一种铝电解生产智能打壳控制装置及其控制方法与流程

本发明属于铝电解槽设备技术领域，涉及一种铝电解生产智能打壳控制装置及其控制方法。

背景技术：

铝电解生产过程中，打壳下料是一项重要的工序，该工序是铝电解能够稳定正常生产的重要因素。传统的打壳方式是每次下料前进行一次打壳，无法做到按需打壳，主要存在以下几个方面的不足：1、无法识别火眼卡堵，当火眼卡堵时只能等到发生效应或者人工巡检时处理，这样不仅仅增加工人劳动强度，同时如果发生效应还导致电耗增加，浪费能源；2、当火眼畅通时仍然进行打壳，这不仅增加设备磨损，缩短设备寿命，同时也浪费压缩空气；3、无法检测每次打穿火眼所花的时间，锤头进入电解质后无法快回，增加了打壳锤头浸入在电解质液中的时间，加大了锤头“粘包”的可能性，降低打击效率。随着对铝电解生产要求的不断提高，急需一种新的智能打壳控制技术来解决以上问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种铝电解生产智能打壳控制装置及其控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种铝电解生产智能打壳控制装置，包括打壳气缸、气压传感器和槽控机，气压传感器安装在打壳气缸下腔进气管上，并通过数据采集卡连接到槽控机，打壳气缸连接有电磁阀，电磁阀连接到槽控机，槽控机连接到上位机。

上述打壳气缸采用多个，通过分线箱连接到数据采集卡，分线箱通过角钢焊接固定连接在槽上部烟道端。

上述分线箱与气压传感器间连接的信号线采用耐腐蚀、耐高温双绞屏蔽线。

一种铝电解生产智能打壳控制装置的控制方法，该方法为：气压传感器检测到的气压值转换成4~20ma模拟信号传输到安装在槽控机内的数据采集卡，经数据采集卡上的vfc模块转换成数字信号送给槽控机的cpu，通过cpu再将该数字信号转化为相应的气压值，在打壳开始时刻，气缸下缸体的气压值即为上槽的大气压值，打壳过程中，气缸上缸体气压升高，下缸体气压下降，当有效击穿火眼时气缸下缸体气压降到最低，在一段时间内采集每次打壳过程中气缸下缸体气压的最小值，经过数据筛选之后获得气压最小值的平均值，以此平均值作为判断，将之后每一次的打壳动作时的气压最小值与平均值作比较，若此次打壳动作的气压最小值比平均值高于卡堵判断百分比系数，则判断打壳存在卡堵问题，槽控机自动执行空打壳动作，若连续三次打壳不成功，同时槽控机检测出电解槽槽电压上升，则会由上位机自动语音广播报警，转由人工进行处理，若一段时间内火眼通畅，槽控机延长打壳间隔阶段，此阶段槽控机会根据火眼畅通程度（气压实际偏差值与设定百分比系数偏差值做比较来判断是否畅通）延长打壳间隔时间110-200%，将打壳和下料分开，减少打壳次数。

上述每隔一定的打壳次数，槽控机执行1-2次空打壳。

上述槽控机根据检测出的最小打穿火眼时间（就是槽控机统计每次打壳时从初始气压下降到最小气压所花的时间）缩短打壳持续时间。

上述若在延长打壳间隔阶段检测出有卡堵问题，立即返回正常打壳阶段，即打一次壳和下一次料，同时进行空打壳。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

