專利名稱：一種定量吸鋁控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電解鋁領(lǐng)域，尤其涉及一種定量吸鋁控制裝置。
背景技術(shù)：
在電解鋁生產(chǎn)過程中，電解槽中的氧化鋁粉經(jīng)電解后生成液態(tài)鋁，根據(jù)計算機(jī)工藝控制系統(tǒng)發(fā)布的定時定量吸鋁量，打開空氣閥門，將高壓風(fēng)經(jīng)風(fēng)管對吸鋁包作用，利用氣流的空吸原理使吸鋁包產(chǎn)生負(fù)壓，將鋁液吸入吸鋁包內(nèi)，吸鋁包懸掛在電子秤上，當(dāng)電子稱顯示所吸取鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，關(guān)閉空氣閥門，完成一個電解槽的計劃吸鋁工藝。其中，吸鋁量是指吸鋁包吸收鋁液的量，計劃吸鋁量是指計劃吸收鋁液的量。但是，吸鋁量的大小一定要控制在一個合理的范圍內(nèi)，因為如果從電解槽中吸取鋁的量少，將導(dǎo)致鋁的生產(chǎn)效率低下，以及能源的浪費(fèi)，如果從電解槽中吸取鋁的量過多，將縮短電解槽使 用壽命，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本，因此在吸鋁時，要求吸鋁量的誤差小于20千克。目前，傳統(tǒng)控制吸鋁量的方法有兩種(I)吸鋁工觀察電子秤的重量顯示屏，當(dāng)數(shù)值到達(dá)計劃吸鋁量時，手動關(guān)閉空氣閥門，停止吸鋁，記錄吸鋁量。但是，這種控制吸鋁量的方法得到的吸鋁量的誤差大，效率低，而且記錄吸鋁量的數(shù)值容易受人為因素的影響。(2)通過定量吸鋁控制系統(tǒng)控制吸鋁量。將輸入定量吸鋁控制系統(tǒng)的計劃吸鋁量與稱重系統(tǒng)所測量出的吸鋁包的吸鋁量進(jìn)行比較，當(dāng)吸鋁包的吸鋁量到達(dá)計劃吸鋁量時，定量吸鋁控制系統(tǒng)控制電磁空氣閥門瞬間關(guān)閉，停止吸鋁。但是，由于每個吸鋁包容積、吸鋁管內(nèi)徑、吸鋁相關(guān)設(shè)備的密封性及風(fēng)壓等因素的不一致，吸鋁速度一般為lOkg/s(千克每秒)至每秒30kg/s不等，而從關(guān)閉電磁空氣閥門到最終吸鋁包停止吸進(jìn)鋁液有2秒到4秒的滯后時間，如此一來，吸鋁量的誤差將大于20千克，難以保證控制精度，給工藝執(zhí)行造成困難。

實用新型內(nèi)容針對上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種定量吸鋁控制裝置，其實現(xiàn)了對定量吸鋁的精確控制。為達(dá)到上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種定量吸鋁控制裝置，包括控制部分、速度調(diào)節(jié)部分及測量部分；所述控制部分，用于比較其自身存儲的計劃吸鋁量與測量部分傳入的吸鋁包吸收鋁液的重量值，并根據(jù)比較結(jié)果，向速度調(diào)節(jié)部分發(fā)送比例-微分-積分(PID)控制信號或節(jié)點(diǎn)信號；所述速度調(diào)節(jié)部分，與控制部分連接，用于根據(jù)接收的PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號，調(diào)節(jié)吸鋁包吸收鋁液的速度，其中，當(dāng)吸鋁包吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，吸鋁包停止吸收鋁液；所述測量部分，與控制部分連接，用于測量吸鋁包吸收鋁液的重量值，并將該重量值傳入控制部分。特別的，所述控制部分包括[0011]信號輸入單元，用于供用戶輸入要求的計劃吸鋁量以及啟動PID控制信號的提前量;存儲單元，與信號輸入單元連接，用于存儲信號輸入單元傳入的計劃吸鋁量、提前量以及測量部分傳入的吸鋁包吸收鋁液的重量值；處理單元，與存儲單元連接，用于比較存儲單元中存儲的計劃吸鋁量與吸鋁包吸收鋁液的重量值，并根據(jù)比較結(jié)果以及所述提前量，向速度調(diào)節(jié)部分發(fā)送PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號，降低吸鋁包吸收鋁液的速度，當(dāng)吸鋁包吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，吸鋁包吸收鋁液的速度降為零，完成吸鋁包的定量 吸鋁。