CN107059052B - 一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统，通过及时获取电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息，以判断获取铜电解行车的作业状态，从而获取铜电解行车的下一状态的控制信息，将铜电解车间生产现场的信息自动转换成铜电解行车的下一状态的控制信号，并将控制信号发送至控制室，从而实现对铜电解车间电解槽内状况的实时远程监控，大大减轻了行车操作人员和地面巡视人员的工作强度，对指导铜电解生产调度、安全管理以及提高生产效率具有极其重要的意义。

Description

一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，更具体地，涉及一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统。

背景技术

电解精炼是有色金属冶炼特别是铜冶炼过程中的主要手段。在有色金属中，铜、铅、锌与镍的电解或电积过程均基于电化学原理。铜电解精炼的过程具体为：将阴极、阳极置于电解槽中，在通电情况下发生电化学反应，金属铜在阴极上不断析出成为阴极铜，阳极不断溶解，铜以离子状态进入电解液。

在传统的铜电解生产中，电解槽槽面区信息的获取一般需要通过行车操作人员和地面巡视人员来进行目测监视，这种信息获取方式相对来说准确度不够高，可能会出现误读的情况，同时需要投入较多的人力，也比较耗时，再加上电解车间较为恶劣的作业环境，在这种情况下，操作人员注意力需要高度集中，地面人员需要同步给予指示，工作强度都很大，造成生产效率较低，人力成本较高。如果缺乏地面巡视人员指引时，行车操作人员更是需要时刻注意各个槽的槽位状态信息并牢记以便迅速安排下一轮的作业调度，势必导致行车操作人员工作强度的进一步增大，且常常发生误判而导致行车重复行走甚至操作失误的现象，这极大影响了整个车间的生产效率和安全性。

随着信息技术及自动化技术的不断发展和完善，为了便于行车操作人员实时掌握铜电解生产的实时信息，快速准确对行车进行任务调度，铜电解生产管理信息化需求迫切。

发明内容

本发明提供一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统，以解决现有铜电解车间生产现场无法实现对电解槽内状态的实时监控从而致使其影响车间生产效率和安全的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，包括以下步骤：

基于电解槽内极板状态信息，判断获取铜电解行车的当前状态，以得到铜电解行车的下一运动状态控制信息。

在上述方案基础上优选，所述电解槽内极板状态信息的获取方法为:

基于铜电解行车运动时的目标位置、工作类型、负载类型及吊具状态以获得。

在上述方案基础上优选，所述铜电解行车运动时的工作类型包括只出槽状态、只装槽状态和出装槽状态。

在上述方案基础上优选，所述铜电解行车运动时的负载类型包括阴极板、阳极板56块、阳极板58块。

在上述方案基础上优选，所述铜电解行车运动时的吊具状态包括阴极钩的开闭状态、阳极侧钩的升降状态，所述阴极钩和阳极钩装设在所述铜电解行车上，并可相对所述铜电解行车上下运动。

在上述方案基础上优选，在上位机中建立电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息和铜电解行车状态之间的逻辑关系模板。

在上述方案基础上优选，其进一步包括：获取电解槽通断电信息，用于辅助矫正所述电解槽内极板状态信息。

本发明还提供了一种铜电解车间电解槽内状态自动转换系统，

电解槽内极板状态信息采集模块，用于获取电解槽内极板状态信息；

上位机，用于接收所述电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息，并判断获取铜电解行车的当前状态，以获得铜电解行车的下一运动状态控制信息。

在上述方案基础上优选，所述上位机内设有逻辑关系模板，所述逻辑关系模板内规定了电解槽内极板状态信息与铜电解行车状态之间的关系。

在上述方案基础上优选，其进一步包括：

电解槽通断电信息采集模块，用于获取电解槽通断电信息以辅助矫正所述电解槽内极板状态信息。

本发明提供了一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统，通过及时获取电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息，以判断获取铜电解行车的作业状态，从而获取铜电解行车的下一状态的控制信息，将铜电解车间生产现场的信息自动转换成铜电解行车的下一状态的控制信号，并将控制信号发送至控制室，从而实现对铜电解车间电解槽内状况的实时远程监控，大大减轻了行车操作人员和地面巡视人员的工作强度，对指导铜电解生产调度、安全管理以及提高生产效率具有极其重要的意义。

附图说明

图1是本发明的铜电解车间电解槽内状态自动转换流程示意图；

图2是本发明的铜电解车间电解槽分布情况示意图；

图3是本发明的铜电解专用行车极板运输流程示意图；

图4是本发明的铜电解车间电解槽内极板状态说明示意图；

图5是本发明的铜电解车间电解槽内状态显示示意图；

图6是本发明的铜电解车间电解槽内状态显示上位机实现过程流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

