 环境下，可以完成梯形编辑、拖放编辑、I/0 模块布局和配置、数据库编辑、程序出错诊断、与 RSView32共享数据库等功能。两部分软件分别运行在系统的不同层次的硬件平台上，并通过通讯板卡连接 Ethernet/IP 网络及网络通讯软件进行互为配合、互为协调的信息交换。
该系统经过测试，调试结果非常成功。该系统可以使大型电解槽和铝电解烟气净化控制系统的各个子系统之间信息流畅，协调良好，性能优化。推广应用后，可改善和缓解我过铝冶炼工业发展中带来的环境污染问题。

Claims (4)

1.一种能够应用于环保领域的氧化铝输送及电解烟气净化控制系统，该控制系统能够通过监控级、控制级、数据采集和执行级三级结构，实现了对氧化铝输送过程和电解烟气处理过程的监控、控制、数据采集等功能，解决铝电解的环境污染问题、氟化盐和氧化铝的回收问题。
2.根据权利要求1所述的氧化铝输送及电解烟气净化控制系统，该控制系统通过监控级能够实现对氧化铝输送过程和电解烟气处理过程的监控功能，其特征在于，实现了控制系统运行状况的实时监测，包括各种参数的显示、实时曲线的查询、区域故障的诊断和各子系统之间的协调。
3.根据权利要求1所述的氧化铝输送及电解烟气净化控制系统，该控制系统通过控制级实现对氧化铝输送过程和电解烟气处理过程的控制功能，其特征在于，在系统中有两个 PLC 控制的子系统，每台PLC 完成了相应子系统设备的控制和对生产系统运行状态数据的采集。
4.根据权利要求1所述的氧化铝输送及电解烟气净化控制系统，该控制系统通过数据采集和执行级对氧化铝输送过程和电解烟气处理过程实现数据的采集功能，其特征在于，该控制系统控制级由控制电器、传感器和仪表等组成，实现了现场数据的采集和对控制对象的控制。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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NO20181482A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-21 Norsk Hydro As Method and system for controlling suction of off-gases from electrolysis cells
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