特別的，所述裝置還包括無線接收部分，與控制部分連接，用于無線接收用戶要求的計劃吸鋁量，將其傳入存儲單元，并無線接收吸鋁包開始吸鋁信號，將其傳入處理單元。特別的，所述信號輸入單元，還用于向處理單元發(fā)送吸鋁包開始吸鋁的信號。特別的，所述控制部分為監(jiān)控儀表。特別的，所述無線接收部分為電臺，設(shè)置于監(jiān)控儀表上。特別的，所述速度調(diào)節(jié)部分包括電磁閥以及與其配合的空氣調(diào)節(jié)閥；所述電磁閥，通過線纜與監(jiān)控儀表連接，用于根據(jù)監(jiān)控儀表傳入的節(jié)點(diǎn)信號，打開閥門或關(guān)閉閥門，控制吸鋁包開始或停止吸收鋁液；所述空氣調(diào)節(jié)閥，通過線纜與監(jiān)控儀表連接，用于根據(jù)監(jiān)控儀表傳入的PID控制信號，調(diào)節(jié)閥門的開啟程度，通過控制送入吸鋁包的高壓風(fēng)的風(fēng)量及風(fēng)壓大小，調(diào)節(jié)吸鋁包吸收鋁液的速度。特別的，所述測量部分包括天車秤及與其配合的重量傳感器；所述天車秤，與吸鋁包連接，用于實時測量吸鋁包吸收鋁液的重量值；所述重量傳感器，通過線纜與監(jiān)控儀表連接，用于實時探測天車秤測量出的吸鋁包吸收鋁液的重量值，并將其傳入監(jiān)控儀表。本實用新型通過監(jiān)控儀表發(fā)送節(jié)點(diǎn)信號及PID控制信號，電磁閥以及與其配合的空氣調(diào)節(jié)閥根據(jù)接收到的節(jié)點(diǎn)信號和PID控制信號，控制吸鋁包吸收鋁液的速度，使吸鋁包的最終吸鋁量與計劃吸鋁量的誤差達(dá)到用戶的要求例如小于20千克，與傳統(tǒng)定量吸鋁控制裝置相比，不僅控制精度高，吸鋁速度快，而且結(jié)構(gòu)合理，使用方便。

圖I為本實用新型實施例提供的定量吸鋁控制裝置框圖；圖2為本實用新型實施例提供的定量吸鋁控制裝置的應(yīng)用示意圖。圖中:201、電臺;202、監(jiān)控儀表；203、駕駛室；204、天車；205、電解槽；206、線纜;207、電磁閥；208、空氣調(diào)節(jié)閥；209、重量傳感器；210、高壓風(fēng)管；211、空壓機(jī)；212、快接閥；213、吸鋁包；214、滑輪；215、天車秤；216、吊鉤；217、吸鋁管；218、吹風(fēng)管。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。請參照圖I及圖2所示，圖I為本實用新型實施例提供的定量吸鋁控制裝置框圖，圖2為本實用新型實施例提供的定量吸鋁控制裝置的應(yīng)用示意圖。本實施例中定量吸鋁控制裝置包括無線接收部分、控制部分、速度調(diào)節(jié)部分及測量部分。所述控制部分包括信號輸入單元、存儲單元以及處理單元。所述無線接收部分為電臺201 ;所述控制部分為監(jiān)控儀表202 ;所述速度調(diào)節(jié)部分包括電磁閥207以及與其配合的空氣調(diào)節(jié)閥208 ;所述測量部分包括天車秤215以及與其配合的重量傳感器209。所述電臺201設(shè)置于監(jiān)控儀表202上，所述監(jiān)控儀表202安裝在駕駛室203內(nèi)，所述駕駛室203懸吊在天車204下方，所述天車204安裝在電解槽205的上方。所述監(jiān)控儀表202，通過線纜206分別與固定在天車204上的電磁閥207、空氣調(diào)節(jié)閥208以及重量傳感器209連接。所述電磁閥207的閥門及空氣調(diào)節(jié)閥208的閥門串接在高壓風(fēng)管210上，所述高壓風(fēng)管210的一端連接空壓機(jī)211，一端通過快接閥212連接設(shè)置于吸鋁包213內(nèi)部的吹風(fēng) 管218。并且高壓風(fēng)管210的中間部分與滑輪214連接，這樣便于調(diào)節(jié)高壓風(fēng)管210的下垂高度。所述天車秤215安裝在天車204上，通過吊鉤216將吸鋁包213懸掛在電解槽205側(cè)上方。從吸鋁包213引出的吸鋁管217插入電解槽205中。