需要说明的是，本发明的铜电解车间阴阳极板电解周期一定，周期终结时，铜电解行车要迅速完成电解槽极板更新工作，电解槽内状态信息随之发生变化，铜电解行车架设在电解槽上，主要用于极板搬运，来回运行于地面机组区和电解槽区之间。

请参阅图1所示，本发明提供了一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，包括基于电解槽内极板状态信息，判断获取铜电解行车的当前状态，以得到铜电解行车的下一运动状态控制信息。

为了便于说明本发明的详细技术方案，以下介绍将整个铜电解车间分为A、B、C、D、E、F六组，每组中都有4列，且每一列均有15个电解槽，共计360个电解槽，铜电解车间的电解槽分布情况示意图如图2所示。

需要说明的是，每一组中相邻2列电解槽通断电情况相同，则整个车间通断电信息一共有12组。电解槽区内电解槽的情况由分散控制系统(Distributed Control System：DCS)进行监控，分配DCS系统与PLC的通信地址，获取电解槽的通断电信息。即在DCS系统中建立了360个与电解槽对应的存储地址，每个存储地址对应一个存储空间，用于存储对应电解槽的通信状态信息，同时在PLC程序中建立与DCS系统对应的360个通讯地址。

以下将详细介绍电解槽内极板状态信息获取的过程，请参阅图3所示。

其中，本发明电解槽内极板状态信息包括空槽状态、满槽状态、阳极板2块状态、阳极板58块状态和临时阴极状态，上位机根据铜电解行车运动时的目标位置、工作类型、负载类型及吊具状态以获得电解槽内极板状态信息，而本发明的铜电解行车运动时的工作类型包括只出槽状态、只装槽状态和出装槽状态；铜电解行车运动时的负载类型包括阴极板、阳极板56块、阳极板58块；铜电解行车运动时的吊具状态包括阴极钩的开闭状态、阳极侧钩的升降状态，阴极钩和阳极钩装设在所述铜电解行车上，并可相对所述铜电解行车上下运动。

上位机获取电解槽内极板状态信息后，得到铜电解行车当前状态，再根据铜电解行车当前状态以得到铜电解行车下一运动状态信息，上位机利用铜电解行车的下一运动状态控制信号以控制铜电解行车运动。

为了方便获取电解槽内极板状态信息，本发明在上位机中设置了组态电解槽内极板状态信息显示图形控件，并建立槽内极板工作类型状态:empty(空槽)、full(满槽)、anode(阳极板58块)、anode2(阳极板2块)、temporary(临时阴极)。配合在PLC的DB块中建立360个槽的槽位状态数据库，同时根据铜电解行车在程序中定义的当前目标位置、工作类型、负载类型以及吊具的状态变量的变化，进行逻辑判断，对存储于DB块各电解槽的槽内极板状态信息进行自动转换和实时读取，并在中控室上位机和司机室触摸屏显示，指导现场进行生产作业调度，提高生产效率。

在上位机中的图形界面中，以5种颜色来区分5种极板状态，一一对应:

当矩形控件为无颜色时，此时变量empty为1，即当前该电解槽极板状态为空槽状态；

当矩形控件为红色时，此时变量full为2，即当前该电解槽极板状态为满槽状态；

当矩形控件为深蓝色时，此时变量anode为3，即当前该电解槽极板状态为阳极板58块状态；

当矩形控件为黄色时，此时变量anode2为4，即当前该电解槽极板状态为阳极板2块状态。

当矩形控件为深绿色时，此时变量temporary为5，即当前该电解槽极板状态为临时阴极状态。

具体铜电解车间电解槽内极板状态说明示意图见如图4所示。

由于行车的负载类型视具体情况可包括阴极板、阳极板56块及阳极板58块三种类型，负载类型不同，吊具的特定结构会有不同的动作；其中，负载类型指行车吊具起吊和下放的整槽的极板类型和数量，电解槽两侧的两块阳极板电解速度较慢，故在电解周期内起吊或下放阳极板存在相隔两块的区别，负载类型由实际单个电解槽的阴阳极板数量(例如56,58)不同而不同；又因为作业类型包括只出槽、只装槽和出装槽三种作业类型，同时为了保证安全，电解周期到达时其出装槽顺序为：出槽必须先出阴极后出阳极，装槽必须先装阳极后装阴极。

因此，为了准确直观获取当前电解槽内极板状态信息及铜电解行车的下一运动状态控制信息，本发明还在上位机中建立电解槽内极板状态信息与铜电解行车状态之间的逻辑关系模板。

其中，本发明的电解槽内极板状态信息与铜电解行车状态之间的逻辑关系模板为：

(1)当获取的铜电解行车的工作状态为只出槽状态且其负载为阴极板时：则获取当前阴极钩为空钩打开状态，铜电解行车的运动轨迹为：自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阴极钩打开到位，阴极钩关闭到位，吊具上升则满槽状态→阳极板58块状态；

