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1、(10)申请公布号 CN 103305874 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103305874 A *CN103305874A* (21)申请号 201310286027.7 (22)申请日 2013.07.09 C25C 3/20(2006.01) C25C 3/14(2006.01) (71)申请人 中国铝业股份有限公司 地址 100082 北京市海淀区西直门北大街 62 号 (72)发明人 张艳芳 杨建红 鄂以帅 唐新平 王跃勇 刘巧云 (74)专利代理机构 中国有色金属工业专利中心 11028 代理人 李子健 李迎春 (54) 发明名称 一种铝电解槽用下料反馈和漏。
2、料监测方法 (57) 摘要 一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 涉及一种铝电解槽下料控制的方法。该方法通过 在电解槽料箱下面的下料通道中上部安装光电或 超声传感器， 来感知氧化铝粉料的通过， 并结合电 解槽当前所处的下料控制状态， 分别对一个下料 周期内的下料过程、 充料过程， 以及停料状态期间 对氧化铝通过下料通道的信号进行统计分析， 对 铝电解槽是否成功下料形成闭环控制， 对下料失 败进行补充下料， 根据分析结果判断下料系统是 否堵料、 漏料并进行报警提示。 该方法有利于保证 氧化铝下料的正常进行， 防止槽内氧化铝浓度过 高带来的沉淀或过低容易引发的阳极效应发生。 (51)Int.Cl。
3、. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103305874 A CN 103305874 A *CN103305874A* 1/2 页 2 1. 一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 安装在电解槽料箱下面下 料通道上的可以感知氧化铝粉通过的传感器， 将氧化铝通过信息上传给控制系统， 控制系 统结合下料控制状态对传感器上传的氧化铝通过信息进行分析， 从而对电解槽下料系统是 否正常下料、 是否有堵料或漏料发生进行判断， 并进行提示和报警。 2. 。
4、根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述传感器在有氧化铝通过时有信号发 出， 传感器可采用红外、 激光、 超声波中的任何一种类型的传感器， 采用单极漫反射或极板 反射或双极对射方式实现。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述氧化铝通过信息以开关量形式被所 述控制系统采集， 并结合下料状态分三种情况进行统计分析， 三种情况的统计包括 ： 下料周 期内的下料过程计数统计、 充料过程计数统计， 以及停料状态计数统计。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述下料过程信号计数统计包括 ： 当电解 槽处于非停料状态， 即正常、 欠量、 过量下料状态， 下料指。
5、令发出的同时开始开关量信号的 下料过程计数， 下料指令结束时， 计数停止， 根据计数值判断是否有氧化铝下料通过， 进而 判断下料动作是否成功执行。 5. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述充料过程信号计数统计包括 ： 当电解 槽处于非停料状态， 即正常、 欠量、 过量下料状态， 当下料指令结束的同时开始开关量信号 的充料过程计数， 至下一个下料指令开始时， 计数停止， 根据计数值判断充料状态是否有氧 化铝下料通过， 进而判断是否有漏料发生。 6. 根据权利要求 1 或 4 所述的方法， 其特征在于， 下料过程的分析步骤包括 ： 所述控 制系统将下料过程接收的开关量信号计数值进行。
6、分析， 当该开关量信号计数值 0 时， 所述 控制系统将下料次数累计值增加 1 次， 当该开关量信号计数值 =0 时， 所述控制系统不增 加下料次数累计值， 并且所述控制系统发出补下料指令， 连续补料次数不超过 n 次， 其中 0 n 3n。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 下料过程的分析步骤还包括 ： 当连续超过 m 次开关量信号计数值 =0， 则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充料失败， 所述控制系统 发出堵料或下料系统故障报警信息， 其中 1 m 10。 8. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 下料过程的分析步骤还包括 ： 在连续 p 次 下料过程中有 q 。
