CN108588763B - 电解槽及其打壳下料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电解槽及其打壳下料系统，包括打壳模块和下料模块，还包括用于监测打壳下料数据的传感器和控制模块，控制模块通信连接打壳模块、下料模块和传感器，且控制模块能够根据传感器获取的数据控制打壳模块和下料模块的工作。可实现自适应调整打壳模式、实现按需打壳、检测卡堵异常和气缸故障，通过声光、屏幕显示和语音播报方式报警；从而可减少锤头粘包、减少锤头损耗，从而降低工人劳动强度，卡堵与气缸故障报警可及时检修处理，使各点运行在正常状态，有益于槽况稳定，提高电解槽运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及电解设备领域，特别是涉及一种电解槽及其打壳下料系统。
背景技术
电解车间打壳下料是电解生产的一个最为关键的环节，只有下料点通畅才能保证正常下料，更好的调节物料平衡。然而控制系统只能固定式的打壳即每次打到打壳锤头所及最深处，并不能辨识下料点下料口的通堵情况，也不能准确的给出堵料点报警提示。这种固定式的打壳导致下料不畅或临界堵料时，也只是按照下料周期进行打壳，不能连续打壳以打通下料点，这样导致积料越来越多，最终导致堵死后卡住锤头；并且在下料点堵住后也不能准确报警；另外打壳锤头每次到电解质所及最深处，造成打壳锤头粘连电解质逐次增多，连续多个下料周期后打壳锤头粘一个大包，导致氧化铝物料不能完整下入电解质内，甚至堵死下料点或卡住锤头。
传统方式带来较多的问题，如大量锤头粘包，需人工处理，加大工人劳动强度；锤头深入电解质停留时间长，锤头磨损迅速，锤头使用寿命较短；无论下料点通堵，均按下料周期打壳，每次打到锤头所及最深处，锤头工作无用功较多；堵料点不能准确报警，需要人工逐点排查；排查不及时会引发堵料效应。
因此，如何更好控制打壳深度和打壳次数，实现按需打壳，更精确检测卡堵状态和气缸故障，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电解槽及其打壳下料系统，通过传感器获取打壳下料数据，并根据数据控制打壳模块和下料模块的工作，可实现自适应调整打壳模式、实现按需打壳、检测卡堵异常和气缸故障，从而降低工人劳动强度，卡堵与气缸故障报警可及时检修处理，使各点运行在正常状态，有益于槽况稳定，提高电解槽运行效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电解槽的打壳下料系统，包括打壳模块和下料模块，还包括用于监测打壳下料数据的传感器和控制模块，所述控制模块通信连接所述打壳模块、所述下料模块和所述传感器，且所述控制模块能够根据所述传感器获取的数据控制所述打壳模块和所述下料模块的工作。
优选地，所述打壳模块包括打壳气缸、气控换向阀和先导控制阀，所述打壳气缸的有杆腔和无杆腔分别连通所述气控换向阀的两个工作口，所述气控换向阀的进气口连通主气源，所述气控换向阀的回气口连通所述传感器，所述先导控制阀的进气口连通控制气源，所述先导控制阀的出气口连通所述气控换向阀的控制气口，所述气控换向阀处于第一工作位时，所述主气源连通所述打壳气缸的无杆腔，所述打壳气缸的有杆腔连通所述传感器。
优选地，所述气控换向阀具体为二位五通气控换向阀，所述先导换向阀具体为二位三通换向阀。
优选地，所述下料模块包括下料气缸和电磁换向阀，所述下料气缸的有杆腔和无杆腔分别连通所述电磁换向阀的两个工作口，所述电磁换向阀的进气口连通下料气源。
优选地，所述电磁换向阀具体为二位四通电磁换向阀。
优选地，所述控制模块包括分别通信连接多个所述打壳模块和所述下料模块的多个控制箱，多个所述控制箱通过通讯接口箱连接上位机，所述上位机通过所述控制箱向所述打壳模块和所述下料模块接收发送数据。
优选地，所述上位机还包括数据库和网络云连接装置。
优选地，还包括通信连接所述控制模块的广播模块，所述广播模块包括功放机和多个分区域布置的扬声器，并用于播报故障报警。
本发明提供一种电解槽，包括打壳下料系统，所述打壳下料系统具体为上述任意一项所述的打壳下料系统。
本发明提供一种电解槽及其打壳下料系统，包括打壳模块和下料模块，还包括用于监测打壳下料数据的传感器和控制模块，控制模块通信连接打壳模块、下料模块和传感器，且控制模块能够根据传感器获取的数据控制打壳模块和下料模块的工作。
上述系统的控制方法为：控制打壳模块工作，并获取打壳数据；根据打壳数据进行曲线拟合，提取曲线特征，与历史曲线特征数据进行对比分析，判断下料口通堵状态；下料口临近卡堵时进行深度打壳或自行补充打壳，下料口通畅时选择浅打壳或间隔停打。
