铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法，涉及铝电解设备领域，包括：判断料仓加料及运动状态，若无加料行为且处于静止状态，则MCU模块与槽控机通信，获得铝电解槽是否需要投料信息；若当前时刻存在铝电解槽需要投料，则进行投料并计算投料速度；若投料速度正常，则料仓无故障，若投料速度过慢，则料仓发生阻塞或者设备发生故障，开启声光报警器。本发明专利技术利用称重传感器采集料仓质量数据，计算原料投料速度，进而判断是否出料口发生阻塞，并进行声光报警送检修，本发明专利技术可以实时在线监测并控制料仓料位，同时在第一时间检测到料仓阻塞信息，避免阻塞恶化。本发明专利技术结构与操作步骤简单，易于实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝电解设备领域，特别是涉及铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法。
技术介绍
在铝电解领域，铝电解原料添加一般是先将料塔储料罐中的原料通过浓相或超浓相输送管道输送至电解车间的电解槽内；由于在冶炼过程中，要添加阳极覆盖料、辅料及补料，该部分物料将由单独浓相或超浓相管道输送至电解天车料仓内，然后天车再将覆盖料添加到电解槽中。料仓一般具有进料口和出料口，原料经管道处进料口进入料仓，当投料时，电磁阀控制出料口开启，原料经出料口传输给电解槽反应。天车投料和料塔储料罐直接投料，二者铝电解原料相同，原料主要包括：氧化铝、氟化盐、氯化盐等，二者主要不同之处在于温度，天车投料一般温度较低，料液容易凝固成颗粒导致出料口阻塞，影响料仓出料。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法，旨在实时监控料位状态、检测料仓出料速度，判断出料速度是否满足要求，当料仓出料口阻塞时，发出声光报警，提醒相关人员维修。本专利技术可以在第一时间检测到料仓阻塞信息，避免阻塞加剧而造成情况恶化。为实现上述目的，本专利技术提供了铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法，所述天车料仓故障报警系统包括：用于承装原料的料仓、用于移动所述料仓的天车以及用于料仓控制的电子控制模块；所述电子控制模块包括：称重传感器、运动状态传感器、MCU模块、电磁阀；所述称重传感器与所述MCU模块电连接；所述运动状态传感器与所述MCU模块电连接；所述电磁阀与所述MCU模块电连接；所述MCU模块与槽控机通信连接；所述天车设置有支撑座，所述称重传感器设置有上垫板和下垫板，所述称重传感器下垫板与所述支撑座紧固；所述称重传感器上垫板与所述料仓紧固；所述电磁阀安装于所述料仓的出料口，用于控制所述出料口开启或关闭；所述方法包括如下步骤：步骤1：判断料仓是否在加料状态，若所述料仓处于加料状态,则保持所述出料口的所述电磁阀关闭；若所述料仓处于非加料状态，则执行步骤2；步骤2：判断料仓是否处于运动状态，若所述料仓处于运动状态，则保持所述出料口的所述电磁阀关闭，执行步骤3；若所述料仓处于静止状态，则执行步骤3；步骤3：当所述天车料仓投料时，称重传感器实时采集天车料仓质量数据，打开所述出料口的所述电磁阀，计算投料速率V，执行步骤4；步骤4：判断投料速度V是否正常；若投料速度正常，等待投料完毕关闭所述出料口的所述电磁阀，执行步骤5；否则，关闭所述出料口的所述电磁阀，开启声光报警器，并移动所述天车；步骤5：所述称重传感器实时采集所述料仓质量，若所述料仓质量大于等于下限值，则执行步骤3；若所述料仓质量小于下限值，则所述天车将所述料仓移
