CN1462820A - 铝电解配料自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解配料过程自动控制系统，其主控设备为可编程序控制器或工控机。采用了静态计量方式解决了用冲板流量计计量不准的问题，实现了计量的准确；控制配料I系统与II系统的交替轮回工作，实现了排料的连续，解决了静态计量使排料不能连续的问题。在I系统或II系统一个系统的配料过程中，随着载氟氧化铝料斗的连续下料，氟化盐料箱又分为若干次排料，加之缓冲箱的沸腾床使原料流态化的作用，使配料更均匀化。

Description

铝电解配料自动控制系统

所属技术领域

本发明涉及一种铝电解生产过程的控制系统，尤其涉及电解生产所需原料的配料控制。

背景技术

铝电解槽生产过程需要的原料有载氟氧化铝和添加剂氟化盐。原料在输送给电解槽之前，要在配料站先进行配料，以保证熔融电解质的合理成分，即电解槽生产过程中槽内电解质适当的分子比。同时，为了掌握原料的消耗量，需要准确计量上述两种原料。

以往的载氟氧化铝和氧化铝计量，采用冲板流量计，这种计量方式的优点是能保证连续出料，缺点是由于动负荷，计量过程受机械振动及料流不畅、粘冲板等各方面的不利影响，使计量不准确。由于计量不准确，就做不到配料准确，这样设计的配料系统往往不能正常运行。在不采用冲板流量计连续计量方式后，采用了静态计量的方法，即在料斗下方的合适位置安装压力传感器，配上二次仪表，组成计量系统，能够实现原料的准确计量，但不能实现连续出料，满足不了下游工序---物料输送系统的需要，同时，配料也不可能达到均匀化的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种铝电解配料自动控制系统，它既能保证计量的准确度又能实现连续出料，使配料准确均匀。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：在缓冲箱的上方，设有2个用于载氟氧化铝计量的料斗，还设有2个用于氟化盐计量的料箱，在每个氟化盐料箱中，有2个容量不同的定容下料器。两个载氟氧化铝料斗下面安装压力传感器，通过二次仪表实现静态计量。两个载氟氧化铝料斗的工作状态是交替轮回的，即：当一个料斗充料及计量时，另一个料斗在排料。两个氟化盐料箱中的容量不同的定容器，是定量计量，它们的工作状态同样是充料与排料交替轮回的进行。在载氟氧化铝料斗排料过程中，对料斗内的物料余量始终在计量，每当余料到达某一个设定值时，氟化盐料箱内的两个定容器之一排料一次，共设有N个料量档段的设定值，来控制氟化盐料箱中的两个定容器各交替下料1/2N次。该料箱在载氟氧化铝料斗的一个排料全过程中也相应排料N次。当一个载氟氧化铝料斗及其氟化盐料箱的排料过程完成后，即进入充料过程，而另一个载氟氧化铝料斗及其氟化盐料箱开始排料，两个系统的工作状态实现交替与轮回。

在缓冲箱的内部下方位置，有沸腾床，物料流态化后连续送往电解车间的物料输送系统。

整个配料系统的工作是在可编程序控制器或工控机的控制下，按事先确定的原料配比，自动进行的。

本发明的优点和效果是：采用该控制系统的静态计量方式，解决了以往采用冲板流量计计量不准的问题。采用的两个配料系统在1台可编程序控制器或工业控制机的控制下，实现了两个系统的交替轮回配料和排料，使物料输送过程连续，解决了单一静态计量不能实现连续排料的问题。氟化盐的下料过程分6次进行配料，加之缓冲箱的沸腾床作用，使配料均匀化。

附图说明

图1是本发明的配料系统PI图；

图2是本发明的过程控制框图。

具体实施方式

载氟氧化铝称重料斗1，氟化盐料箱中的定容器11和12以及电磁阀SV101、SV102、SV103、SV104、SV105、SV106，称重用的压力传感器和二次仪表，载氟氧化铝沸腾床等，组成一个系统，简称为I系统；载氟氧化铝称料斗2，氟化盐料箱中的定容器21和22以及电磁阀SV201、SV202、SV203、SV204、SV205、SV206，称重用的压力传感器和二次仪表，载氟氧化铝沸腾床等，组成另一个系统，简称为II系统。

在两个载氟氧化铝称重料斗上方有一个载氟氧化铝仓，在两个氟化盐料箱的上方有一条输送氟化盐的风动流槽。I系统和II系统组成的配料系统共用一个缓冲箱，在缓冲箱下部有一个风动流槽，使配料系统的排料在缓冲箱内流态化，进一步均匀化，然后由风动流槽送给电解车间的原料输送系统。

配料控制系统的主控设备可以是可编程序控制器，也可以是工控机。配料系统所有工艺设备及配料过程均可以在模拟盘上显示。当主控设备选择用工控机时，在它的屏幕上可显示配料流程。当任一个电磁阀出现故障时，均能发出报警信号。原料的累积计量在二次仪表上显示，当用工控机主控时，该信号还可以送入工控机作历史记录、打印报表。