通过检测分析气缸打壳过程及变化趋势，调节单点打壳方式，控制气缸打壳状态；有效解决锤头粘包问题、延长锤头使用寿命；同时节约压缩空气用量、降低效应系数、提高电解槽的电流效率、降低生产成本，提高企业的经济效益的设备。可实现自适应调整打壳模式、实现按需打壳、检测卡堵异常和气缸故障，通过声光、屏幕显示和语音播报方式报警；从而可减少锤头粘包、减少锤头损耗，从而降低工人劳动强度，卡堵与气缸故障报警可及时检修处理，使各点运行在正常状态，有益于槽况稳定，提高电解槽运行效率。
附图说明
图1为本发明所提供的打壳下料系统的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电解槽及其打壳下料系统，通过传感器获取打壳下料数据，并根据数据控制打壳模块和下料模块的工作，可实现自适应调整打壳模式、实现按需打壳、检测卡堵异常和气缸故障，从而降低工人劳动强度，卡堵与气缸故障报警可及时检修处理，使各点运行在正常状态，有益于槽况稳定，提高电解槽运行效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供的打壳下料系统的一种具体实施方式的结构示意图。
本发明具体实施方式提供一种电解槽的打壳下料系统，包括打壳模块和下料模块，还包括用于监测打壳下料数据的传感器4和控制模块，控制模块通信连接打壳模块、下料模块和传感器4，且控制模块能够根据传感器4获取的数据控制打壳模块和下料模块的工作。
通过检测分析气缸打壳过程及变化趋势，调节单点打壳方式，控制气缸打壳状态；有效解决锤头粘包问题、延长锤头使用寿命；同时节约压缩空气用量、降低效应系数、提高电解槽的电流效率、降低生产成本，提高企业的经济效益的设备。可实现自适应调整打壳模式、实现按需打壳、检测卡堵异常和气缸故障，通过声光、屏幕显示和语音播报方式报警；从而可减少锤头粘包、减少锤头损耗，从而降低工人劳动强度，卡堵与气缸故障报警可及时检修处理，使各点运行在正常状态，有益于槽况稳定，提高电解槽运行效率。
在本发明具体实施方式提供的打壳下料系统中，可以采用气源作为动力源，其中，打壳模块包括打壳气缸1、气控换向阀2和先导控制阀3，打壳气缸1的有杆腔和无杆腔分别连通气控换向阀2的两个工作口，气控换向阀2的进气口连通主气源，气控换向阀2的回气口连通传感器4，先导控制阀3的进气口连通控制气源，先导控制阀3的出气口连通气控换向阀2的控制气口，气控换向阀2处于第一工作位时，主气源连通打壳气缸1的无杆腔，打壳气缸1的有杆腔连通传感器4。其中，气控换向阀2可以为二位五通气控换向阀，先导控制阀3可以为二位三通电磁换向阀，当然也可采用其他类型的换向阀，均在本发明的保护范围之内。
下料模块包括下料气缸5和电磁换向阀6，下料气缸5的有杆腔和无杆腔分别连通电磁换向阀6的两个工作口，电磁换向阀6的进气口连通下料气源。其中，电磁换向阀6可以为二位四通电磁换向阀。
具体工作过程为：控制模块输出打壳给定信号至先导控制阀3，使其进出气口处于导通状态，控制气源的气体经由先导控制阀3进入气控换向阀2的控制气口，使其切换至第一工作位，进气口导通打壳气缸1的无杆腔，出气口导通打壳气缸1的有杆腔，即气控换向阀2导通，主气源向打壳气缸1供气，打壳气缸1推动锤头向下运行，传感器4采集下行过程中的数据，控制模块根据传感器4反馈数据判断下料口状态，若下料口畅通，控制模块发送下料信号至电磁换向阀6，使下料气源推动下料气缸5伸出，控制定容下料器向电解槽加料。各气缸需要缩回时，根据气压元件的工作原理对其进行控制即可。
若根据传感器4反馈数据，判断下料口堵料，控制模块发出补打命令，重复执行设定次数的打壳过程，将下料口清理干净。如果在打壳动作执行结束后，传感器4反馈的数据仍显示为堵料状态，则由控制模块发出堵料报警信号；同时，控制模块停止向对应点的的电磁换向阀6发出下料信号，防止下料口堵料状态下持续下料引起堆料。
控制方法为：控制打壳模块工作，并获取打壳数据，采集数据与打壳过程同步。然后根据打壳数据进行曲线拟合，提取曲线特征，与历史曲线特征数据进行对比分析，判断下料口通堵状态。根据下料口的不同状态选择不同的打壳方式，下料口临近卡堵时进行深度打壳或自行补充打壳，下料口通畅时选择浅打壳或间隔停打。根据曲线特征对比分析，当控制模块判断单点卡堵时，自行发出信号进行多次打壳，判断打壳次数达到预设次数后是否通畅，如果是则停止打壳进行后续工作，如果否则进行堵料报警，工作人员对其进行处理。
在本发明具体实施方式提供的打壳下料系统中，控制模块包括分别通信连接多个打壳模块和下料模块的多个控制箱7，多个控制箱7通过通讯接口箱8连接上位机9，上位机9通过控制箱7向打壳模块和下料模块接收发送数据。每一个分区布置一套打壳下料系统，每台电解槽加装一台智能打壳控制箱7，每个打壳气缸1加装电磁阀和具有多种功能的传感器4，通过CAN总线将各台控制箱7联机至上位机9，实现单台控制，集中管理。进一步地，上位机9还包括数据库和网络云连接装置。
