本發明涉鋁電解技術領域，具體涉及一種鋁電解溜槽加料檢測系統及方法。

背景技術：

對于鋁電解溜槽輸料檢測技術，以往行業內普遍使用射頻導納料位計或其他形式的料位計作為檢測元件進行檢測，主要原理是把料位計安裝到鋁電解末端槽的合適位置，當料到達末端槽時料位計會產生感應信號，然后把感應信號傳遞給控制系統停止加料設備運轉。但從某些方面還存在弊端，主要是：

1.因受環境或長時間使用料質在探頭上附著等原因導致料位計傳感器產生誤判斷，使其準確率降低。

2.使用料位計價格較高，較好點的料位計價格一般都在六千至一萬元之間。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本發明提出了一種鋁電解溜槽加料檢測系統，本系統通過在鋁電解末端槽設置一個熱電阻，通過溫度的變化對加料狀態進行檢測。

本發明采用如下技術方案：

一種鋁電解溜槽加料檢測系統，包括數據采集系統及控制系統，所述數據采集系統采集加料過程中的各項工況數據信息，并將該信息傳輸給控制系統，控制系統控制鋁電解設備的加料風機動作。

進一步的，所述數據采集系統包括緩沖箱、熱電阻、電流傳感器及壓力傳感器，所述緩沖箱焊接在末端槽下料豎管的絕緣節上，所述熱電阻的安裝螺母焊接到緩沖箱上面，在加料風機出口安裝壓力傳感器，在加料風機的電路連接線上連接電流傳感器。

進一步的，所述熱電阻為pt100熱電阻。

進一步的，所述控制系統包括溫度信號隔離變送器、plc可編程控制器、上位機電腦、電纜及中間繼電器，所述電纜包括信號采集電纜及通訊電纜，所述熱電阻采集信號通過信號采集電纜及溫度信號隔離變送器傳輸給plc可編程控制器，plc可編程控制器還通過信號采集電纜接收電流傳感器及壓力傳感器采集的電流及壓力信息，所述中間繼電器接收plc可編程控制器發送的指令，控制加料風機的啟動和停止，所述plc可編程控制器接收的信息通過通訊電纜傳輸給上位機電腦，并在上位機電腦進行顯示。

進一步的，所述plc可編程控制器具有a/d轉換功能和數字量輸入輸出及遠程網絡通訊功能。

進一步的，所述plc可編程控制器需預留10％-20％的備用點。

進一步的，所述通訊電纜為光纖,信號采集電纜為2芯銅芯電纜，其直徑不小于1.5mm²。

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明還提供了一種鋁電解溜槽加料檢測系統的工作方法，如下：

plc可編程控制器可實時接收熱電阻、壓力傳感器及電流傳感器采集的模擬信號，并通過a/d轉換模塊轉換為數字信號，plc可編程控制器還可接收加料風機的啟動信號。

步驟一：根據實際工況設定plc可編程控制器的時鐘模塊，設定時間自動啟動加料風機，并設定加料風機停止時的上限壓力值。

步驟二：加料風機啟動后對plc可編程控制器的變量進行初始化。

步驟三：plc可編程控制器實時接收熱電阻采集的溫度信號，并將其傳送給一個地址變量，plc可編程控制器得到加料風機的啟動信號后，再經過2-3分鐘，對熱電阻采集的初始溫度信號進行鎖定，同時將鎖定初始溫度增加一個增益值，將增加增益值后的增益鎖定溫度信號傳送到plc可編程控制器的另一個地址變量。

進一步的，所述增益值為2℃-3℃。

步驟四：將增益鎖定溫度值與接收的實時溫度值進行比較，當輸出的實時溫度大于步驟二中的增益鎖定溫度時，plc可編程控制器對所述輸出的實時溫度進行鎖定。

步驟五：plc可編程控制器同時對接收的實時壓力信號與設定的上限壓力值進行比較。

步驟六：當步驟三中所述輸出的實時溫度大于步驟二中的增益鎖定溫度、接收的實時壓力信號值大于設定的上限壓力值兩個條件都滿足時，plc可編程控制器會發送一個延時指令，一定時間后，控制加料風機進風口閥門的關閉，加料風機停止運行。

進一步的，所述延時指令設定的延時時間為3-5分鐘，也可根據現場工況自行設定。

步驟七：重復步驟二至六，可實現對鋁電解槽加料自動檢測。

所述上位機電腦對采集的數據及工況以曲線方式進行實時顯示，方便操作人員更直觀的判斷，操作人員可通過上位機電腦對所有數據進行監控、采集和修正，并對加料風機的狀態進行控制及加料狀態進行判斷，上位機電腦還具有數據存儲功能，以方便數據的查詢，加料完成時，還可語音提示操作人員。

本發明的有益效果：

現有的鋁電解溜槽加料檢測方法容易產生誤判斷，準確率低，而且成本較高，本發明的鋁電解溜槽加料檢測系統及工作方法，安裝方便，只需把熱電阻焊接到溜槽料管或緩沖箱上，沒有特殊的空間限制，而且免維護，更好也方便，降低了人員的勞動強度，所需要的硬件價格要低于現有技術中使用料位計價格90％以上。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的限定。

