电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法技术

本发明专利技术属于电解铝生产的技术领域。为了解决电解铝连铸生产线关键部件带热铝工作时长计算不准确的问题，本发明专利技术提出一种电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法，该方法包括(1)检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、打印字头自动信号等信号，若上述信号均为“ON”的状态，则执行步骤(2)；(2)读取当前变频器的运行频率ω，然后根据以下公式计算浇铸单块铝锭的时间T、带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间Te；(3)计算关键部件带热铝工作时长Twhole。本发明专利技术提高了关键部件带热铝工作时长Twhole计算的准确性，使操作人员能够及时更换将要达到使用寿命的关键部件，保证电解铝连铸生产线的长时间不间断运行。

【技术实现步骤摘要】
电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法
本专利技术属于电解铝生产的
，具体涉及一种电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法。
技术介绍
铝锭的铸造是电解铝厂生产铝锭的最后一个环节，电解铝连铸(连续铸造)生产线用于将铝水浇铸成铝锭，电解铝连铸生产线的长时间不间断运行是保证铝锭产量的关键因素，一旦电解铝连铸生产线的某个关键部件损坏，会对电解铝厂的生产效率产生严重影响。电解铝连铸生产线的关键部件包括铸模和铸造机的链条、主轴及轴承等部件。电解铝连铸生产线关键部件的使用寿命与关键部件的带热铝工作时长紧密相关，关键部件的带热铝工作时长是指使用关键部件进行铝锭铸造的时间，如果电解铝连铸生产线在运行，但没有铸造铝锭，也就是在空转，或者电解铝连铸生产线在检修、测试，这样关键部件空转、检修或测试的时间不能计算在关键部件的带热铝工作时长内，因为关键部件在空转、检修或测试时由于没有进行铝锭铸造而磨损很小，对关键部件的使用寿命影响很小，所以判断关键部件的使用寿命是否到期是以关键部件的带热铝工作时长为依据的。目前计算关键部件的带热铝工作时长通常是先计算连铸生产线的运行天数，再用连铸生产线的运行天数乘以百分之八十，得出带热铝工作时长，其中，百分之八十是估计的一个数值，也就是估计连铸生产线运行时间的百分之八十在铸造铝锭，这样计算出的带热铝工作时长误差较大，不准确。操作人员根据带热铝工作时长判断关键部件的使用寿命是否到期，是否需要更换该关键部件时，由于带热铝工作时长计算不准确，容易导致某些关键部件未达到使用寿命就被更换，造成关键部件的浪费；或者容易导致某些关键部件已经超期服役却没有及时更换，造成连铸生产线停止运行，严重影响电解铝厂的生产效率。
技术实现思路
为了解决电解铝连铸生产线关键部件带热铝工作时长计算不准确的问题，本专利技术提出一种电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法，以准确计算关键部件带热铝工作时长，以对关键部件的使用寿命进行准确监测，及时更换将要到期的关键部件，保证铝锭连铸生产线长时间不间断运行。本专利技术电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法包括以下步骤：(1)检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、冷运机运行信号、码垛机器人运行信号和打印字头自动信号，若上述信号均为“ON”的状态，则执行步骤(2)；若上述信号不均为“ON”的状态，则继续等待，直到所有上述信号均为“ON”的状态，执行步骤(2)；(2)读取驱动铸造机电机运行的变频器的当前运行频率ω，然后根据以下公式计算浇铸单块铝锭的时间T、带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间Te，其中，ωmax为变频器所设置的最大频率，单位：Hz；nmax为变频器所设置的最大频率对应的电机转速，单位：r/min；ω为变频器的当前运行频率，单位：Hz；k为减速机的减速比；R为铸造机主动轮的半径，单位：mm；v为铸造机铸模运行的速度，单位：mm/s；h为铸造机铸模的宽度，单位：mm，H为铸造机的长度，单位：mm；(3)计算关键部件带热铝工作时长Twhole,其中，Twhole的单位为：小时；Trun为浇铸单块铝锭的时间T的累加；Te为带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间；(4)将关键部件带热铝工作时长Twhole与关键部件的使用寿命进行比较，如果关键部件带热铝工作时长Twhole将要达到关键部件的使用寿命，则对该关键部件进行预警。所述步骤(1)中，使用电解铝连铸生产线的PLC检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、冷运机运行信号、码垛机器人运行信号和打印字头自动信号是否为“ON”的状态。所述步骤(2)中，使用电解铝连铸生产线的PLC读取变频器的当前运行频率ω。所述PLC读取变频器的当前运行频率ω的步骤为：第一步：PLC检测通信总线通畅标志位是否为“ON”，如果为“ON”，则进行第二步，如果不为“ON”则继续等待，直到通信总线通畅标志位为“ON”，执行第二步；第二步：PLC检测变频器连接信号是否为“ON”，如果为“ON”，则进行第三步，如果不为“ON”则继续等待，直到变频器连接信号为“ON”，执行第三步；第三步：PLC读取变频器的频率存储寄存器的当前值，得到变频器的当前运行频率ω；第四步：PLC存储变频器的当前运行频率ω。所述通信总线为现场总线。所述PLC将读取到的信息发送给计算单元，由计算单元计算关键部件带热铝工作时长Twhole。所述计算单元为计算机。所述计算单元为嵌入式系统。所述计算机将关键部件带热铝工作时长Twhole与关键部件的使用寿命进行比较，如果关键部件带热铝工作时长Twhole将要达到关键部件的使用寿命，则对该关键部件进行预警。对关键部件进行预警的方式为在计算机中将该关键部件的颜色标为红色。本专利技术电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法具有如下的有益效果：本专利技术首先通过检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、冷运机运行信号、码垛机器人运行信号和打印字头自动信号，通过上述信号确定铝锭连续铸造生产线是否处于带热铝正常生产状态，解决了电解铝连铸生产线上没有可以指示整个电解铝连铸生产线处于带热铝正常生产状态的问题；当确定了整个电解铝连铸生产线处于带热铝正常生产状态后，再开始计算关键部件带热铝工作时长Twhole，本专利技术通过计算浇铸单块铝锭的时间T、带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间Te，进而计算出关键部件带热铝工作时长Twhole。由于本专利技术是在确认整个电解铝连铸生产线处于带热铝正常生产状态后开始计算带热铝工作时长Twhole，且计算带热铝工作时长Twhole是根据电解铝连铸生产线中变频器的实时频率、铸造机主动轮的半径、铸模宽度等参数进行计算，由此计算得出的关键部件带热铝工作时长Twhole准确性高。操作人员将计算得出的关键部件带热铝工作时长Twhole与关键部件的使用寿命进行比较，以对电解铝连铸生产线关键部件的寿命进行监控，操作人员根据对关键部件使用寿命的检测结果，及时更换将要达到使用寿命的关键部件，保证电解铝连铸生产线的长时间不间断运行，提高电解铝连铸生产线的效率。附图说明图1为电解铝连铸生产线的PLC读取变频器的运行频率ω的流程图。具体实施方式下面结合附图介绍本专利技术的技术方案。本专利技术电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法包括以下步骤：(1)检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、冷运机运行信号、码垛机器人运行信号和打印字头自动信号，若上述信号均为“ON”的状态，则执行步骤(2)，若上述信号不均为“ON”的状态，则继续等待，直到所有上述信号均为“ON”的状态，执行步骤(2)。(2)读取驱动铸造机电机运行的变频器的当前运行频率ω，然后根据以下公式计算浇铸单块铝锭的时间T、带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间Te，其中，ωmax为变频器所设置的最大频率，单位：Hz；nmax为变频器所设置的最大频率对应的电机转速，单位：r/min；ω为变频器的当前运行频率，单位：Hz；k为减速机的减速比；R为铸造机主动轮的半径，单位：mm；v为铸造机铸模运行的速度，单位：mm/s；h为铸造机铸模的宽度，单位：mm，H为铸造机的长度，单位：mm。(3)计算关键部件带热铝工作时长Twhole,其中，Twhole的单位为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、冷运机运行信号、码垛机器人运行信号和打印字头自动信号，若上述信号均为“ON”的状态，则执行步骤(2)；若上述信号不均为“ON”的状态，则继续等待，直到所有上述信号均为“ON”的状态，执行步骤(2)；(2)读取驱动铸造机电机运行的变频器的当前运行频率ω，然后根据以下公式计算浇铸单块铝锭的时间T、带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间Te，其中，ωmax为变频器所设置的最大频率，单位：Hz；nmax为变频器所设置的最大频率对应的电机转速，单位：r/min；ω为变频器的当前运行频率，单位：Hz；k为减速机的减速比；R为铸造机主动轮的半径，单位：mm；v为铸造机铸模运行的速度，单位：mm/s；h为铸造机铸模的宽度，单位：mm，H为铸造机的长度，单位：mm；(3)计算关键部件带热铝工作时长Twhole,其中，Twhole的单位为：小时；Trun为浇铸单块铝锭的时间T的累加；Te为带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间。