动至加料区加料，称重传感器实时采集所述料仓质量，若所述料仓质量大于上限值，则所述天车加料完成，并执行步骤3。在该技术方案中，电子控制模块正常启动或在宕机重启后开始执行步骤1，步骤1、2主要是宕机后检测当前设备运行状态，避免设备运行错误。在该技术方案中，测试出料口是否阻塞时在向电解槽投料时进行的，即为在线测试，无需安排另外时间或空间进行出料口阻塞测试实验。在该技术方案中，利用称重传感器采集料仓质量数据，计算获得原料投料速度，进而判断是否出料口发生阻塞，并进行声光报警送检修，该方案可以在第一时间检测到料仓阻塞信息，避免阻塞加剧而造成情况恶化。进一步而言，所述投料速度计算方法为：获取最近n次料仓质量数据Mi，计算投料速度V，所述所述1≤i≤n，n≥3，所述T为所述称重传感器的采样周期，所述t为最近一次防磁传感器采集所述料仓质量数据到当前时刻的时长。在该技术方案中，由于称重传感器是按周期对料仓进行称重，称重传感器所得到的质量数据相比较于料仓真实数据存在一定的延时，MCU模块需要对质量数据进行处理，并换算为投料速度；该技术方案中提供的投料计算公式，是基于投料速度在较短时间内的变化呈现一次线性变化，并计算获得投料速度，提高了投料速度计算精度，提高了系统可靠性。进一步而言，在步骤5中，在所述料仓质量为下限值时，原料的剩余量至少为铝电解槽单次投料量。一般铝电解槽投料时在一定间隔时间，向电解槽投料，每次的投料量波动不大。在该技术方案中，判断原料剩余量少于铝电解槽单次投料量，则不对该
料仓安排投料任务并需要对该料仓进行加料处理。进一步而言，所述运动状态传感器为陀螺仪或加速度计。在该技术方案中，运动状态主要是判断天车是否处于静止状态，可以采用相应传感器进行对运动状态判断。进一步而言，在步骤4中，判断投料速度V是否正常的方法为：设定投料速度V下限值VTH，若所述投料速度V≥VTH，则投料速度正常。在该技术方案中，设定投料速度下限值进行判断投料速度是否正常，高于下限值均判断为投料速度正常。α值得确定可以根据实际工艺、出料口的形状进行人为设定。一般而言，在同一参数下，α值设置越高，出料口越容易报故障，优点在于发现故障越早，缺点在于容易误报；α值设置越低，出料口报故障容限越大，不容易报错，当然故障发现稍晚。进一步而言，所述运动状态传感器和MCU模块安装在所述料仓或所述天车支撑座或所述上垫板或下垫板上。进一步而言,所述运动状态传感器和MCU模块安装在所述上垫板和下垫板之间。称重传感器需安装在天车支撑座和料仓之间，而运动状态传感器、MCU模块的安装可以自主选择合适位置。一般而言，运动状态传感器安装位置需和料仓运动状态相一致，如安装在料仓或天车支撑座或上垫板或下垫板上；在优选的实施例中，运动状态传感器和MCU模块安装在上垫板和下垫板之内，有利于实现电子控制模块一体化设计，方便安装。进一步而言，所述天车料仓故障报警系统还配置有显示器，所述显示器与所述MCU模块电连接，所述MCU模块发送数据给所述显示器显示；所述控制方
法还包括显示所述料仓料位的步骤；所述MCU模块接收称重传感器数据，并获取所述料仓料位，所述显示器显示所述天车料仓料位。该技术方案实现实时显示料位，便于用户直观获得天车料仓料位；同时，在该技术方案中，采用称重方式将质量数据转化成料位数据，避免现有技术采用料位计获得料位的不精确，影响投料和加料。本专利技术利用称重传感器采集料仓质量数据，计算获得原料投料速度，进而判断是否出料口发生阻塞，并进行声光报警送检修，该方案可以在第一时间检测到料仓阻塞信息，避免阻塞加剧而造成情况恶化。同时，本专利技术在设备宕机后可以自检运行状态，避免运行误差；本专利技术提供的报警方法是在线测试完成，提高工作效率。此外，本专利技术还可以实时监控料仓料位；本专利技术结构与操作步骤简单，易于实施。附图说明图1是本专利技术铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统结构示意图；图2是本专利技术电子控制模块与槽控机通信示意图；图3是本专利技术电子控制模块结构示意图；图4是本专利技术防磁称重传感器安装示意图；图5是本专利技术铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统控制方法的流程示意图；图6是本专利技术料仓投料质量变化曲线；图7是本专利技术铝电解天车料仓料位实时显示示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1-2所示，在本专利技术第一实施例中，天车料仓故障报警系统包括：用于承