圖1是本發明鋁電解溜槽加料檢測系統示意圖；

圖2是本發明鋁電解溜槽加料檢測系統工作流程圖；

其中，1.加料風機，2.電流傳感器，3.壓力傳感器，4.下料豎管，5.緩沖箱，6.熱電阻，7.溫度信號隔離變送器，8.plc可編程控制器，9.通訊電纜，10.上位機電腦，11.中間繼電器，12.信號采集電纜。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖1所示，一種鋁電解溜槽加料檢測系統包括：數據采集系統及控制系統，其采集加料過程中的各項數據信息，并將該信息傳輸給控制系統，控制系統控制鋁電解設備的加料風機動作。

進一步的，所述數據采集系統包括緩沖箱5、熱電阻6、電流傳感器2及壓力傳感器3，所述緩沖箱焊接在末端槽下料豎管的絕緣節上，所述熱電阻的安裝螺母焊接到緩沖箱上面，在加料風機1出口安裝壓力傳感器，在加料風機的電路連接線上連接電流傳感器。

進一步的，所述熱電阻為pt100熱電阻。

進一步的，所述控制系統包括溫度信號隔離變送器7、plc可編程控制器8、上位機電腦10、電纜及中間繼電器11，所述電纜包括信號采集電纜及通訊電纜，所述熱電阻采集信號通過信號采集電纜及溫度信號隔離變送器傳輸給plc可編程控制器，plc可編程控制器還通過信號采集電纜接收電流傳感器及壓力傳感器采集的電流及壓力信息，所述中間繼電器接收plc可編程控制器發送的指令，控制加料風機的啟動和停止，所述plc可編程控制器接收的信息通過通訊電纜傳輸給上位機電腦，并在上位機電腦進行顯示。

進一步的，所述plc可編程控制器具有a/d轉換功能和數字量輸入、輸出及遠程網絡通訊功能。

進一步的，所述plc可編程控制器需預留10％-20％的備用點。

進一步的，所述通訊電纜為光纖，溫度信號采集電纜為2芯銅芯電纜，其直徑不小于1.5mm²。

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明還提供了一種鋁電解溜槽加料檢測系統的工作方法，如圖2所示，其工作步驟如下：

plc可編程控制器可實時接收熱電阻、壓力傳感器及電流傳感器采集的模擬信號，并通過a/d轉換模塊轉換為數字信號，plc可編程控制器還可接收加料風機的啟動信號。

步驟一：根據實際工況設定plc可編程控制器的時鐘模塊，設定一定時間，通過控制中間繼電器自動啟動加料風機，并設定加料風機停止時的上限壓力值，并設定加料風機停止時的上限壓力值，此步驟中設定參數可根據實際工況進行修改，如果工況不發生變化，此步驟可以不必進行。

步驟二：加料風機啟動后對plc可編程控制器的變量進行初始化。

步驟三：plc可編程控制器實時接收熱電阻采集的溫度信號，并將其傳送給一個地址變量，因為加料風機排出的風會影響到末端槽下料豎管內溫度，一般在持續2-3分鐘紅溫度趨于穩定，所以plc可編程控制器得到加料風機的啟動信號后，再經過2-3分鐘，對熱電阻采集的初始溫度信號進行鎖定，同時將鎖定初始溫度增加一個增益值，將增加增益值后的增益鎖定溫度信號傳送到plc可編程控制器的另一個地址變量，不影響熱電阻對溫度的實時采集。

進一步的，所述增益值為2℃-3℃。

步驟四：將增益鎖定溫度值與接收的實時溫度值進行比較，當輸出的實時溫度大于步驟二中的增益鎖定溫度時，plc可編程控制器對所述輸出的實時溫度進行鎖定。

步驟五：plc可編程控制器同時對接收的實時壓力信號與設定的上限壓力值進行比較。

步驟六：當步驟三中所述輸出的實時溫度大于步驟二中的增益鎖定溫度、接收的實時壓力信號值大于設定的上限壓力值兩個條件都滿足時，plc可編程控制器會發送一個延時指令，一定時間后控制加料風機進風口閥門的關閉，加料風機停止運行。因為當鋁粉到達末端槽，采集的實時溫度大于增益鎖定溫度時，電解槽中的料不會加滿，加滿料需要再經過一段時間，所以對加料風機的停止需要設置延時信號。

進一步的，所述延時指令設定的延時時間為3-5分鐘，也可根據現場工況自行設定。

步驟七：重復步驟二至六，可實現對鋁電解槽加料自動檢測。

所述上位機電腦對采集的數據及工況以曲線方式進行實時顯示，方便操作人員更直觀的判斷，操作人員可通過上位機電腦對所有數據進行監控、采集和修正，并對加料風機的狀態進行控制及加料狀態進行判斷，上位機電腦還具有數據存儲功能，以方便數據的查詢，加料完成時，還可語音提示操作人員。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。