电解槽面智能调度系统的制作方法

本发明涉及智能调度技术领域，特别涉及一种电解槽面智能调度系统。

背景技术：

电解铜工艺是将阳极机组整型出来后的阳极板通过行车吊具吊装到电解槽内，再将剥片机组排板疏上不锈钢阴极板吊装到电解槽内，装好阳极板和不锈钢阴极板后通电电解，电解周期一般为二周期或三周期，电解第一周期后为阳极板和阴极铜，出阴极铜到剥片机组，再从剥片机组上装不锈钢阴极板吊装到电解槽内，电解到最后周期，电解槽内为残极板和阴极铜，分别吊出到残极机组和剥片机组，最终电解槽为空槽，再次周而复始装槽出槽。电解槽组分为若干组槽，一组槽分为两列槽，一列槽内一般包括多个单个槽，当日生产电解槽数一般在几十个装槽出槽以上。

目前在用的行车主要有人工操作和半自动运行两种，人工操作行车吊具装槽出槽操作工作量大，槽内出装槽情况没有记忆存储，操作人员容易疲劳，安全性系数低，使整个电解生产工作效率低；半自动运行行车不会根据机组装载情况和目标槽的距离情况，智能判断是否等待、是否采用双吊和改变出装槽的顺序等，使整个电解生产工作效率偏低。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种电解槽面智能调度系统，该系统能够提高行车吊具运转效率，节约生产时间，提高了机械作业及人员安全性，避免机组运板小车或受板链与行车吊具发生碰撞及吊具与电解槽通电接触。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种电解槽面智能调度系统，包括：多个电解相关组件，所述多个电解相关组件至少包括：地面站、电解专用行车、行车吊具、多个机组及电解槽组，其中，各个机组的运板小车或受板链处在安全位置信号、排列疏上有无板或满信号及机组生产情况传输到所述地面站，所述行车吊具在机组上方作业信号通过所述地面站转发到所述多个机组，所述电解槽组的短路开关信号传输至所述地面站，并通过所述地面站转发给所述电解专用行车，以便与行车作业信号建立联锁；监控模块，所述监控模块具有第一和第二监控界面，所述第一和第二监控界面分别设置在地面站和行车驾驶室内，用于显示采集到的所述多个机组、行车吊具及电解槽组的相关信号，以及用于输入作业计划；智能调度模块，用于当操作人员在所述监控模块中输入作业计划后，控制行车吊具在所述多个机组与电解槽组之间来回自动作业，并在自动作业过程中根据电解车间各机组实际生产情况优化行车作业路径以达到最大生产效率，直至所选择的槽出装作业完成。

另外，根据本发明上述实施例的电解槽面智能调度系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述智能调度模块具体用于执行以下步骤：a：根据电解专用行车在电解槽上方行走定义平面坐标(x，y)，其中，x和y方向通过激光测距或编码器或编码尺+读码器或格雷母线检测，以便规划平面坐标系；b：对所有电解槽进行分组，组内电解槽再分列，列内电解槽进行单个编号，然后每个电解槽进行标定平面坐标(x，y)，并且对机组排列疏定义分组及平面坐标，所有坐标数据存储在系统控制器内；c：根据步骤b中电解槽及机组分类及坐标定义，确定行车单一目标自动定位运行控制算法；d：根据电解厂生产工艺对电解槽内物料状态进行定义，所述物料状态至少包括：空槽、单有阳极板、阳极板和不锈钢阴极板、周期阳极板和阴极铜、最后周期阳极板、最后周期阳极板和不锈钢阴极板、残极板和阴极铜、残极板，吊具出装槽和电解周期完断电时电解槽内物料状态自动更新并存储在系统控制器内；e：根据步骤c和步骤d，操作人员在所述监控模块上设定当日要出装槽的电解槽组和作业顺序，根据所选电解槽组内物料状态判断每一槽要出槽和装槽命令，结合作业顺序依次调度电解专用行车在电解槽与机组之间自动定位运行，并且结合机组实际生产情况智能优化调度行车路径以达到最大生产效率。

