专利名称：一种铝电解槽智能打壳控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电解槽打壳系统，具体涉及一种通过换向阀控制打壳过程的控制系统。
背景技术：
现有电解槽打壳系统通过槽控机输出两路打壳信号给换向阀控制打壳过程，打壳时以固定的全行程模式进行，因此存在以下问题(I)全行程模式打壳时，由于锤头长时间处于高温的电解槽中，大量热量传导给气缸后导致密封件长期受热老化，使用寿命大幅缩短；(2)存在锤头融化、堵料和粘葫芦头等现象，致使锤头损耗严重、下料不畅、阳极效应频发，阳极效应的发生增加了铝的二次反应和氟盐的消耗；(3)打壳锤头上粘连的葫芦头既影响了下料通畅，也增大了壳面口，增加了电解槽的热损失，电解工需不定时的将粘连打掉，耗费人力；(4)人工清打粘连的葫芦头时会使打壳气缸杆及锤头受到撞击，增加了掉锤头的几率及打壳气缸故障率；在生产中存在锤头易化，粘连严重的现象，致使下料口孔洞大，破坏电解槽热平衡；焊接方式普遍采用打坡口焊接的方式，在生产过程中，常由于焊接质量问题，造成锤头脱落，影响原铝质量。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种铝电解槽智能打壳控制系统，能够延长电解槽打壳系统的使用寿命、提高打壳成功率、解决下料不畅的问题。本实用新型的技术方案是以下述方式实现的一种铝电解槽智能打壳控制系统，包括微处理器MCU和电源模块，MCU的输入端与打壳信号处理单兀、反馈信号处理单兀相连，打壳信号处理单兀与打壳信号输入单兀相连，打壳信号输入单兀与槽控机的信号输出单元相连，反馈信号处理单元与反馈信号输入单元相连，反馈信号输入单元与传感器组相连，MCU的输出端与打壳信号输出单元相连，打壳信号输出单元与打壳信号驱动单元相连，打壳信号驱动单元与打壳信号换向阀组相连。MCU的输出端还连有串并转换电路，串并转换电路与状态指示电路相连。MCU的输出端连有故障报警电路。MCU的输入端与编码键盘相连。MCU与看门狗电路相连。与现有技术中的全行程模式打壳相比，本实用新型具有下述有益效果(I)本实用新型通过检测每个锤头的打壳反馈信号，判断该锤头是否将壳面打破，使打壳过程不再是盲目的全行程状态，当壳面被打破后控制锤头迅速提升，脱离电解槽，缩短锤头受热时间，避免锤头被烧蚀损坏，延长系统使用寿命；(2)降低了阳极效应系数，减少葫芦头，减少环境污染；[0016](3)解决了下料不畅的问题，减轻操作者的劳动强度，减少电解工人数；(4)对没有能够及时成功打破壳面的情况，实施二次打壳操作，能提高打壳成功率，如二次打壳仍不成功，进行报警或提示由人工操作完成打壳。
图I是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型使用状态示意图。图3是打壳信号输入、处理单兀的电路原理图。图4是打壳信号输出、驱动单兀的电路原理图。 图5是反馈信号输入、处理单元的电路原理图。
具体实施方式
一种铝电解槽智能打壳控制系统，包括微处理器MCU和电源模块，MCU的输入端与打壳信号处理单兀、反馈信号处理单兀相连，打壳信号处理单兀与打壳信号输入单兀相连，打壳信号输入单元与槽控机的信号输出单元相连，反馈信号处理单元与反馈信号输入单元相连，反馈信号输入单元与传感器组相连，MCU的输出端与打壳信号输出单元相连，打壳信号输出单元与打壳信号驱动单元相连，打壳信号驱动单元与打壳信号换向阀组相连。其中，槽控机的信号输出单元输出信号至打壳信号输入单元，打壳信号处理单元将打壳信号输入单元的信号处理后传至MCU微处理单元。槽控机提供的系统打壳信号为220V交流，此打壳信号通过接线端子连线到控制板中，采用光电隔离的方法对此信号进行采集和处理。如图3所示，打壳信号输入单元和处理单元包电阻1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6，电容Cl，光耦OPl组成，SYS_BreakO为槽控机提供的打壳信号，SYS_AC220_N为交流零线信号，Rl和Cl组成RC滤波电路，R2、R3、R4为输入限流电阻，R5为输出上拉电阻，R6为输出限流电阻。当有槽控机提供的打壳信号时，有电流流过Rl、R2、R3、R4，并点亮光耦OPl的输入端，从而使OPl输出端三极管导通，输出低电平有效的信号SYS_BreakintO给MCU。图3所示为其中一路槽控机打壳输入信号的处理电路，另一路打壳输入检测处理电路同理。如图4所示，所述打壳信号输出单元和驱动单元包括电阻R7、R8、R9、R10，电容C2，光耦0P2，二极管Dl和场效应管Ql。