CN107560691A - 一种新鲜氧化铝仓料位检测系统 - Google Patents

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陆文全
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Abstract

本发明涉及一种新鲜氧化铝仓料位检测系统，包括：压力传感器、PLC、伺服电机、旋转编码器以及上位机，本发明通过使用一种锥形压力传感器获取氧化铝仓料位增减信号，再通过旋转编码器记录连接压力传感器的线电缆的收放长度，经过PLC计算得出当前料位的数值，上位机不仅可以显示料位信号，还可以模拟出3D效果的料位画面。本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统可精准的在线连续测量氧化铝仓的料位，为电解铝厂的控制水平的提高贡献力量。

Description

一种新鲜氧化铝仓料位检测系统
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种新鲜氧化铝仓料位检测系统。
背景技术
在电解铝生产过程中，氧化铝是主要原料消耗之一，氧化铝进厂后经输送系统进入新鲜氧化铝料仓。但由于技术手段和现场条件的限制，新鲜氧化铝料仓的料位检测始终是个难题，现有的雷达料位计会因为仓内粉尘过大而导致测量不准确，通过扫描方式立体成像的3D料位计的精确度也欠佳。最为精准的测量方式是由工人爬到料仓顶部，通过下放重锤来手动测量，但此检测方式不仅加大了现有人员的工作量，也不能实现在线连续监测。
发明内容
本发明实施例提供一种新鲜氧化铝仓料位检测系统，可精准的在线连续测量氧化铝仓的料位。
本发明提供一种新鲜氧化铝仓料位检测系统，包括：
压力传感器，用于将压力信号转化成电信号，所述压力传感器包括锥形的壳体，在壳体侧面顶部和底面分别设有厚膜应变片；
PLC，通过电缆与所述压力传感器相连接，用于根据压力传感器输出的电信号判断氧化铝仓内料位的变化情况，当压力传感器检测到顶部有压力时PLC输出第一控制信号，当压力传感器检测到底部压力减小时PLC输出第二控制信号；
伺服电机，根据所述第一控制信号收起电缆，根据所述第二控制信号下放电缆，以改变所述压力传感器在氧化铝仓内的垂直位置；
旋转编码器，设置于所述伺服电机的输出轴上，用于检测伺服电机的角位移并转化成脉冲信号输出给PLC；
所述PLC根据脉冲信号计算得出电缆的收放长度，即可计算出料位的高度。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，所述电缆一端与压力传感器相连接，另一端绕设在卷盘上，所述卷盘在伺服电机的驱动下旋转以实现电缆的收起和下放。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，在所述卷盘的电缆收放口处设有松绳检测开关，当电缆松弛时，收起电缆。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，所述系统还包括设置于氧化铝仓外部的滑轮，所述电缆绕过所述滑轮通过氧化铝仓顶部的通孔进入到氧化铝仓内。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，所述电缆外部套设有电缆保护管。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，所述压力传感器的壳体为不锈钢材质，壳体侧面顶部设有3个厚膜应变片，壳体底面设有1个厚膜应变片，属两线制仪表。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，所述系统包括多个压力传感器，相应的设有多个伺服电机和多个编码器，以检测氧化铝仓内不同位置的料位。
在本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统中，所述系统还包括与所述PLC相连接的上位机，用于模拟出料位画面的3D效果图，直观呈现给操作人员。
本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统通过总结现有检测方法的弊端，通过使用一种锥形的压力传感器获取料位增减信号，再通过编码器记录连接传感器的电缆的收放长度，经过PLC计算得出当前料位的数值。上位机不仅可以显示料位信号，还可以模拟出3D的料位画面。本发明解决了新鲜氧化铝仓无法精准在线测量料位的难题，为电解铝厂的控制水平的提高贡献力量。
附图说明
图1是本发明的一种新鲜氧化铝仓料位检测系统的应用示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种新鲜氧化铝仓料位检测系统，图1是本发明的一种新鲜氧化铝仓料位检测系统的应用示意图。
如图所示，本发明的新鲜氧化铝仓料位检测系统，包括：压力传感器2、PLC7、伺服电机9以及旋转编码器8。
压力传感器2用于将压力信号转化成电信号。压力传感器2包括锥形的壳体，在壳体侧面顶部和底面分别设有厚膜应变片。具体实施时，压力传感器2的壳体采用不锈钢材质，壳体侧面顶部设有3个厚膜应变片，用于检测料位面5是否已超过了压力传感器2的高度；壳体底面设有1个厚膜应变片，用于检测压力传感器2是否在料位面5，该压力传感器2属两线制仪表。
PLC7通过电缆3与压力传感器2相连接，用于根据压力传感器2输出的电信号判断氧化铝仓1内料位的变化情况，当压力传感器2检测到顶部有压力时PLC7输出第一控制信号，当压力传感器2检测到底部压力减小时PLC输出第二控制信号。
伺服电机9，根据第一控制信号收起电缆3，根据第二控制信号下放电缆3，以改变压力传感器2在氧化铝仓1内的垂直位置。
旋转编码器8，设置于伺服电机9的输出轴上，用于检测伺服电机9的角位移并转化成脉冲信号输出给PLC7。PLC7根据脉冲信号计算得出电缆3的收放长度，即可计算出料位的高度。
具体实施时，电缆3一端与压力传感器2相连接，另一端绕设在卷盘12上。卷盘12在伺服电机9的驱动下旋转以实现电缆3的收起和下放。在卷盘12的电缆收放口处设有松绳检测开关11，当电缆松弛时，收起电缆。
具体实施时，本发明系统还包括设置于氧化铝仓1外部的滑轮6。电缆3绕过滑轮6通过氧化铝仓1顶部的通孔进入到氧化铝仓1内。在电缆3的外部还套设有电缆保护管4。
具体实施时，本发明系统可包括多个压力传感器，相应的设有多个伺服电机和多个编码器，以检测氧化铝仓内不同位置的料位。本发明系统还包括与PLC7相连接的上位机10。上位机10可以实时显示料位高度，还可以根据多个压力传感器的检测结果，模拟出料位画面的3D效果图，直观呈现给操作人员。
具体实施时，PLC7、旋转编码器8、伺服电机9、松绳检测开关11以及卷盘12设置于控制箱100中，该控制箱安全等级至少为IP65。
应用本发明的检测系统进行检测的过程如下：当从氧化铝仓顶部倒入氧化铝时，料位面5会上升，此时压力传感器2壳体侧面顶部的厚膜应变片会检测到上部有压力，则PLC7发出第一控制信号，控制伺服电机9带动卷盘12旋转收起电缆；当仓内料位面5下降时，压力传感器2壳体底部的厚膜应变片检测到下部压力减小，则PLC7发出第二控制信号，控制伺服电机9带动卷盘12旋转下放电缆。同时在电缆收放口处设置的松绳检测开关11如果检测到电缆3松弛，拉力不够时，则PLC控制伺服电机9收起电缆。这样就使压力传感器2始终保持在料位表面的高度。设置在伺服电机9的输出轴上的旋转编码器8检测伺服电机9的角位移并转化成脉冲信号输出给PLC7。PLC7根据脉冲信号计算得出电缆3的收放长度，即可计算出料位的高度。上位机10不仅可以实时显示料位高度，通过获取多个压力传感器的料位数据还可以经过特定算法的计算，模拟出料位的3D图像。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，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)