7、次开关量信号计数值 =0， 则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充料失败， 所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息， 其中 1 q p 10。 9. 根据权利要求 1 或 5 所述的方法， 其特征在于， 充料过程的分析步骤包括 ： 所述控制 系统将充料过程接收的开关量信号计数值进行判断分析， 当连续 n 次充料过程开关量信号 计数值大于 k 时， 则判断为电解槽下料回路漏料发生， 所述控制系统发出下料系统漏料故 障报警信息， 其中 1 n 5， 0 k 5。 10. 根据权利要求 1 或 5 所述的方法， 其特征在于， 充料过程的分析步骤包括 ： 所述控 制系统将充料开关量信号计数值进行判断分。
8、析， 当在连续 n 次非下料过程中接收到的信号 计数大于k的有m次， 则判断为电解槽下料回路漏料发生， 所述控制系统发出下料系统漏料 故障报警信息， 其中 1 m n 10， 0 k 5。 11. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述停料状态计数统计分析包括 ： 当电 解槽开始处于停料状态时， 即电解槽在持续一段时间不下料， 开始停料状态计数统计， 每接 权 利 要 求 书 CN 103305874 A 2 2/2 页 3 收到一次开关量信号， 计数值加 1， 当在停料过程中， 计数值大于 k 时， 则判断为电解槽下料 回路漏料发生， 所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息， 。
9、其中 1 k 5。 12. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述传感器安装在电解槽下料器下料通 道上。 权 利 要 求 书 CN 103305874 A 3 1/5 页 4 一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法 技术领域 0001 本发明涉及电解铝领域， 尤其涉及一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法。 背景技术 0002 在铝电解生产过程中控制系统需要控制下料系统不断的给电解槽内加入氧化铝 粉料进行电解反应。氧化铝粉首先从料仓通过输送系统进入每台电解槽上的料箱， 在槽控 系统控制下进行氧化铝的周期性下料， 控制系统通过调整下料周期来调整下料速度和下料 量。通常电解槽的下料控制运行。
10、状态会分为过量下料、 欠量下料、 正常下料、 停料状态四类 运行状态， 在过量、 欠量和正常下料状态， 电解槽都会被周期性的给料， 当处在停料状态时， 系统不给料。 周期性下料是这样执行的 ： 槽控系统在设定的下料周期到时发出打壳指令， 打 壳锤头将壳面打开后， 控制系统接着发出下料指令， 控制气缸将料箱中的氧化铝通过下料 通道泄入电解槽内进行电解反应， 然后进行料箱充料， 等待下一下料周期开始。 一般几分钟 完成这样一个下料周期。 目前的控制系统大都对下料的控制属于开环控制， 即 ： 下料指令下 发了， 但对是否真正有料从料箱内进入电解槽内， 控制系统并没有判断依据。于是会出现 ： 当系统堵。
11、料的时候， 下料指令发出后并没有氧化铝从料箱泄入电解槽， 或者当系统由于机 械故障发生漏料的时候， 控制系统也无从知晓， 会导致电解槽内氧化铝浓度过低或过高而 不能及时被发现， 从而增加阳极效应或槽沉淀的发生机率。 0003 专利 CN10117336 一种铝电解槽精确下料反馈信息控制方法， 其下料反馈是通过 对打壳下料机构执行信号进行检测反馈， 该方法可以反馈出的信息仅是打壳下料机构是否 都动作了， 对料箱内是否有料通过下料通道进入槽内、 或漏料发生并不知晓 专利 CN201962386U 一种铝电解槽下料实时监控系统， 是通过在新鲜氧化铝仓和除尘 器主溜槽之间的氧化铝输料管上和载氟仓和烟道。
12、之间的载氟仓输料管上， 设置氧化铝流量 滚动计量仪， 实现压力和反吹实时检测， 可以实时监控并调整下料量及整个输送系统各项 参数， 有利于保障料仓内的氧化铝通过输料通道上槽。 0004 专利 CN2701877 铝电解定容下料器反馈信号装置， 该专利主要为了控制下料料箱 的定容充料， 保证每次下料量相同。 0005 专利 CN201428000 一种带反馈信号的打壳装置， 该专利是通过在打壳气缸上安装 反馈装置， 当打壳垂头行程足够打开壳面时， 有信号发出， 该专利可保证壳面确实被打开， 下料的氧化铝不会堆积在壳面上而未进入槽内。 0006 以上专利都对下料控制有一定的有利作用， 但都不能知道。