【技术特征摘要】
1.一种电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)检测整机动力电源信号、浇包升起信号、铸造机运行信号、冷运机运行信号、码垛机器人运行信号和打印字头自动信号，若上述信号均为“ON”的状态，则执行步骤(2)；若上述信号不均为“ON”的状态，则继续等待，直到所有上述信号均为“ON”的状态，执行步骤(2)；(2)读取驱动铸造机电机运行的变频器的当前运行频率ω，然后根据以下公式计算浇铸单块铝锭的时间T、带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间Te，其中，ωmax为变频器所设置的最大频率，单位：Hz；nmax为变频器所设置的最大频率对应的电机转速，单位：r/min；ω为变频器的当前运行频率，单位：Hz；k为减速机的减速比；R为铸造机主动轮的半径，单位：mm；v为铸造机铸模运行的速度，单位：mm/s；h为铸造机铸模的宽度，单位：mm，H为铸造机的长度，单位：mm；(3)计算关键部件带热铝工作时长Twhole,其中，Twhole的单位为：小时；Trun为浇铸单块铝锭的时间T的累加；Te为带热铝铸模从浇包处运行至铸造机头所需时间；(4)将关键部件带热铝工作时长Twhole与关键部件的使用寿命进行比较，如果关键部件带热铝工作时长Twhole将要达到关键部件的使用寿命，则对该关键部件进行预警。2.根据权利要求1所述的电解铝连铸生产线关键部件使用寿命的监测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，赵正天，芮执元，杨建军，郭俊锋，冯瑞成，任丽娜，雷春丽，罗德春，王伟，喻国丽，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62