CN211234745U - 电解槽阴极钢棒温度在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，包括夹具、采集器、中继器和终端主机；所述夹具，夹设或吸附在阴极钢棒温度检测点位上，用于感应监控点位温度；所述采集器，吸附固定在电解槽槽底工字钢上，电连接所述夹具，用于采集所述夹具的温度数据；所述中继器，串联组成网络通讯覆盖网，无线连接所述采集器，用于将接收到的所述夹具的温度数据进行数据中继；所述终端主机，通过485总线连接所述中继器，用于接收并存储所述夹具的温度数据。本实用新型通过采用具备无线通信功能的采集器，并为采集器配备电池供电，解决了现有技术中有线通信带来的通信布线、供电布线及人工测试数据滞后，数据记录不准确所带来的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及铝电解槽技术领域，具体的说，涉及了一种电解槽阴极钢棒温度在线监测系统。
背景技术
在生产中，会由于各种原因导致铝电解槽的底部和侧面的部分区域的温度过高。如果这些区域的温度高于正常的生产温度，不能及时被发现，也不能及对温度过高的故障进行处理，将会造成电解槽漏槽，从而带来巨大的经济损失。
传统的铝电解槽温度检测都是通过人工定期进行，这种检测方法虽然简便，但是存在误差大，易出错，时间不连续，且耗费大量人力成本等问题。另外，也有采用温度传感器进行温度采集监测的，但是均采用串联供电的方式，易发生漏电导致的安全事故。因此，在电解铝生产中亟需一套可以实时监视电解槽侧面阴极钢棒的温度情况的系统，提前发现、提前采取预防措施，从而避免经济损失。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种电解槽阴极钢棒温度在线监测系统。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，包括夹具、采集器、中继器和终端主机；所述夹具，夹设/吸附在阴极钢棒温度检测点位上，用于感应监控点位温度；所述采集器，吸附固定在电解槽底部工字钢上，电连接所述夹具，用于采集所述夹具的温度数据；所述中继器，串联组成网络通讯覆盖网，无线连接所述采集器，用于将接收到的所述夹具的温度数据进行数据中继；所述终端主机，通过485总线连接所述中继器，用于接收并存储所述夹具的温度数据。
基于上述，还包括工段室有线监控PC终端、4G监控手机终端或4G监控PC终端中的一种或多种组合；所述工段室有线监控PC终端，通过RJ45接口网线与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警；所述4G监控手机终端，通过4G无线网络与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警；所述4G监控PC终端通过4G无线网络与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警。
基于上述，对应所述阴极钢棒，设置有用于对所述阴极钢棒温度异常报警时进行冷却的冷却设备。
基于上述，所述冷却设备为送风风机或场内空压机，通过管道引风对所述阴极钢棒进行风冷。
基于上述，所述工段室有线监控PC终端、所述4G监控手机终端和所述4G监控PC终端还用于将降温指令下发至所述冷却设备。
基于上述，所述采集器包括MCU运算处理单元、24ADC处理单元、433无线收发单元、可充电电池供电单元和按键单元；所述24ADC处理单元，与所述MCU运算处理单元及所述夹具电连接，用以采集所述夹具的电压信号，进行ADC处理后由所述MCU运算处理单元计算为温度数据；所述433无线收发单元，与所述MCU运算处理单元电连接，用以实现所述采集器的无线收发功能；所述可充电电池供电单元，与所述MCU运算处理单元连接，用以为所述采集器提供电源电压；所述按键单元，与所述MCU运算处理单元电连接，用以向所述MCU运算处理单元输入配置参数。
基于上述，所述中继器包括MCU微处理器、DC电压模块、433无线收发模块、485总线通信接口模块和USB通信接口模块；所述433无线收发模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的无线收发功能；所述485总线通信接口模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的485总线通信功能；所述USB通信接口模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的USB通信功能；所述DC电压模块，包括24-5V电压模块和5-3.3V电压转换模块，与所述MCU微处理器及所述485总线通信接口模块连接，用以为所述中继器提供电源电压。
基于上述，所述终端主机包括微处理器、DC电源单元、485通信接口单元、报警单元、存储单元、4G网络单元、USB通信接口单元和TCP网络单元；所述485通信接口单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的485总线通信功能；所述4G网络单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的4G网络通信功能；所述USB通信接口单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的USB通信功能；所述TCP网络单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的有线网络通信功能；所述存储单元，与所述微处理器电连接，用以存储温度数据；所述报警单元，与所述微处理器电连接，用以进行温度超限告警；所述DC电源单元，包括24-5V电压单元和5-3.3V电压转换单元，与所述微处理器、所述485通信接口单元及所述4G网络单元连接，用以为所述终端主机提供电源电压。
基于上述，一个所述采集器上连接两个所述夹具，或通过轨道多个数据接口，链接多个所述夹具，并集中通过一个采集器数据处理后进行数据上传。
基于上述，所述夹具为热电偶、热电阻或基于热电堆做的非接触式夹具；所述夹具的夹设方式采用磁铁吸附或利用结构夹持在阴极钢棒上固定。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：