在一些示例中，其中，当所述电解槽短路开关信号进入所述电解槽面智能调度系统后，所述行车吊具在电解槽面未断电作业时，禁止所述行车吊具落到所述电解槽面上，并控制电解槽内物料状态周期变化。

在一些示例中，其中，各个机组的运板小车或受板链处在安全位置才允许行车吊具落到机组排列疏上，行车吊具下落到机组排列疏或机组排列疏上方上升时会锁定机组受板链停止和运板小车不向该排列疏方向运行，排列疏或受板链上有板情况与行车联锁，有无板信息实时反馈到所述调度系统，以便优化调度行车自动定位运行路径。

在一些示例中，其中，所述电解专用行车自动定位目标位置后主卷扬动作自动运行，运行过程中吊具部分动作同时自动运行，落到位后吊具钩板及卸板动作自动运行。

在一些示例中，所述第一和第二监控界面用于通过不同的显示颜色表示电解槽内的物料种类、当前电解周期的序号以及出装槽程序执行过程中的作业状态。

在一些示例中，其中，出装槽程序具有单出槽功能、单装槽功能、顺序出装槽功能及智能出装功能。

在一些示例中，在执行出装槽程序时，当行车在电解槽区和机组区时，根据机组实际生产情况规划行车路径，改变行车吊具对选定槽出装槽运行顺序

在一些示例中，所述地面站、电解专用行车、行车吊具、多个机组及电解槽组之间采用光纤环网及无线局域网进行数据交换，以实现联锁运行。

在一些示例中，所述电解槽组至少包括：阳极机组、剥片机组及残极机组。

根据本发明实施例的电解槽面智能调度系统，能够提高行车吊具运转效率，从而节约生产时间，同时提高了机械作业及人员安全性，避免机组运板小车或受板链与行车吊具发生碰撞及吊具与电解槽通电接触，另外，降低操作人员劳动强度、降低操作人员操作难度，提高了生产效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电解槽面智能调度系统的结构框图；

图2是根据本发明一个具体实施例的电解槽面智能调度系统的结构示意图；

图3是根据本发明一个具体实施例的电解槽面智能调度系统的智能调度流程示意图；

图4是根据本发明一个具体实施例的电解槽面智能调度系统的主程序原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的电解槽面智能调度系统。

图1是根据本发明一个实施例的电解槽面智能调度系统的结构框图。如图1所示，该电解槽面智能调度系统100包括：多个电解相关组件110、监控模块120和智能调度模块130。

其中，多个电解相关组件110至少包括：地面站、电解专用行车、行车吊具、多个机组及电解槽组。其中，地面站、电解专用行车、行车吊具、多个机组及电解槽组之间采用光纤环网及无线局域网wlan进行数据交换，以实现联锁运行，进而实现机组和行车吊具数据共享及作业时生产联锁，实现电解槽短路开关断电与行车吊具落在槽面上保护联锁。在具体示例中，电解槽组包括：阳极机组、剥片机组及残极机组等各类机组。

具体地，各个机组的运板小车或受板链处在安全位置信号、排列疏上有无板或满信号及机组生产情况传输到地面站，行车吊具在机组上方作业信号通过地面站转发到多个机组，电解槽组的短路开关信号传输至地面站，并通过地面站转发给电解专用行车，以便与行车作业信号建立联锁。其中，电解槽组短路开关信号例如通过硬接线或无线通信方式引入到地面站，并通过地面站转发给行车。

其中，各个机组运板小车或受板链处在安全位置信号、排列疏上有无板或满信号及机组生产情况例如通过光纤环以太网传输到地面站。行车吊具系统信号通过网络通信与行车交换。电解专用行车数据通过无线局域网wlan与地面站进行数据交换。电解槽组分为若干组槽，所有槽组的短路开关断电信号接入地面站，与行车作业信号建立联锁。