装原料的料仓21、用于移动所述料仓的天车以及用于料仓控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法，其特征在于，基于天车料仓故障报警系统进行铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警；所述天车料仓故障报警系统包括：用于承装原料的料仓、用于移动所述料仓的天车以及用于料仓控制的电子控制模块；所述电子控制模块包括：称重传感器、运动状态传感器、MCU模块、电磁阀；所述称重传感器与所述MCU模块电连接；所述运动状态传感器与所述MCU模块电连接；所述电磁阀与所述MCU模块电连接；所述MCU模块与槽控机通信连接；所述天车设置有支撑座，所述称重传感器设置有上垫板和下垫板，所述称重传感器下垫板与所述支撑座紧固；所述称重传感器上垫板与所述料仓紧固；所述电磁阀安装于所述料仓的出料口，用于控制所述出料口开启或关闭；所述方法包括如下步骤：步骤1：判断料仓是否在加料状态，若所述料仓处于加料状态,则保持所述出料口的所述电磁阀关闭；若所述料仓处于非加料状态，则执行步骤2；步骤2：判断料仓是否处于运动状态，若所述料仓处于运动状态，则保持所述出料口的所述电磁阀关闭，执行步骤3；若所述料仓处于静止状态，则执行步骤3；步骤3：当所述天车料仓投料时，称重传感器实时采集天车料仓质量数据，打开所述出料口的所述电磁阀，计算投料速率V，执行步骤4；步骤4：判断投料速度V是否正常；若投料速度正常，等待投料完毕关闭所述出料口的所述电磁阀，执行步骤5；否则，关闭所述出料口的所述电磁阀，开启声光报警器，并移动所述天车；步骤5：所述称重传感器实时采集所述料仓质量，若所述料仓质量大于等于下限值，则执行步骤3；若所述料仓质量小于下限值，则所述天车将所述料仓移动至加料区加料，称重传感器实时采集所述料仓质量，若所述料仓质量大于上限值，则所述天车加料完成，并执行步骤3。...

【技术特征摘要】
1.铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警系统的控制方法，其特征在于，基于天车料仓故障报警系统进行铝电解天车料仓料位在线监控及故障报警；所述天车料仓故障报警系统包括：用于承装原料的料仓、用于移动所述料仓的天车以及用于料仓控制的电子控制模块；所述电子控制模块包括：称重传感器、运动状态传感器、MCU模块、电磁阀；所述称重传感器与所述MCU模块电连接；所述运动状态传感器与所述MCU模块电连接；所述电磁阀与所述MCU模块电连接；所述MCU模块与槽控机通信连接；所述天车设置有支撑座，所述称重传感器设置有上垫板和下垫板，所述称重传感器下垫板与所述支撑座紧固；所述称重传感器上垫板与所述料仓紧固；所述电磁阀安装于所述料仓的出料口，用于控制所述出料口开启或关闭；所述方法包括如下步骤：步骤1：判断料仓是否在加料状态，若所述料仓处于加料状态,则保持所述出料口的所述电磁阀关闭；若所述料仓处于非加料状态，则执行步骤2；步骤2：判断料仓是否处于运动状态，若所述料仓处于运动状态，则保持所述出料口的所述电磁阀关闭，执行步骤3；若所述料仓处于静止状态，则执行步骤3；步骤3：当所述天车料仓投料时，称重传感器实时采集天车料仓质量数据，打开所述出料口的所述电磁阀，计算投料速率V，执行步骤4；步骤4：判断投料速度V是否正常；若投料速度正常，等待投料完毕关闭所述出料口的所述电磁阀，执行步骤5；否则，关闭所述出料口的所述电磁阀，开
\t启声光报警器，并移动所述天车；步骤5：所述称重传感器实时采集所述料仓质量，若所述料仓质量大于等于下限值，则执行步骤3；若所述料仓质量小于下限值，则所述天车将所述料仓移动至加料区加料，称重传感器实时采集所述料仓质量，若所述料仓质量大于上限值，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹刚，尹艺臻，李卓蔓，尹在之，白家扬，尹冬，沈重衡，尹松，尹俊晧，尹平，张艳怡，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50