一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置及方法，包括微处理器单元、信号过压保护与采集单元、CAN总线接口、智能高边电源开关和接线端子，接线端子通过过压保护与采集电路连接到微处理器单元的AD采样端口，微处理器单元连接有CAN总线接口，CAN总线接口连接到槽控机，接线端子连接到压力传感器，并通过智能高边电源开关对压力传感器进行供电，智能高边电源开关连接到微处理器单元。本发明专利技术很好地解决了因电解槽上环境恶劣，容易导致传感器电源线与信号线短路，从而使信号长时间过流的电路保护问题，并能智能控制及报警。并能智能控制及报警。并能智能控制及报警。

【技术实现步骤摘要】
一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置及方法


[0001]本专利技术属于铝电解槽打壳气缸压力监测设备
，涉及一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置及方法。

技术介绍

[0002]随着铝工业智能制造的不断发展，现有的打壳下料系统已无法满足电解槽节能降耗的需求。首先，现有打壳加料系统不能智能识别卡堵，容易造成局部氧化铝浓度不均匀，阳极效应频发，增加电耗，降低电流效率；其次，现有打壳加料系统无法根据下料点畅通状况控制打壳锤头动作时间，产生许多不必要打壳，增加打击头和气缸磨损，浪费压缩空气，还易造成电解质粘附在打击头上，产生局部氧化铝浓度不均；此外，现有打壳加料系统产生包卡堵问题后，需要人工巡视、处理，工作量大，易对电解槽产生较大干扰。
[0003]针对上述情况，通过检测打壳过程中气缸进气管的压力变化来判断火眼是否打穿，根据气缸工作原理，理论上打穿和卡堵对应的气压变化是不一样的，利用压力传感器检测打壳时气压的变化，从而识别火眼是否打通，根据火眼是否通畅来实现对打壳下料系统的智能控制。在每个打壳气缸进气管安装一个压力传感器，压力传感器将压力信号转换为4~20mA信号送给数据采集板，该传感器使用两线制、即电源线与信号线，因电解槽上环境恶劣，高温、粉尘、强磁场容易导致传感器导线、接头或内部电路损坏从而使电源线与信号线短路，如果短路就容易损坏压力信号采集板。常规的做法是在采样电路中增加自恢复保险，自恢复保险与采样电阻串联。但电流信号采样电阻一般阻值不大，而精度要求较高，当传感器电源线与信号线短路时，会长时间处于过流状态，自恢复保险动作需要达到一定的热量，如果采样电阻功率较小就容易损坏，这样就需要较大功率的采样电阻，但由于对采样电阻精度、体积大小等要求，会给电阻选型造成很大困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置及方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置，包括微处理器单元、信号过压保护与采集单元、CAN总线接口、智能高边电源开关和接线端子，接线端子通过过压保护与采集电路连接到微处理器单元的AD采样端口，微处理器单元连接有CAN总线接口，CAN总线接口连接到槽控机，接线端子连接到压力传感器，并通过智能高边电源开关对压力传感器进行供电，智能高边电源开关连接到微处理器单元。
[0006]优选的，上述智能高边电源开关使用一片双路智能高边电源开关，每5个压力传感器传感器使用一路通道。
[0007]优选的，上述微处理器单元采用STM32处理器。
[0008]优选的，上述微处理器单元设置有至少10个AD采样端口。
[0009]一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置的采集方法，该方法为：微处理器单元
检测4~20mA信号是否正常，当监测到电流信号大于等于25mA时，微处理器发出信号控制智能高边电源开关，切断压力传感器供电电源，进行过流保护与报警，然后每分钟自检，检测信号是否恢复正常。
[0010]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术以智能高边电源开关给压力传感器供电，微处理器单元检测4~20mA信号是否正常，当监测到电流信号大于等于25mA时，微处理器发出信号控制智能高边电源开关，切断压力传感器供电电源，进行过流保护与报警，然后每分钟自检，检测信号是否恢复正常。这种设计，很好地解决了因电解槽上环境恶劣，容易导致传感器电源线与信号线短路，从而使信号长时间过流的电路保护问题，并能智能控制及报警。因此本专利技术与现有的铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置相比，具有结构简单、智能程度高、造价低廉、运行可靠的优点。本专利技术特别适合于在高温、多尘、强磁场、有腐蚀性的现场恶劣环境中对铝电解槽打壳气缸压力信号的实时采集，具有一定的优越性。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的功能分区示意图；图2为本专利技术的系统连接示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。
[0013]实施例1：如图1
‑
2所示，一种基于智能高边电源开关过流保护技术的铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置，包括微处理器单元1、信号过压保护与采集单元2、智能高边电源开关4、CAN总线接口3和接线端子5，接线端子5通过信号过压保护与采集单元2连接到微处理器单元1的AD采样端口，微处理器单元1连接有CAN总线接口3，设置有至少10个AD采样端口，CAN总线接口3连接到槽控机6，接线端子连接到压力传感器8，压力传感器用于检测打壳过程中气缸进气管的压力变化，压力传感器8电源通过智能高边电源开关4进行供电，智能高边电源开关4连接到微处理器单元1，智能高边电源开关4使用一片双路智能高边电源开关4，每5个，压力传感器8使用一路通道。处理器1采用芯片型号为STM32F103，智能高边电源开关4采用芯片型号为BTS723GW，CAN总线3驱动芯片型号为82C250，针对铝电解的特殊环境，采集板上CAN总线接口3与外部CAN总线连接进行光电隔离处理。
[0014]本专利技术将智能高边电源开关4巧妙地用于铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置，10路4~20mA电流信号通过插拔式的接线端子5接入采集板，再通过过压保护与采集电路2，然后接入STM32处理器1的AD采样端口，压力传感器8电源通过智能高边电源开关（4）进行供电。微处理器单元1检测4~20mA信号是否正常，当监测到电流信号大于等于25mA时，微处理器1发出信号控制智能高边电源开关4，切断传感器8供电电源，进行过流保护与报警，然后每分钟自检，检测信号是否恢复正常。采集装置7通过CAN总线接口3与槽控机6进行通讯。
[0015]实施例2：一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置的采集方法，该方法为：微处理器单元1检测4~20mA信号是否正常，当监测到电流信号大于等于25mA时，微处理器1发出信号控制智能高边电源开关4，切断传感器8供电电源，进行过流保护与报警，然后每分钟自检，检测信号是否恢复正常。
[0016]以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内，因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置，其特征在于：包括微处理器单元（1）、信号过压保护与采集单元（2）、智能高边电源开关（4）、CAN总线接口（3）和接线端子（5），接线端子（5）通过信号过压保护与采集单元（2）连接到微处理器单元（1）的AD采样端口，微处理器单元（1）连接有CAN总线接口（3），CAN总线接口（3）连接到槽控机（6），接线端子（5）连接到压力传感器（8）并通过智能高边电源开关（4）对压力传感器（8）供电，智能高边电源开关（4）连接到微处理器单元（1）。2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽打壳气缸压力信号采集装置，其特征在于：智能高边电源开关（4）使用一片双路智能高边电源开关（4），每5个压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：田庆红，胡仕凯，杨涛，陈志洋，黄俊，谭笑天，邱烨，
申请(专利权)人：贵州创新轻金属工艺装备工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：