(2)当获取的铜电解行车的工作状态为只出槽状态且其负载类型为阳极板56块：则获取当前阳极钩为空钩打开状态，铜电解行车自动定位至目标槽位，阳极钩侧钩上升到位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩关闭到位，吊具上升则阳极板58块状态→阳极板2块状态；

(3)当获取的铜电解行车的工作状态为只出槽状态且其负载类型为阳极板58块：则获取当前阳极钩为空钩打开状态，铜电解行车自动定位至目标槽位，阳极钩侧钩下降到位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩关闭到位，吊具上升则阳极板58块状态→空槽状态；

(4)当获取的铜电解行车的工作状态为只装槽状态且其负载类型为阴极板：则获取当前阴极钩为满钩关闭状态，铜电解行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阴极钩打开到位，吊具上升则阳极板58块状态→满槽状态；

(5)当获取的铜电解行车的工作状态为只装槽状态且其负载类型为阳极板56块：则获取当前阳极钩侧钩上升到位，阳极钩处于关闭状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩打开到位，吊具上升则阳极板2块状态→阳极板58块状态；

(6)当获取的铜电解行车的工作状态为只装槽且负载为阳极板58块：则获取当前阳极钩侧钩下降到位，阳极钩处于关闭状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩打开到位，吊具上升则空槽状态→阳极板58块状态；

(7)当获取的铜电解行车的工作状态为出装槽且其负载为阴极板：则获取当前阴极钩为空钩打开状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阴极钩关闭到位，吊具上升则满槽状态→阳极板58块状态；若当前阴极钩为满钩关闭状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阴极钩打开到位，吊具上升则阳极板58块状态→满槽状态；

(8)当获取的铜电解行车的工作状态为出装槽且其负载为阳极板56块：则获取当前阳极钩为空钩打开状态，行车自动定位至目标槽位，阳极钩侧钩上升到位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩关闭到位，吊具上升则阳极板58块→阳极板2块状态；若当前阳极钩侧钩上升到位且阳极钩处于关闭状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩打开到位，吊具上升则阳极板2块状态→阳极板58块；

(9)当获取的铜电解行车的工作状态为出装槽且其负载为阳极板58块：则获取当前阳极钩为空钩打开状态，行车自动定位至目标槽位，阳极钩侧钩下降到位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩关闭到位，吊具上升则阳极板58块→空槽状态；若当前阳极钩侧钩下降到位且阳极钩处于关闭状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阳极钩打开到位，吊具上升则空槽状态→阳极板58块。

(10)当获取的铜电解行车的工作状态为非正常作业时，在电解槽处于空槽或阳极2块时装入阴极板：则获取当前阴极钩为满钩关闭状态，行车自动定位至目标槽位，吊具接液盘打开到位，吊具下降到位，阴极钩打开到位，吊具上升则空槽→临时阴极或阳极2块→临时阴极。

PLC与DCS建立通信后，上位机和触摸屏图形界面进行实时变化显示，铜电解车间电解槽内状态显示示意图如图5所示。

进一步的，为了确保判断获取铜电解行车的当前状态准确性，防止铜电解行车处于非正常状态时影响电解槽内极板状态信息的准确性，本发明在进行判断获取铜电解行车的当前状态时，还设计了用于矫正电解槽内极板状态信息的步骤，且该步骤为通过获取电解槽通断电信息，以得到当前电解槽内极板状态信息，并将其与所获得的电解槽内极板状态信息进行比较，当两者相同时，则表示得到的铜电解行车当前状态为准确的，否则，则表示根据电解槽内极板状态信息判断所得到铜电解行车的当前状态不准确，进行自动矫正，从而达到矫正的目的。

本发明为了实现控制人员能够远程及时获取当前电解槽的通断电状态，还设计了在上位机中建立电解槽内通断电状态信息显示图形控件，通过建立Electricity通断电状态变量，对图形控件进行组态，将通断电状态变量与分配的地址进行连接，由Electricity通断电状态变量的变化来改变图形控件的变化，其中，通电和断电两种状态分别通过1和0表示，1表示通电，0表示断电。在上位机图形界面中，当圆形控件显示绿色为通电状态，红色时为断电状态，触摸屏为矩形显示，颜色变化亦然。电解槽内状态显示实现过程流程示意图如图6所示。