所述電臺201，用于無線接收用戶要求的計劃吸鋁量，將其傳入存儲單元，并無線接收開始吸鋁信號，將其傳入處理單元?？紤]到電解槽205中鋁液的多少，電解槽205的大小，以及電解槽205的使用情況等因素的影響，對于不同的電解槽205，吸鋁包213的計劃吸鋁量不同。吸鋁工可以通過遙控設(shè)備遠(yuǎn)程輸入計劃吸鋁量，并將其發(fā)射給電臺201，也可以通過監(jiān)控儀表202的信號輸入單元直接輸入計劃吸鋁量。同樣的，在一切條件具備，吸鋁包213可以開始吸鋁的情況下，可以通過遙控設(shè)備將開始吸鋁信號發(fā)射給電臺201，也可以通過監(jiān)控儀表202的信號輸入單元直接輸入開始吸鋁信號。所述信號輸入單元，用于供用戶輸入要求的計劃吸鋁量、啟動PID控制信號的提前量以及吸鋁包開始吸鋁的信號。不同的定量吸鋁過程，要求的吸鋁包213吸收鋁液的誤差值不同，有的較高，有的較低，一般情況下，吸鋁包213最終吸收鋁液的量與計劃吸鋁量的誤差應(yīng)小于20千克。吸鋁工可以通過信號輸入單元直接輸入本次定量吸鋁過程要求的啟動PID控制信號的提前量。所述存儲單元，與信號輸入單元連接，用于存儲信號輸入單元傳入的計劃吸鋁量、提前量以及測量部分傳入的吸鋁包213吸收鋁液的重量值。在吸招包213開始吸招后,天車秤215將測出吸招包213吸收招液的重量值通過重量傳感器209，實時傳入存儲單元進(jìn)行存儲。所述處理單元，與存儲單元連接，用于比較存儲單元中存儲的計劃吸鋁量與吸鋁包213吸收鋁液的重量值，并根據(jù)比較結(jié)果以及吸鋁工輸入的提前量，向速度調(diào)節(jié)部分發(fā)送PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號，降低吸鋁包213吸收鋁液的速度，當(dāng)吸鋁包213吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，吸鋁包213吸收鋁液的速度降為零，完成吸鋁包213的定量吸鋁。處理單元在接收到吸鋁工通過電臺201或信號輸入單元傳入的開始吸鋁信號后，將通過線纜206向速度調(diào)節(jié)部分同時輸出兩路控制信號，一路是節(jié)點(diǎn)信號，將常閉的電磁閥207閥門瞬間打開，另一路是PID控制信號，將空氣調(diào)節(jié)閥208的閥門完全打開，高壓風(fēng)通過高壓風(fēng)管210輸入吸鋁包213，吸鋁包213在高壓風(fēng)的作用下開始吸鋁。在吸鋁包213開始吸鋁后，重量傳感器209將天車秤215測量出的吸鋁包213吸收鋁液的重量值實時傳入處理單元，處理單元將比較該重量值與計劃吸鋁量，并根據(jù)比較結(jié)果以及所述提前量，判斷是否開始降低吸鋁包213吸收鋁液的速度。當(dāng)所述提前量為100千克時，如果吸鋁包213吸收鋁液的重量值距離計劃吸鋁量大于100千克，則處理單元不向空氣調(diào)節(jié)閥208發(fā)送PID控制信號，吸鋁包213仍然全速吸鋁，如果吸鋁包213吸收鋁液的重量值距離計劃吸鋁量達(dá)到100千克，則處理單元向空氣調(diào)節(jié)閥208發(fā)送PID控制信號，空氣調(diào)節(jié)閥208減小閥門開啟程度，使吸鋁包213吸收鋁液的速度降低為5kg/s。其中，所述提前量為100千克并非為固定數(shù)值，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，它只是對應(yīng)誤差值為20千克的最佳值。當(dāng)吸鋁包213吸收鋁液的速度調(diào)為5kg/s —段時間后，如果天車秤215測量出吸鋁包213吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量，則處理單元將向電磁閥207發(fā)送節(jié)點(diǎn)信號，電磁閥207收到所述節(jié)點(diǎn)信號后，瞬間關(guān)閉電磁閥207的閥門，停止向吸鋁包213輸入高壓 風(fēng)，吸招包213停止吸收招液。所述電磁閥207，通過線纜206與處理單元連接，用于根據(jù)處理單元傳入的節(jié)點(diǎn)信號，打開閥門或關(guān)閉閥門，控制吸鋁包213開始或停止吸收鋁液。