配料控制系统的启动：手按系统启动按钮，可编程序控制器即开始工作。当两个载氟氧化铝称重料斗都处于料空状态时，I系统的SV101开，SV102开，料斗1开始充料；II系统的SV201开，SV202开，料斗2也开始充料。当两个料斗都达到设定的满量值时，比如2000Kg，用料斗1的满量信号屏蔽掉SV203关的判断语句，使I系统的下料和配料程序运行。这种屏蔽，实际上是在系统启动时只进行1次，以后不再屏蔽。

配料控制系统的工作是这样进行的：

I系统在启动过程中通过信号屏蔽优先后，I系统的SV103开，开始向缓冲箱排料。载氟氧化铝料斗内的物料重量，随着下料在不断减少，从满量值到料空，可以分为若干个档段值N，此实例中分为6个档段，即料满量值N＝6，料空时为N＝0。当N＝6时，SV102关，SV101关，I系统的氟化盐料箱中的定容器11在SV105打开后开始下料，经过2秒后，定容器11下料完毕，SV105关。定容器11和12的上方，氟化盐料箱的内部，有一个水平的带下料孔的钢制隔板，当SV104打开后，氟化盐流槽开始给氟化盐料箱加料，料下到这个隔板上，分别由SV105和SV106控制定容器11和12内的钟形连体阀门，充料阀开时下料阀关，充料阀关时下料阀开。SV105开时，定容器11停止充料，开始下料，SV105关时，定容器11开始充料，停止下料。定容器12受SV106的控制也是如此。

当I系统的载氟氧化铝称重料斗下料到满量值的5/6时，即N＝5时，称重二次表发出信号，SV106开，定容器12开始下料，2秒后，SV106关。当I系统的载氟氧化铝称重料斗下料到满量值的2/3时，即N＝4时，称重二次表又发出信号，SV105开，定容器11又开始下料，经2秒后，定容器11下料完毕，SV105关。当I系统的载氟氧化铝称重料斗下料到满量值的1/2时，即N＝3时，SV106开，定容器12开始下料，2秒后SV106关。当I系统的载氟氧化铝称重料斗下料到满量值的1/3时，即N＝2时，SV105开，定容器11开始下料，2秒后SV105关。当N＝1时，即料斗1中的余料量为满量值的1/6时，SV106开，定容器12下料，2秒种后SV106关。

当I系统的载氟氧化铝称重料斗内的物料下完即料空时，计量二次仪表发出信号，通过可编程序控制器或工业控制机，使排料阀SV103关断、SV104关断，I系统下料结束。SV103关后又打开SV101和SV102，料斗1的充料又开始。SV104同时打开，向氟化盐料箱的充料也开始。

I系统与II系统的配料部分的交替过程这样完成的：

在II系统的载氟氧化铝称重料斗2达到设定的满量值后，SV202关，SV201关，接着要判断此时I系统的排料阀SV103的状态，如果SV103是打开的，则II系统的配料程序开始，和I系统的配料过程相同。如果SV103是关断的，则II系统的配料程序不往下进行，等待I系统的SV103的状态改为关以后再进行。这就是说，当I系统在配料排料期间内，II系统只进行充料，满量后等待SV103的关断信号。当II系统在配料排料期间内，由于在I系统的配料部分也有一个对II系统的排料阀SV203的开头状态判断，所以在II系统配料排料期间内，I系统只进行充料，满料后等待SV203的关断信号。

当选用工业控制机为主控设备时，可以把配料系统的上游工序即电解烟气净化工序一并加以控制、显示、报警。还可以把配料系统的下游工序即电解车间物料输送系统的过程控制一并纳入，还可以通过工控机方便地连入全厂控制管理网络。

Claims (4)

1.铝电解配料自动控制系统，其特征在于：主控设备为一套可编程序控制器或工业控制机，采用静态计量方式，实现载氟氧化铝和氟化盐的准确计量，采用二套配料系统，即I系统与II系统，让I系统与II系统交替轮回工作，实现向缓冲箱排料的连续性。

2.根据权利要求1所述的铝电解配料自动控制系统，其特征在于：在I系统或II系统的一个系统的配料过程中，随着载氟氧化铝的料斗的排料，氟化盐料箱的二个定容器交替的分若干次计量排料，加之缓冲箱的沸腾床的流态化作用，使配料更均匀。

3.根据权利要求1所述的铝电解配料自动控制系统，其特征在于：设有模拟盘可显示配料系统的工作状态，有电磁阀运行状态、报警、料量累计等。

4.根据权利要求1所述的铝电解配料自动控制系统，其特征在于：在选用工业控制机为主控设备时，有屏幕显示配料系统的工作状态、系统设备运行状态、报警、料量累计、输出报表等功能，预留网络接口，便于与全厂的控制管理网络连网。

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