本发明还提供了一种铜电解车间电解槽内状态自动转换系统，其包括：

电解槽内极板状态信息采集模块，用于获取电解槽内极板状态信息；

上位机，用于接收电解槽内极板状态信息，并判断获取铜电解行车的当前状态，以获得铜电解行车的下一运动状态控制信息。

进一步的，上位机内设有逻辑关系模板，逻辑关系模板内规定了电解槽内极板状态信息与铜电解行车状态之间的关系。

其中，电解槽内极板状态信息包括空槽状态、满槽状态、阳极板2块状态、阳极板58块状态和临时阴极状态，上位机根据铜电解行车运动时的目标位置、工作类型、负载类型及吊具状态以获得电解槽内极板状态信息，而本发明的铜电解行车运动时的工作类型包括只出槽状态、只装槽状态和出装槽状态；铜电解行车运动时的负载类型包括阴极板、阳极板56块、阳极板58块；铜电解行车运动时的吊具状态包括阴极钩的开闭状态、阳极侧钩的升降状态，阴极钩和阳极钩装设在所述铜电解行车上，并可相对所述铜电解行车上下运动。由于电解槽内极板状态信息与铜电解行车的下一运动状态控制信息的逻辑关系，在上述文件中已叙述，故在此不再赘述。

在本发明另一优选实施例中，本发明的铜电解车间电解槽内状态自动转换系统进一步还包括电解槽通断电信息采集模块，该电解槽通断电信息采集模块用于获取电解槽通断电信息以辅助矫正电解槽内极板状态信息。

本发明提供了一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统，通过及时获取电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息，以准确判断获取铜电解行车的作业状态，从而获取铜电解行车的下一状态的控制信息，将铜电解车间生产现场的信息自动转换成铜电解行车的下一状态的控制信号，并将控制信号发送至控制室，从而实现对铜电解车间电解槽内状况的实时远程监控，大大减轻了行车操作人员和地面巡视人员的工作强度，对指导铜电解生产调度、安全管理以及提高生产效率具有极其重要的意义。

本发明实施例中所公开的铜电解车间电解槽内状态自动转换方法及其系统，可以根据铜电解的工艺流程以及铜电解专用行车的作业规律来展开，对电解槽内状态进行自动转换及显示，全面实时监控铜电解车间电解槽内状态信息，保证整个铜电解车间极板搬运的有序性、快速性和准确性，提高铜电解的生产效率，减轻行车操作人员的工作强度，同时也提高铜电解车间电解过程的信息化和自动化水平。

随着铜电解生产管理信息化需求的迫切，同时为方便行车操作人员快速准确对行车进行任务调度，对铜电解车间电解槽内状态进行自动转换及显示显得尤其必要，本发明通过将车间生产现场的电解槽内状态进行自动转换并实时显示到中控室上位机和司机室触摸屏，实现了对铜电解车间电解槽内状态的实时监控，为制定合理生产计划起到了关键指导作用，同时，节省了人力物力，大大优化了铜电解车间的生产过程。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

在上位机中建立电解槽内极板状态信息与铜电解行车状态之间的逻辑关系模板；基于电解槽内极板状态信息，判断获取铜电解行车的当前状态，以得到铜电解行车的下一运动状态控制信息；上位机利用铜电解行车的下一运动状态控制信息以控制铜电解行车运动；

所述电解槽内极板状态信息的获取方法为:

基于铜电解行车运动时的目标位置、工作类型、负载类型及吊具状态以获得。

2.如权利要求1所述的一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，其特征在于，所述铜电解行车运动时的工作类型包括只出槽状态、只装槽状态和出装槽状态。

3.如权利要求1所述的一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，其特征在于，所述铜电解行车运动时的负载类型包括阴极板、阳极板56块、阳极板58块。

4.如权利要求1所述的一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，其特征在于，所述铜电解行车运动时的吊具状态包括阴极钩的开闭状态、阳极侧钩的升降状态，所述阴极钩和阳极钩装设在所述铜电解行车上，并可相对所述铜电解行车上下运动。

5.如权利要求1述的一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，其特征在于，在上位机中建立电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息和铜电解行车状态之间的逻辑关系模板。

6.如权利要求1所述的一种铜电解车间电解槽内状态自动转换方法，其特征在于，其进一步包括：获取电解槽通断电信息，用于辅助矫正所述电解槽内极板状态信息。

7.一种铜电解车间电解槽内状态自动转换系统，其特征在于，

电解槽内极板状态信息采集模块，用于获取电解槽内极板状态信息；

上位机，用于接收所述电解槽通断电信息与电解槽内极板状态信息，并判断获取铜电解行车的当前状态，以获得铜电解行车的下一运动状态控制信息；

所述上位机内设有逻辑关系模板，所述逻辑关系模板内规定了电解槽内极板状态信息与铜电解行车状态之间的关系。

8.如权利要求7所述的一种铜电解车间电解槽内状态自动转换系统，其特征在于，其进一步包括：

电解槽通断电信息采集模块，用于获取电解槽通断电信息以辅助矫正所述电解槽内极板状态信息。