在處理單元接收到開始吸鋁信號后，將向電磁閥207發(fā)送節(jié)點(diǎn)信號，電磁閥207將閥門瞬間打開，空壓機(jī)211輸出的高壓風(fēng)進(jìn)入吸鋁包213，吸鋁包213通過吸鋁管從電解槽205中開始吸收鋁液；在處理單元比較出吸鋁包213吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，將再次向電磁閥207發(fā)送節(jié)點(diǎn)信號，電磁閥207將閥門瞬間關(guān)閉，停止向吸鋁包213輸入高壓風(fēng)，吸招包213停止吸收招液。所述空氣調(diào)節(jié)閥208，通過線纜206與處理單元連接，用于根據(jù)監(jiān)控儀表202傳入的PID控制信號，調(diào)節(jié)閥門的開啟程度，通過控制送入吸鋁包213的高壓風(fēng)的風(fēng)量及風(fēng)壓大小，調(diào)節(jié)吸鋁包213吸收鋁液的速度。在處理單元接收到開始吸鋁信號后，處理單元將向空氣調(diào)節(jié)閥208發(fā)送PID控制信號，空氣調(diào)節(jié)閥208將完全打開，從空壓機(jī)211輸出的高壓風(fēng)將不經(jīng)任何處理，輸入吸鋁包213，吸鋁包213開始全速從電解槽205中吸取鋁液；當(dāng)吸鋁工通過信號輸入單元輸入的啟動PID控制信號的提前量為100千克時，如果處理單元比較出吸鋁包213吸收鋁液的重量值距離計劃吸鋁量達(dá)到100千克，則處理單元向空氣調(diào)節(jié)閥208發(fā)送PID控制信號，空氣調(diào)節(jié)閥208減小閥門開啟程度，從而將減小輸入吸鋁包213的高壓風(fēng)的風(fēng)量以及風(fēng)速，使吸鋁包213吸收鋁液的速度降低為5kg/s。這樣一來，當(dāng)處理單元比較出吸鋁包213吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量將電磁閥207瞬間關(guān)閉時，即時從關(guān)閉電磁空氣閥門到最終吸鋁包213停止吸進(jìn)鋁液有2秒到4秒的滯后時間，由于此時吸鋁包213的最大吸鋁速度為5kg/s,因此在吸鋁包213最終停止吸收鋁液時，吸鋁包213吸收鋁液的量的誤差值也不會超過20千克，達(dá)到了定量吸鋁的目的。所述重量傳感器209，通過線纜206與監(jiān)控儀表202連接，用于實時探測天車秤215測量出的吸鋁包213吸收鋁液的重量值，并將其傳入監(jiān)控儀表202。為了實現(xiàn)定量吸鋁的自動化控制，監(jiān)控儀表202就需要實時獲得天車秤215測量出的吸鋁包213吸收鋁液的重量值，重量傳感器209就恰好滿足了這一要求，其將天車秤215測量出的吸鋁包213吸收鋁液的重量值轉(zhuǎn)化為電信號，通過線纜206將電信號傳入監(jiān)控儀表202，監(jiān)控儀表202的處理單元收到該電信號后，解析出吸鋁包213吸收鋁液的重量值。本實用新型通過監(jiān)控儀表202發(fā)送節(jié)點(diǎn)信號及PID控制信號，電磁閥207以及與其配合的空氣調(diào)節(jié)閥208根據(jù)接收到的節(jié)點(diǎn)信號和PID控制信號，控制吸鋁包213吸收鋁液的速度，使吸鋁包213的最終吸鋁量與計劃吸鋁量的誤差達(dá)到用戶的要求例如小于20千克，與傳統(tǒng)定量吸鋁控制裝置相比，不僅控制精度高，吸鋁速度快，而且結(jié)構(gòu)合理，使用方便，提高了吸鋁包213吸收鋁液的效率。上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新 型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種定量吸鋁控制裝置，其特征在于，包括控制部分、速度調(diào)節(jié)部分及測量部分； 所述控制部分，用于比較其自身存儲的計劃吸鋁量與測量部分傳入的吸鋁包吸收鋁液的重量值，并根據(jù)比較結(jié)果，向速度調(diào)節(jié)部分發(fā)送比例-微分-積分(PID)控制信號或節(jié)點(diǎn)信號; 所述速度調(diào)節(jié)部分，與控制部分連接，用于根據(jù)接收的PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號，調(diào)節(jié)吸鋁包吸收鋁液的速度，其中，當(dāng)吸鋁包吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，吸鋁包停止吸收招液； 