在打壳、下料执行过程中，记录每台电解槽自动打壳、手动打壳、自动下料、手动下料、堵料故障次数及时间及曲线，都在本地控制器记录，并将这些历史存入上位机9的数据库，数据库可与网络云连接，作为电解车间大数据分析的历史数据库资源。
当控制箱7在一定时间段内未收到系统给定的打壳、下料信号后，将向上位机9上传待确认的槽控机故障信号，待控制人员确认后，本系统接管本台电解槽的打壳、下料工作，按设定周期完成下料任务。
正常工作情况下，控制人员可使用上位机9对系统的参数，如打壳时间、卡堵限值、下料延迟时间等参数进行单独或批量修改，以适应变化的电解槽工况。
在上述各具体实施方式提供的打壳下料系统的基础上，还包括通信连接控制模块的广播模块，广播模块包括功放机10和多个分区域布置的扬声器11，并用于播报故障报警。
根据曲线特征对比分析，当打壳过程异常时，判断为气缸或电磁阀工作故障；可多样式进行报警，报警分为电解槽出铝端报警灯的声光报警、控制柜触摸屏上的堵料点指示和集中控制扬声器11的自动语音播报。在调试期间，为保证电解正常打壳，可人工切换到手动状态，由槽控机控制进行原有模式打壳；在控制模块出现异常时，系统可自动检测，自动切换至手动状态，恢复至原有槽控机模式打壳。监控系统可实时全局监控分区所有控制箱7的工作情况和所有下料点的状态，对所有异常故障弹跳故障显示框并自动进行语音播报，检修人员方便快捷了解故障点和故障类别。
除了上述打壳下料系统，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述打壳下料系统的电解槽，该电解槽其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的电解槽及其打壳下料系统和控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电解槽的打壳下料系统，包括打壳模块和下料模块，其特征在于，还包括用于监测打壳下料数据的传感器(4)和控制模块，所述控制模块通信连接所述打壳模块、所述下料模块和所述传感器(4)，且所述控制模块能够根据所述传感器(4)获取的数据控制所述打壳模块和所述下料模块的工作；
所述打壳模块包括打壳气缸(1)、气控换向阀(2)和先导控制阀(3)，所述打壳气缸(1)的有杆腔和无杆腔分别连通所述气控换向阀(2)的两个工作口，所述气控换向阀(2)的进气口连通主气源，所述气控换向阀(2)的回气口连通所述传感器(4)，所述先导控制阀(3)的进气口连通控制气源，所述先导控制阀(3)的出气口连通所述气控换向阀(2)的控制气口，所述气控换向阀(2)处于第一工作位时，所述主气源连通所述打壳气缸(1)的无杆腔，所述打壳气缸(1)的有杆腔连通所述传感器(4)；
所述传感器(4)获取打壳数据，采集数据与打壳过程同步，根据打壳数据进行曲线拟合，提取曲线特征，与历史曲线特征数据进行对比分析，判断下料口通堵状态。
2.根据权利要求1所述的打壳下料系统，其特征在于，所述气控换向阀(2)具体为二位五通气控换向阀，所述先导控制阀(3)具体为二位三通换向阀。
3.根据权利要求1所述的打壳下料系统，其特征在于，所述下料模块包括下料气缸(5)和电磁换向阀(6)，所述下料气缸(5)的有杆腔和无杆腔分别连通所述电磁换向阀(6)的两个工作口，所述电磁换向阀(6)的进气口连通下料气源。
4.根据权利要求3所述的打壳下料系统，其特征在于，所述电磁换向阀(6)具体为二位四通电磁换向阀。
5.根据权利要求1所述的打壳下料系统，其特征在于，所述控制模块包括分别通信连接多个所述打壳模块和所述下料模块的多个控制箱(7)，多个所述控制箱(7)通过通讯接口箱(8)连接上位机(9)，所述上位机(9)通过所述控制箱(7)向所述打壳模块和所述下料模块接收发送数据。
6.根据权利要求5所述的打壳下料系统，其特征在于，所述上位机(9)还包括数据库和网络云连接装置。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的打壳下料系统，其特征在于，还包括通信连接所述控制模块的广播模块，所述广播模块包括功放机(10)和多个分区域布置的扬声器(11)，并用于播报故障报警。
8.一种电解槽，包括打壳下料系统，其特征在于，所述打壳下料系统具体为权利要求1至7任意一项所述的打壳下料系统。
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