监控模块120具有第一和第二监控界面，第一和第二监控界面分别设置在地面站和行车驾驶室内，用于显示采集到的多个机组、行车吊具及电解槽组的相关信号，以及用于输入作业计划。其中，第一和第二监控界面例如为触摸屏或计算机显示器等显示界面。换言之，即在地面站配置监控界面，用于作业计划输入，另外行车驾驶室也配置监控界面，方便两地可以设定作业计划，两地设定有交互权锁定。

智能调度模块130例如设置在地面站内，用于当操作人员在监控模块中输入作业计划后，控制行车吊具在多个机组与电解槽组之间来回自动作业，并在自动作业过程中根据电解车间各机组实际生产情况优化行车作业路径以达到最大生产效率，直至所选择的槽出装作业完成。

也即是说，依照电解厂生产工艺阶段内出装电解槽，地面站和行车上配置了监控界面，操作人员选择出装槽作业计划，电解槽面智能调度系统根据作业计划、机组生产情况及行车所处位置判断所选槽内个槽出装命令，规划行车最优路径来调度控制行车吊具自动运行，行车到达目标位置后主卷扬自动上升下降，在上升下降过程中吊具部分动作同时动作，个槽内吊具出装完后槽内物状态会在线跟踪记录。

具体地，在本发明的一个实施例中，智能调度模块130具体用于执行以下步骤：

步骤a：根据电解专用行车在电解槽上方行走定义平面坐标(x，y)，其中，x和y方向例如通过激光测距或编码器或编码尺+读码器或格雷母线等方式进行检测，以便规划平面坐标系。

步骤b：对所有电解槽进行分组，组内电解槽再分列，列内电解槽进行单个编号，然后每个电解槽进行标定平面坐标(x，y)，并且对机组排列疏定义分组及平面坐标，所有坐标数据存储在系统控制器(如cpu)内。

步骤c：根据步骤b中电解槽及机组分类及坐标定义，确定行车单一目标自动定位运行控制算法。

步骤d：根据电解厂生产工艺对电解槽内物料状态进行定义，物料状态至少包括：空槽、单有阳极板、阳极板和不锈钢阴极板、周期阳极板和阴极铜、最后周期阳极板、最后周期阳极板和不锈钢阴极板、残极板和阴极铜、残极板，吊具出装槽和电解周期完断电时电解槽内物料状态自动更新并存储在系统控制器(如cpu)内。进一步地，物料状态可能还包括：中间周期阳极板(如果有)、中间周期阳极板和不锈钢阴极板(如果有)。也即是说，物料状态包括以上所述的八种或十种。

步骤e：根据步骤c和步骤d，操作人员在监控模块(具体如第一和第二监控界面)上设定当日要出装槽的电解槽组和作业顺序，根据所选电解槽组内物料状态判断每一槽要出槽和装槽命令，结合作业顺序依次调度电解专用行车在电解槽与机组之间自动定位运行，并且结合机组实际生产情况智能优化调度行车路径以达到最大生产效率。

其中，在本发明的一个实施例中，当电解槽短路开关信号进入电解槽面智能调度系统后，行车吊具在电解槽面未断电作业时，禁止(不允许)行车吊具落到电解槽面上，并控制电解槽内物料状态周期变化。具体地说，即电解槽组短路开关信号接入系统，监控电解槽断电状态，确保行车所落电解槽已经断电。提高行车吊具作业及机组运行安全，提高操作人员安全。

其中，在本发明的一个实施例中，各个机组的运板小车或受板链处在安全位置才允许行车吊具落到机组排列疏上，行车吊具下落到机组排列疏或机组排列疏上方上升时会锁定机组受板链停止和运板小车不向该排列疏方向运行，排列疏或受板链上有板情况与行车联锁，有无板信息实时反馈到调度系统，以便优化调度行车自动定位运行路径。

