專利名稱：防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解槽陽極的控制裝置及方法，尤其涉及一種防止鋁電解槽陽 極失控造成離極故障的控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
電解鋁生產(chǎn)系統(tǒng)是典型的大容量直流用電負荷，整個工藝生產(chǎn)系統(tǒng)是由多臺機組 并聯(lián)構(gòu)成的整流裝置和多達上百臺的電解槽串聯(lián)構(gòu)成的十分復(fù)雜的龐大系統(tǒng)，為其供電的 直流供電裝置通常為多臺整流機組并聯(lián)構(gòu)成的整流系統(tǒng)，隨著電解槽工作電流的不斷增 大，整個供電整流系統(tǒng)的直流電源容量十分巨大，一旦由于漏槽或某種原因造成系列中某 個電解槽的陽極和陰極的極距異常增大甚至斷開，即通常所說的開路事故，此時如果不及 時切斷為其供電的電源，開路的電解槽將產(chǎn)生巨大的直流拉弧，將釀成重大的生產(chǎn)事故，所 以防止電解直流系統(tǒng)開路事故的發(fā)生對保證整個系統(tǒng)生產(chǎn)安全是十分重要的，為此不僅要 求供電整流裝置要具有完善的控制、保護功能，還要求負責每個電解槽控制工作的槽控機 具有十分強大的智能控制功能和多重保護措施，以防止由于漏槽或某種原因造成系列中某 個電解槽的陽極和陰極的極距異常增大甚至斷開。造成鋁電解槽離極故障原因鋁電解槽的工作原理是將溶解在電解質(zhì)中的氧化鋁 在直流電的作用下，還原出金屬鋁，即陽極炭塊組與電解槽內(nèi)的陰極保持一定的距離，使期 間的電解質(zhì)通過直流電流將溶解在電解質(zhì)中的氧化鋁還原出金屬鋁，由于出鋁造成的槽內(nèi) 鋁液面下降和陽極的消耗以及槽效應(yīng)等原因，在電解槽正常生產(chǎn)過程中為了適應(yīng)上述變化 保持電解槽的穩(wěn)定，需要不斷的調(diào)整陽極炭塊組與電解槽7內(nèi)陰極之間的距離，即上下調(diào) 整陽極高度，然而，如果調(diào)整不當將造成陽極炭塊9組與電解槽內(nèi)的鋁液的距離變化過大、 過快，嚴重情況下可能造成離極故障，造成離極故障的原因除電解槽漏槽意外還有如下原 因a)陽極提升機構(gòu)的限位開關(guān)失靈；b)陽極傳動機構(gòu)電動機控制接觸器觸點粘連。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供一種防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控 制裝置及方法，目的是防止陽極提升機構(gòu)的限位開關(guān)失靈或陽極傳動機構(gòu)電動機控制接觸 器觸點粘連而造成離極故障。為達上述目的本發(fā)明防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，包括電源 開關(guān)、陽極提升電機，設(shè)在電源開關(guān)與陽極提升電機之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器，陽極提升電 機設(shè)在陽極提升母線的上方，所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與電源開關(guān)之間設(shè)有強制斷電接觸 器，強制斷電接觸器和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接收槽控機的控制信號，槽控機接收電解槽工作 狀況信號、強制斷電接觸器輔助接點返饋信號、正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號。所述的在陽極提升母線的上方設(shè)有頂部限位開關(guān)，在陽極提升母線下方設(shè)有底部限位開關(guān)。所述的頂部限位開關(guān)和底部限位開關(guān)的工作信號傳送到槽控機。
所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與陽極提升電機之間設(shè)有熱保護器。所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器包括正轉(zhuǎn)控制接觸器和反轉(zhuǎn)控制接觸器。防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，包括下述步驟槽控機根據(jù)采集的電解槽工作狀況信號輸出升或者降的時間控制指令；陽極提升電機按照槽控機設(shè)定的 提升時間進行運轉(zhuǎn)，同時實時檢測返饋信號，并根據(jù)返饋信號輸出相應(yīng)的控制指令。所述的實時檢測返饋信號為正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號、頂部限位開關(guān) 和底部限位開關(guān)的工作信號。所述的在正常提升時間內(nèi)檢測到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號、頂部限位 開關(guān)和底部限位開關(guān)的工作信號為工作正常，否則為工作異常。所述的在正常提升時間內(nèi)沒有檢測到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號、頂部 限位開關(guān)或底部限位開關(guān)的工作信號時向強制斷點接觸器輸出強制斷點接觸器線圈斷電信號。所述的向強制斷點接觸器輸出強制斷點接觸器線圈斷電信號后根據(jù)強制斷點接 觸器輔助接點返饋信號斷判強制斷點接觸器輔助接點是否斷開，并發(fā)送報警信號。所述的強制斷點接觸器輔助接點是斷開的則發(fā)送報警提示本提升系統(tǒng)需檢修信 號，如果沒有斷開則發(fā)送嚴重事故報警信號。本發(fā)明的優(yōu)點是1)、根據(jù)陽極提升速度及最大行程設(shè)定陽極提升電機最長運行 時間，如果在此運行時間內(nèi)仍然沒有檢測到限位信號，槽控機進入到強制停止程序。2)、在 短時正反轉(zhuǎn)控制接觸器前面增設(shè)一個強制斷點接觸器，消除了正反轉(zhuǎn)控制接觸器容易產(chǎn)生 粘連故障使系統(tǒng)失控無法停止傳動機構(gòu)的缺點。3)、可以有效防止由于陽極提升裝置失控 造成電解直流系統(tǒng)開路和電解槽冒槽使整個電解系列停電。