1）本发明通过加装气压传感器能够实现卡堵问题的监测，第一时间智能处理卡堵问题，摒弃了传统人工巡视的方法，减少了电解工的劳动强度，节省劳动力；

2）本发明改变了打一次壳下一次料的传统模式，做到按需打壳，减少了气缸与锤头的动作次数，延长了设备寿命，节省了用气量，降低空压站用电量；

3）自动缩短打壳持续时间，减少了打壳锤头浸入在电解质液中的时间，减少了锤头“粘包”的可能性；

4）及时处理卡堵，减少了由此可能引发的效应次数，降低功耗；

5）安装简单，在每个气缸下缸体进气口安装压力传感器，同时在槽控机内安装数据采集板，在操控箱内引出一根信号线收集气压数据，不需要对气缸或锤头进行修改；

6）上位机可以观察到每次打壳的气压值，根据气压曲线中的变化，可以直观看出是否卡堵、大气压不稳、漏气、打壳锤头未动作、传感器故障等，便于维护人员寻找问题点。

附图说明

图1为本发明的控制结构示意图；

图2为本发明的打壳气缸结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种铝电解生产智能打壳控制装置，包括打壳气缸、气压传感器和槽控机，气压传感器安装在打壳气缸下腔进气管上，并通过数据采集卡连接到槽控机，打壳气缸连接有电磁阀，电磁阀连接到槽控机，槽控机连接到上位机。

上述打壳气缸采用多个，通过分线箱连接到数据采集卡，分线箱通过角钢焊接固定连接在槽上部烟道端，分线箱开孔处有软管接头，防止灰尘进入，内部端子采用耐高温接线端子，上述分线箱与气压传感器间连接的信号线采用耐高温耐腐蚀双绞屏蔽线，选用ff46r特种电缆。

一种铝电解生产智能打壳控制装置的控制方法，该方法为：气压传感器检测到的气压值转换成4~20ma模拟信号传输到安装在槽控机内的数据采集卡，经数据采集卡上的vfc模块转换成数字信号送给槽控机的cpu，通过cpu再将该数字信号转化为相应的气压值，在打壳开始时刻，气缸下缸体的气压值即为上槽的大气压值，打壳过程中，气缸上缸体气压升高，下缸体气压下降，当有效击穿火眼时气缸下缸体气压降到最低，在一段时间内采集每次打壳过程中气缸下缸体气压的最小值，经过数据筛选之后获得气压最小值的平均值，以此平均值作为判断，将之后每一次的打壳动作时的气压最小值与平均值作比较，若此次打壳动作的气压最小值比平均值高于卡堵判断百分比系数（该系数可从安装在机房的接口机设置，接口机通过以太-can转接口与槽控机通讯），则判断打壳存在卡堵问题，槽控机自动执行空打壳动作，若连续三次打壳不成功，同时槽控机检测出电解槽槽电压上升，则会由上位机自动语音广播报警，转由人工进行处理，若一段时间内火眼通畅，槽控机延长打壳间隔阶段，此阶段槽控机根据火眼畅通程度（气压实际偏差值与设定百分比系数偏差值做比较来判断是否畅通，低于卡堵百分比的时间越长，说明越畅通，打壳间隔拉得越长）延长打壳间隔时间110-200%，将打壳和下料分开，减少打壳次数。

上述每隔一定的打壳次数，槽控机执行1-2次空打壳。

上述槽控机根据检测出的最小打穿火眼时间（就是槽控机统计每次打壳时从初始气压下降到最小气压所花的时间）缩短打壳持续时间。

上述若在延长打壳间隔阶段检测出有卡堵问题，立即返回正常打壳阶段，即打一次壳和下一次料，同时进行空打壳。

如图2所示，打壳气缸1的缸体中部通过固定座9固定连接在电解槽上方的上部框架上，打壳气缸1的下腔进气管连接有气压传感器10，打壳气缸1的杠杆3铰接有空心的导向连杆8，空心的导向连杆8刚性好，重量轻，便于安装和运输，导向连杆8下端焊接有打壳锤头2，导向连杆8外活动套接有套筒4，套筒4上端设置有法兰盘6，法兰盘6通过螺母5锁紧在缸体下端的螺杆上，套筒4下端内部设置有导向环7，设置导向环，减少导向连杆8与套筒的接触面积，减少摩擦，提高导向性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。