其中，在本发明的一个实施例中，电解专用行车自动定位目标位置后主卷扬动作自动运行，运行过程中吊具部分动作同时自动运行，落到位后吊具钩板及卸板动作自动运行。具体地说，即系统调度行车自动定位目标位置后主卷扬动作自动运行，运行过程中吊具部分动作同时自动运行，落到位后吊具钩板及卸板等动作自动运行，实现行车主卷扬动作和吊具装槽出槽动作智能自动化，释放操作人员操作疲劳，吊装时间变短。

其中，在本发明的一个实施例中，第一和第二监控界面用于通过不同的显示颜色表示电解槽内的物料种类、当前电解周期的序号以及出装槽程序执行过程中的作业状态。具体地说，即行车吊具对电解槽装槽出槽时系统自动在线判断跟踪记录电解槽内物状态，触摸屏通过颜色清晰的显示电解槽内为何种物料，并且处于第几电解周期，用不同的颜色清晰的显示出装槽程序执行过程中的作业状态，方便操作人员查询。

其中，在本发明的一个实施例中，出装槽程序具有单出槽功能、单装槽功能、顺序出装槽功能及智能出装功能。具体地说，即系统具有适应电解生产工艺调试和成熟生产阶段多功能，例如单出槽功能、单装槽功能、顺序出装槽功能及智能出装功能。

进一步地，系统根据操作人员在触摸屏设定的作业计划，行车自动运行程序判断大小车需要到达某一电解槽、准备架、机组排列梳，大小车自动运行定位到该位置上方，主卷扬动作、吊具吊装自动完成。操作人员通过脚踏开关控制行车和吊具的动作，动作自动运行中实现暂停。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在执行出装槽程序时，当行车在电解槽区和机组区时，根据机组实际生产情况规划行车路径，改变行车吊具对选定槽出装槽运行顺序。

具体地，行车出槽阴极铜或残极到机组卸板后空行车在机组区，选定的电解槽内需装阳极板或不锈钢阴极板时系统会根据阳极机组和剥片机组吊装位排列疏上有板情况、排板链上板数情况及行车在机组区离目标槽的距离规划行车作业运行路径。如阳极机组吊装位排列疏上没有板并且排板链上板数不超过设定的块数，剥片机组吊装位排列疏上没有板并且排板链上板数不超过设定的块数，并且目标槽在离机组近范围内；或两机组排列疏上没有板并且排板链上板数分别不超过设定的块数，并且目标槽在离机组远范围内；这两种情况下行车会先去电解槽区出槽，否则行车在机组区吊装板后去电解槽区装槽。

综上，作为具体的示例，结合图2-4，本发明上述实施例的电解槽面智能调度系统的结构和实现原理可概述为：该电解槽面智能调度系统主要包括电解专用行车、行车吊具和电解作业机组三大子系统，通过采用激光测距及编码尺读码定位和无线数据传输等技术，实现吊车和吊具系统的高精度定位和远程控制功能；通过编制专用应用软件，实现对行车运行路径的智能优化控制；通过配置光纤环网和重要信号硬节点监测，实现作业机组和吊车吊具的安全联锁。监控界面电解槽内物料状态显示实现自动实时更新；通过网络通信技术实现行车、吊具和机组三大子系统之间安全联锁，并实现电解槽短路开关断电与行车吊具落在槽面上安全联锁；编制了应用软件系统开发了单出槽方式、单装槽方式、顺序方式及智能方式四种自动出装槽功能；整个出装槽生产过程中行车及吊具动作自动调度运行，实现吊车及吊具部分动作协同自动运行，依次完成当日作业计划的出装槽作业；智能调度系统会根据机组装载情况和目标槽的距离情况，智能判断是否等待、是否采用双吊和改变出装槽的顺序等，行车大车运行过程中，小车进行位置限定或移动路径优化，以实现行车稳定运行、有效避让。

根据本发明实施例的电解槽面智能调度系统，能够提高行车吊具运转效率，从而节约生产时间，同时提高了机械作业及人员安全性，避免机组运板小车或受板链与行车吊具发生碰撞及吊具与电解槽通电接触，另外，降低操作人员劳动强度、降低操作人员操作难度，提高了生产效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。