圖1是本發(fā)明的控制主接線圖。圖2是槽控機的接線圖。圖3是電解槽陽極升降系統(tǒng)示意圖。圖4是本發(fā)明的控制方法流程圖。圖中1、陽極提升電機；2、熱保護器；3、正轉(zhuǎn)控制接觸器；4、強制斷點接觸器；5、 電源開關(guān)；6、槽控機；7、電解槽；8、陽極提升母線；9、陽極碳塊；10、頂部限位開關(guān)；11、底 部限位開關(guān)；12、傳動機構(gòu)；13、反轉(zhuǎn)控制接觸器；14、電解槽工作狀況信號；15、強制斷電接 觸器輔助接點反饋信號；16、正轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點反饋信號；17、反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助 接點反饋信號；18、頂部限位開關(guān)工作信號；19、底部限位開關(guān)工作信號。
具體實施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明保護范圍不受實施例所限。如圖1、2和3所示本發(fā)明防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，包括 電源開關(guān)5、陽極提升電機1，設(shè)在電源開關(guān)5與陽極提升電機1之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器， 陽極提升電機1設(shè)在陽極提升母線8的上方，陽極提升電機驅(qū)動傳動機構(gòu)12對陽極提升母 線進行升降，正反轉(zhuǎn)控制接觸器與電源開關(guān)5之間設(shè)有強制斷點接觸器4，正反轉(zhuǎn)控制接觸器包括正轉(zhuǎn)控制接觸器3和反轉(zhuǎn)控制接觸器13 ；強制斷電接觸器4和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接 收槽控機6的控制信號，槽控機6接收電解槽工作狀況信號14、強制斷電接觸器輔助接點反 饋信號15、和正轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點反饋信號16和反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點反饋信號 17 ；在陽極提升母線8的上方設(shè)有頂部限位開關(guān)10，在陽極提升母線8下方設(shè)有底部限位 開關(guān)11，頂部限位開關(guān)10和底部限位開關(guān)11設(shè)在陽極提升母線8端部的上方和下方；頂 部限位開關(guān)工作信號18和底部限位開關(guān)工作信號19傳送到槽控機6 ；正反轉(zhuǎn)控制接觸器 與陽極提升電機1之間設(shè)有熱保護器2。 如圖4所示本發(fā)明防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，包括下述步 驟槽控機根據(jù)采集的電解槽工作狀況信號輸出升或者降的時間控制指令S 1 ；陽極提升 電機按照槽控機設(shè)定的提升時間進行運轉(zhuǎn)，正或反轉(zhuǎn)控制接觸器帶電，同時實時槽控機檢 測反饋信號，并根據(jù)反饋信號輸出相應(yīng)的控制信號S2 ；實時檢測反饋信號為正轉(zhuǎn)控制接觸 器輔助接點返饋信號、反轉(zhuǎn)控制接觸器輔 助接點返饋信號、頂部限位開關(guān)和底部限位開關(guān) 的工作信號；對正或反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號進行檢測，并判斷正或反轉(zhuǎn)控制接 觸器輔助接點是否斷開S3 ；當在正常提升時間內(nèi)檢測到正或反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返 饋信號，說明正或反轉(zhuǎn)控制接觸器工作正常，則等待下一次提升信號S4 ；如果在正常提升 時間內(nèi)沒有檢測到正或反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號，說明正或反轉(zhuǎn)控制接觸器工作 異正常，向強制斷電接觸器輸出斷電信號S5 ；對頂部限位開關(guān)和底部限位開關(guān)的工作信號 進行檢測，并判斷是否觸發(fā)S6 ；當在正常提升時間內(nèi)檢測到頂部限位開關(guān)工作信號或底部 限位開關(guān)工作信號則為工作正常，等待下一次提升信號S7,如果在正常提升時間內(nèi)沒有檢 測到頂部限位開關(guān)工作信號或底部限位開關(guān)工作信號則為工作異常，向強制斷電接觸器輸 出斷電信號S5 ；向強制斷電接觸器輸出斷電信號后則進行判斷強制斷電接觸器輔助接點 返饋信號，根據(jù)強制斷電接觸器輔助接點返饋信號斷判強制斷電接觸器輔助接點是否斷 開，并發(fā)送報警信號S8 ；強制斷電接觸器輔助接點是斷開的則發(fā)送報警提示本提升系統(tǒng)需 檢修信號S9，如果沒有斷開則發(fā)送嚴重事故報警信號S10。