1、本实用新型通过采用具备无线通信功能的采集器，并为采集器配备电池供电，解决了现有技术中有线通信带来的通信布线，供电布线及人工测试数据滞后、数据记录不准确所带来的安全隐患。
2、本实用新型通过工段室有线监控PC终端、4G监控手机终端和4G监控PC终端的设置，为本电解槽阴极钢棒温度在线监测系统提供了多种监控方式，从而方便各级别人员随时随地掌控电解槽内的阴极钢棒的温度状态。
3、本实用新型通过冷却设备的使用，监控人员无需频繁到达现场进行排查处理，提高工作效率，同时在需要时及时通知人员到达现场进行排查处理，有效避免电解槽漏槽导致的安全事故。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图。
图2是本实用新型采集器的电路原理框图。
图3是本实用新型中继器的电路原理框图。
图4是本实用新型终端主机的电路原理框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1-4所示，一种电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，包括夹具、采集器、中继器和终端主机；所述夹具，夹设吸附在阴极钢棒温度检测点位上，用于感应监控点位温度；所述采集器，吸附固定在电解槽槽底工字钢上，电连接所述夹具，用于采集所述夹具的温度数据；所述中继器，无线连接所述采集器，用于将接收到的所述夹具的温度数据进行数据中继；所述终端主机，通过485总线连接所述中继器，用于接收并存储所述夹具的温度数据。
具体的，所述采集器包括MCU运算处理单元、24ADC处理单元、433无线收发单元、可充电电池供电单元和按键单元；所述24ADC处理单元，与所述MCU运算处理单元及所述夹具电连接，用以采集所述夹具的电压信号，进行ADC处理后由所述MCU运算处理单元计算为温度数据；所述433无线收发单元，与所述MCU运算处理单元电连接，用以实现所述采集器的无线收发功能；所述可充电电池供电单元，与所述MCU运算处理单元连接，用以为所述采集器提供电源电压；所述按键单元，与所述MCU运算处理单元电连接，用以向所述MCU运算处理单元输入配置参数。
所述中继器包括MCU微处理器、DC电压模块、433无线收发模块、485总线通信接口模块和USB通信接口模块；所述433无线收发模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的无线收发功能；所述485总线通信接口模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的485总线通信功能；所述USB通信接口模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的USB通信功能；所述DC电压模块，包括24-5V电压模块和5-3.3V电压转换模块，与所述MCU微处理器及所述485总线通信接口模块连接，用以为所述中继器提供电源电压。
所述终端主机包括微处理器、DC电源单元、485通信接口单元、报警单元、存储单元、4G网络单元、USB通信接口单元和TCP网络单元；所述485通信接口单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的485总线通信功能；所述4G网络单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的4G网络通信功能，包括4G芯片和4G网络服务器；所述USB通信接口单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的USB通信功能；所述TCP网络单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的有线网络通信功能；所述存储单元，与所述微处理器电连接，用以存储温度数据；所述报警单元，与所述微处理器电连接，用以进行温度超限告警；所述DC电源单元，包括24-5V电压单元和5-3.3V电压转换单元，与所述微处理器、所述485通信接口单元及所述4G网络单元连接，用以为所述终端主机提供电源电压。
特别的，一个所述采集器上连接两个所述夹具，或通过轨道多个数据接口，链接多个所述夹具，并集中通过一个采集器数据处理后进行数据上传；所述采集器的24ADC处理单元分2路进行ADC处理（根据具体情况亦可多路进行处理），再由通道1和通道2输入至所述MCU运算处理单元。所述夹具为热电偶、热电阻或非接触传感器夹具；所述夹具的夹设方式采用磁铁吸附或利用结构夹持在阴极钢棒上固定。
本实施例通过采用具备无线通信功能的采集器，并为采集器配备电池供电，解决了现有技术中有线通信带来的通信布线，供电布线及人工测试数据滞后、数据记录不准确所带来的安全隐患。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：该电解槽阴极钢棒温度在线监测系统还包括工段室有线监控PC终端、4G监控手机终端或4G监控PC终端中的一种或多种组合；所述工段室有线监控PC终端，通过RJ45接口网线与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警；所述4G监控手机终端，通过由4G网络服务器组成的4G无线网络与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警；所述4G监控PC终端通过由4G网络服务器组成的与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警。
本实施例通过工段室有线监控PC终端、4G监控手机终端和4G监控PC终端的设置，其中，所述工段室有线监控PC终端可以配置为工段室管理监控使用，所述4G监控手机终端可以配置为现场管控人员携带使用，所述4G监控PC终端可以配置为远程云端使用，为本电解槽阴极钢棒温度在线监测系统提供了多种监控方式，从而方便各级别人员随时随地掌控电解槽内的阴极钢棒的温度状态。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于：对应所述阴极钢棒，设置有用于对所述阴极钢棒进行冷却的冷却设备。