1.一种新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，包括：
压力传感器，用于将压力信号转化成电信号，所述压力传感器包括锥形的壳体，在壳体侧面顶部和底面分别设有厚膜应变片；
PLC，通过电缆与所述压力传感器相连接，用于根据压力传感器输出的电信号判断氧化铝仓内料位的变化情况，当压力传感器检测到顶部有压力时PLC输出第一控制信号，当压力传感器检测到底部压力减小时PLC输出第二控制信号；
伺服电机，根据所述第一控制信号收起电缆，根据所述第二控制信号下放电缆，以改变所述压力传感器在氧化铝仓内的垂直位置；
旋转编码器，设置于所述伺服电机的输出轴上，用于检测伺服电机的角位移并转化成脉冲信号输出给PLC；
所述PLC根据脉冲信号计算得出电缆的收放长度，即可计算出料位的高度。
2.如权利要求1所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，所述电缆一端与压力传感器相连接，另一端绕设在卷盘上，所述卷盘在伺服电机的驱动下旋转以实现电缆的收起和下放。
3.如权利要求2所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，在所述卷盘的电缆收放口处设有松绳检测开关，当电缆松弛时，收起电缆。
4.如权利要求1所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，所述系统还包括设置于氧化铝仓外部的滑轮，所述电缆绕过所述滑轮通过氧化铝仓顶部的通孔进入到氧化铝仓内。
5.如权利要求1所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，所述电缆外部套设有电缆保护管。
6.如权利要求1所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，所述压力传感器的壳体为不锈钢材质，壳体侧面顶部设有3个厚膜应变片，壳体底面设有1个厚膜应变片，属两线制仪表。
7.如权利要求1所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，所述系统包括多个压力传感器，相应的设有多个伺服电机和多个编码器，以检测氧化铝仓内不同位置的料位。
8.如权利要求7所述的新鲜氧化铝仓料位检测系统，其特征在于，所述系统还包括与所述PLC相连接的上位机，用于模拟出料位画面的3D效果图，直观呈现给操作人员。
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