權(quán)利要求
防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，包括電源開關(guān)、陽極提升電機，設(shè)在電源開關(guān)與陽極提升電機之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器，陽極提升電機設(shè)在陽極提升母線的上方，其特征在于所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與電源開關(guān)之間設(shè)有強制斷電接觸器，強制斷電接觸器和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接收槽控機的控制信號，槽控機接收電解槽工作狀況信號、強制斷電接觸器輔助接點返饋信號、正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，其特征在 于在陽極提升母線的上方設(shè)有頂部限位開關(guān)，在陽極提升母線下方設(shè)有底部限位開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，其特征在 于所述的頂部限位開關(guān)和底部限位開關(guān)的工作信號傳送到槽控機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，其特征在 于所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與陽極提升電機之間設(shè)有熱保護器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，其特 征在于所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器包括正轉(zhuǎn)控制接觸器和反轉(zhuǎn)控制接觸器。
6.防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，其特征在于包括下述步驟槽控 機根據(jù)采集的電解槽工作狀況信號輸出升或者降的時間控制指令；陽極提升電機按照槽控 機設(shè)定的提升時間進行運轉(zhuǎn)，同時實時檢測返饋信號，并根據(jù)返饋信號輸出相應(yīng)的控制指 令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，其特征在 于所述的實時檢測返饋信號為正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號、頂部限位開關(guān)和底部 限位開關(guān)的工作信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，其特征在 于在正常提升時間內(nèi)檢測到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號、頂部限位開關(guān)和底部限 位開關(guān)的工作信號為工作正常，否則為工作異常。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，其特征在 于在正常提升時間內(nèi)沒有檢測到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號、頂部限位開關(guān)或底 部限位開關(guān)的工作信號時向強制斷點接觸器輸出強制斷點接觸器線圈斷電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，其特征 在于向強制斷點接觸器輸出強制斷點接觸器線圈斷電信號后根據(jù)強制斷點接觸器輔助接 點返饋信號斷判強制斷點接觸器輔助接點是否斷開，并發(fā)送報警信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制方法，其特征 在于強制斷點接觸器輔助接點是斷開的則發(fā)送報警提示本提升系統(tǒng)需檢修信號，如果沒有 斷開則發(fā)送嚴重事故報警信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽陽極的控制裝置及方法，尤其涉及一種防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置及方法。防止鋁電解槽陽極失控造成離極故障的控制裝置，包括電源開關(guān)、陽極提升電機，設(shè)在電源開關(guān)與陽極提升電機之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器，陽極提升電機設(shè)在陽極提升母線的上方，其特征在于所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與電源開關(guān)之間設(shè)有強制斷電接觸器，強制斷電接觸器和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接收槽控機的控制信號，槽控機接收電解槽工作狀況信號、強制斷電接觸器輔助接點返饋信號、正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點返饋信號。本發(fā)明有效防止了陽極提升機構(gòu)的限位開關(guān)失靈或陽極傳動機構(gòu)電動機控制接觸器觸點粘連而造成離極故障。
文檔編號C25C3/20GK101824632SQ20091001053
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者何亮, 蔣小銘, 袁進禹 申請人:沈陽鋁鎂設(shè)計研究院