所述測量部分，與控制部分連接，用于測量吸鋁包吸收鋁液的重量值，并將該重量值傳入控制部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述控制部分包括 信號輸入單元，用于供用戶輸入要求的計劃吸鋁量以及啟動PID控制信號的提前量； 存儲單元，與信號輸入單元連接，用于存儲信號輸入單元傳入的計劃吸鋁量、提前量以及測量部分傳入的吸鋁包吸收鋁液的重量值； 處理單元，與存儲單元連接，用于比較存儲單元中存儲的計劃吸鋁量與吸鋁包吸收鋁液的重量值，并根據(jù)比較結(jié)果以及所述提前量，向速度調(diào)節(jié)部分發(fā)送PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號，降低吸鋁包吸收鋁液的速度，當(dāng)吸鋁包吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，吸鋁包吸收鋁液的速度降為零，完成吸鋁包的定量吸鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括無線接收部分，與控制部分連接，用于無線接收用戶要求的計劃吸鋁量，將其傳入存儲單元，并無線接收吸鋁包開始吸鋁信號，將其傳入處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述信號輸入單元，還用于 向處理單元發(fā)送吸鋁包開始吸鋁的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述控制部分為監(jiān)控儀表。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述無線接收部分為電臺，設(shè)置于監(jiān)控儀表上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述速度調(diào)節(jié)部分包括電磁閥以及與其配合的空氣調(diào)節(jié)閥； 所述電磁閥，通過線纜與監(jiān)控儀表連接，用于根據(jù)監(jiān)控儀表傳入的節(jié)點(diǎn)信號，打開閥門或關(guān)閉閥門，控制吸招包開始或停止吸收招液； 所述空氣調(diào)節(jié)閥，通過線纜與監(jiān)控儀表連接，用于根據(jù)監(jiān)控儀表傳入的PID控制信號，調(diào)節(jié)閥門的開啟程度，通過控制送入吸鋁包的高壓風(fēng)的風(fēng)量及風(fēng)壓大小，調(diào)節(jié)吸鋁包吸收鋁液的速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定量吸鋁控制裝置，其特征在于，所述測量部分包括天車秤及與其配合的重量傳感器； 所述天車秤，與吸鋁包連接，用于實時測量吸鋁包吸收鋁液的重量值； 所述重量傳感器，通過線纜與監(jiān)控儀表連接，用于實時探測天車秤測量出的吸鋁包吸收鋁液的重量值，并將其傳入監(jiān)控儀表。
專利摘要本實用新型公開一種定量吸鋁控制裝置，包括控制部分、速度調(diào)節(jié)部分及測量部分；所述控制部分，用于比較其自身存儲的計劃吸鋁量與測量部分傳入的吸鋁包吸收鋁液的重量值，并根據(jù)比較結(jié)果，向速度調(diào)節(jié)部分發(fā)送PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號；所述速度調(diào)節(jié)部分，與控制部分連接，用于根據(jù)接收的PID控制信號或節(jié)點(diǎn)信號，調(diào)節(jié)吸鋁包吸收鋁液的速度，其中，當(dāng)吸鋁包吸收鋁液的重量值達(dá)到計劃吸鋁量時，吸鋁包停止吸收鋁液；所述測量部分，與控制部分連接，用于測量吸鋁包吸收鋁液的重量值，并將該重量值傳入控制部分。本實用新型實現(xiàn)了對定量吸鋁的精確控制，而且結(jié)構(gòu)合理，使用方便。
文檔編號C25C3/20GK202543352SQ20122007864
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者劉顯軍, 岳洪生, 張久生, 張春雷, 王曉紅 申請人:承德市開發(fā)區(qū)盛方電子有限公司