具体的，所述冷却设备为送风风机或场内空压机，通过管道引风对所述阴极钢棒进行风冷。其中，所述冷却设备接收到的降温指令，通过所述工段室有线监控PC终端、所述4G监控手机终端或所述4G监控PC终端下发。
当出现超限报警时，通过所述工段室有线监控PC终端、所述4G监控手机终端或所述4G监控PC终端向所述冷却设备下发降温指令，所述冷却设备再通过其的控制系统使对应风口打开，通过管道引风对所述阴极钢棒进行风冷。若经过风冷后，阴极钢棒温度降低至限值以下，则解除超限报警，控制系统关闭风冷风口，监控人员无需频繁到达现场进行排查处理，提高工作效率；反之阴极钢棒温度无法降低至限值以下，则需通知人员到达现场进行排查处理，避免电解槽漏槽导致的安全事故。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：包括夹具、采集器、中继器和终端主机；
所述夹具，夹设或吸附在阴极钢棒温度检测点位上，用于感应监控点位温度；
所述采集器，吸附固定在电解槽槽底工字钢上，电连接所述夹具，用于采集所述夹具的温度数据；
所述中继器，串联组成网络通讯覆盖网，无线连接所述采集器，用于将接收到的所述夹具的温度数据进行数据中继；
所述终端主机，通过485总线连接所述中继器，用于接收并存储所述夹具的温度数据。
2.根据权利要求1所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：还包括工段室有线监控PC终端、4G监控手机终端或4G监控PC终端中的一种或多种组合；
所述工段室有线监控PC终端，通过RJ45接口网线与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警；
所述4G监控手机终端，通过4G无线网络与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警；
所述4G监控PC终端通过4G无线网络与所述终端主机连接，用于对电解槽阴极钢棒温度进行监控显示及超限报警。
3.根据权利要求2所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：对应所述阴极钢棒，设置有用于对所述阴极钢棒温度异常报警时进行冷却的冷却设备。
4.根据权利要求3所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：所述冷却设备为送风风机或场内空压机，通过管道引风对所述阴极钢棒进行风冷。
5.根据权利要求4所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：所述工段室有线监控PC终端、所述4G监控手机终端和所述4G监控PC终端还用于将降温指令下发至所述冷却设备。
6.根据权利要求1所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：所述采集器包括MCU运算处理单元、24ADC处理单元、433无线收发单元、可充电电池供电单元和按键单元；
所述24ADC处理单元，与所述MCU运算处理单元及所述夹具电连接，用以采集所述夹具的电压信号，进行ADC处理后由所述MCU运算处理单元计算为温度数据；
所述433无线收发单元，与所述MCU运算处理单元电连接，用以实现所述采集器的无线收发功能；
所述可充电电池供电单元，与所述MCU运算处理单元连接，用以为所述采集器提供电源电压；
所述按键单元，与所述MCU运算处理单元电连接，用以向所述MCU运算处理单元输入配置参数。
7.根据权利要求1所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：所述中继器包括MCU微处理器、DC电压模块、433无线收发模块、485总线通信接口模块和USB通信接口模块；
所述433无线收发模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的无线收发功能；
所述485总线通信接口模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的485总线通信功能；
所述USB通信接口模块，与所述MCU微处理器电连接，用以实现所述中继器的USB通信功能；
所述DC电压模块，包括24-5V电压模块和5-3.3V电压转换模块，与所述MCU微处理器及所述485总线通信接口模块连接，用以为所述中继器提供电源电压。
8.根据权利要求1所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：所述终端主机包括微处理器、DC电源单元、485通信接口单元、报警单元、存储单元、4G网络单元、USB通信接口单元和TCP网络单元；
所述485通信接口单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的485总线通信功能；
所述4G网络单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的4G网络通信功能；
所述USB通信接口单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的USB通信功能；
所述TCP网络单元，与所述微处理器电连接，用以实现所述终端主机的有线网络通信功能；
所述存储单元，与所述微处理器电连接，用以存储温度数据；
所述报警单元，与所述微处理器电连接，用以进行温度超限告警；
所述DC电源单元，包括24-5V电压单元和5-3.3V电压转换单元，与所述微处理器、所述485通信接口单元及所述4G网络单元连接，用以为所述终端主机提供电源电压。
9.根据权利要求1所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：一个所述采集器上连接两个所述夹具，或通过轨道多个数据接口链接多个所述夹具，并集中通过一个采集器数据处理后进行数据上传。
10.根据权利要求1所述的电解槽阴极钢棒温度在线监测系统，其特征在于：所述夹具为热电偶、高温热电阻或基于热电堆原理做成的红外测温的夹具；所述夹具的夹设方式采用磁铁吸附或利用结构夹持在阴极钢棒上固定。
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