其中R7、R8、0P2、C2组成前端，当CPU发出打壳信号时，Ham_0ut0由高电平变成低电平，电流通过R8流经0P2，光耦0P2输出端三极管导通，电流经由R9、R10并致使场效应管Ql导通，输出信号Hammer_0ut0，从而驱动外部换向阀动作。图4为其中I路打壳信号输出电路，系统共有4路这样的输出，分别控制2组4个气缸的打壳过程。如图5所示，反馈信号输入单元和反馈信号处理单元包括电阻R11、R12、R13、R14，电容C3，光耦0P3，二极管D2、D3和发光二极管LED1。其中由C3，D2，Rll, 0P3，D3共同组成前端采集电路，R12为输出端上拉电阻，R14为输出端限流电阻，R13和LEDl组成状态指示电路。在锤头打开壳面前，信号Hammer_InO为低电平，而且D3阴极cathode没有接通12V电源的地信号，因此R11、0P3输入端和D3中没有电流，0P3输出端三极管截止，输出信号Hammer_INT0为高电平，指不灯LEDl熄灭；锤头打开壳面后，信号Hammer_InO为2 3V的高电平，同时D3阴极cathode接通12V电源的地信号，由于Hammer_InO信号还不足以让0P3导通，因此在Rll上接入了 12V的预置电压，使0P3处于临界状态，当壳面打开后，信号Hammer_InO和12V电压共同作用，使OP3输入端点亮，输出端三极管导通，输出信号Hammer_INT0变为低电平，指示灯LEDl点亮，表明打壳成功，Hammer_INT0的低电平信号输入给MCU，再由MCU输出信号使锤头迅速返回，完成一次打壳过程。图4是I路打壳反馈信号采集电路，系统共有4路这样的输入，分别指示2组4个气缸的打壳状态。作为本实用新型的进一步改进，MCU的输出端还连有串并转换电路，串并转换电路与状态指示电路相连，这样可以节省I/O资源。另外，在MCU的输出端连有故障报警电路，可以增强人机的交互。在MCU的输入端连接编码键盘后可以方便紧急情况下的人工操作。为了提高系统的可靠性，可将MCU与看门狗电路相连。图2为本实用新型的使用状态示意图，它包含2路槽控机打壳信号输入、处理电路，4路打壳信号输出、处理、驱动电路，4路打壳状态反馈信号的检测、输入、处理电路。本控制系统由外部交流电源提供动力，并接受外部槽控机的两路打壳信号，本系统根据检测到的槽控机打壳信号，分别输出4路驱动信号控制第一气缸I、第二气缸2、第三气缸3和第四气缸4进行打壳操作,其中第一气缸I和第三气缸3为一组,第二气缸2和第四气缸4为另一组，分别根据槽控机的两路打壳信号来操作。气缸带动锤头打破壳面后，又有电解槽内铝液带电，故通过锤头会形成一个低电压大电流的回路信号，此信号将被传感器检测到后通过光耦隔离反馈给智能打壳控制系统的MCU微处理器，MCU根据每路反馈信号的结果，控制锤头迅速返回，避免锤头长时间处于高温的电解槽中，如果一定时间内没有打壳成功，锤头也将被强制返回，并进行二次打壳，若二次打壳仍不成功，将会进行报警。
权利要求1.一种铝电解槽智能打壳控制系统，包括微处理器MCU和电源模块，其特征在于MCU的输入端与打壳信号处理单兀、反馈信号处理单兀相连，打壳信号处理单兀与打壳信号输入单元相连，打壳信号输入单元与槽控机的信号输出单元相连，反馈信号处理单元与反馈信号输入单元相连，反馈信号输入单元与传感器组相连，MCU的输出端与打壳信号输出单元相连，打壳信号输出单元与打壳信号驱动单元相连，打壳信号驱动单元与打壳信号换向阀组相连。
2.根据权利要求I所述的铝电解槽智能打壳控制系统，其特征在于MCU的输出端还连有串并转换电路，串并转换电路与状态指不电路相连。
3.根据权利要求I所述的铝电解槽智能打壳控制系统，其特征在于MCU的输出端连有故障报警电路。
4.根据权利要求I所述的铝电解槽智能打壳控制系统，其特征在于MCU的输入端与编码键盘相连。
5.根据权利要求I所述的铝电解槽智能打壳控制系统，其特征在于MCU与看门狗电路相连。
专利摘要本实用新型公开一种铝电解槽智能打壳控制系统，包括微处理器MCU和电源模块，MCU的输入端与打壳信号处理单元、反馈信号处理单元相连，打壳信号处理单元与打壳信号输入单元相连，打壳信号输入单元与槽控机的信号输出单元相连，反馈信号处理单元与反馈信号输入单元相连，反馈信号输入单元与传感器组相连，MCU的输出端与打壳信号输出单元相连，打壳信号输出单元与打壳信号驱动单元相连，打壳信号驱动单元与打壳信号换向阀组相连。本实用新型能缩短锤头受热时间，延长系统使用寿命；降低了阳极效应系数，减少葫芦头；解决了下料不畅的问题。
文档编号C25C3/20GK202492591SQ20122007836
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者何墉, 冯小三, 张丽娟, 段晓明, 牛利兵, 董红政, 郑玉丽, 郭金虎 申请人:洛阳曦光气动液压元件有限公司