13、正常下料时是否有氧化 铝从料箱出来， 而且不能识别堵料、 漏料的发生。 发明内容 0007 本发明的目的就是针对现有技术存在的问题， 提供一种铝电解槽用下料反馈和漏 料监测方法。 0008 上述目的是通过下述方案实现的 ： 说 明 书 CN 103305874 A 4 2/5 页 5 一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 安装在电解槽料箱下面下料 通道上的可以感知氧化铝粉通过的传感器， 将氧化铝通过信息上传给控制系统， 控制系统 结合下料控制状态对传感器上传的氧化铝通过信息进行分析， 从而对电解槽下料系统是否 正常下料、 是否有堵料或漏料发生进行判断， 并进行提示和报警。 00。
14、09 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 所述传感器在有氧 化铝通过时有信号发出， 传感器可采用红外、 激光、 超声波中的任何一种类型的传感器， 采 用单极漫反射或极板反射或双极对射方式实现。 0010 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 所述氧化铝通过信 息以开关量形式被所述控制系统采集， 并结合下料状态分三种情况进行统计分析， 三种情 况的统计包括 ： 下料周期内的下料过程计数统计、 充料过程计数统计， 以及停料状态计数统 计。 0011 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 所述下料过程信号 计数统计包括 ： 当电解槽处于非。
15、停料状态， 即正常、 欠量、 过量下料状态， 下料指令发出的同 时开始开关量信号的下料过程计数， 下料指令结束时， 计数停止， 根据计数值判断是否有氧 化铝下料通过， 进而判断下料动作是否成功执行。 0012 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 所述充料过程信号 计数统计包括 ： 当电解槽处于非停料状态， 即正常、 欠量、 过量下料状态， 当下料指令结束的 同时开始开关量信号的充料过程计数， 至下一个下料指令开始时， 计数停止， 根据计数值判 断充料状态是否有氧化铝下料通过， 进而判断是否有漏料发生。 0013 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 下。
16、料过程的分析步 骤包括 ： 所述控制系统将下料过程接收的开关量信号计数值进行分析， 当该开关量信号计 数值 0 时， 所述控制系统将下料次数累计值增加 1 次， 当该开关量信号计数值 =0 时， 所述 控制系统不增加下料次数累计值， 并且所述控制系统发出补下料指令， 连续补料次数不超 过 n 次， 其中 0 n 3n。 0014 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 下料过程的分析步 骤还包括 ： 当连续超过 m 次开关量信号计数值 =0， 则判断为电解槽下料回路堵料或料箱充 料失败， 所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息， 其中 1 m 10。 0015 根据上述铝。
17、电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 下料过程的分析 步骤还包括 ： 在连续 p 次下料过程中有 q 次开关量信号计数值 =0， 则判断为电解槽下料 回路堵料或料箱充料失败， 所述控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息， 其中 1 q p 10。 0016 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 充料过程的分析步 骤包括 ： 所述控制系统将充料过程接收的开关量信号计数值进行判断分析， 当连续 n 次充 料过程开关量信号计数值大于 k 时， 则判断为电解槽下料回路漏料发生， 所述控制系统发 出下料系统漏料故障报警信息， 其中 1 n 5， 0 k 5。 0017 根据。
18、上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 充料过程的分析步 骤包括 ： 所述控制系统将充料开关量信号计数值进行判断分析， 当在连续 n 次非下料过程 中接收到的信号计数大于k的有m次， 则判断为电解槽下料回路漏料发生， 所述控制系统发 出下料系统漏料故障报警信息， 其中 1 m n 10， 0 k 5。 说 明 书 CN 103305874 A 5 3/5 页 6 0018 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 所述停料状态计数 统计分析包括 ： 当电解槽开始处于停料状态时， 即电解槽在持续一段时间不下料， 开始停料 状态计数统计， 每接收到一次开关量信号， 计。
19、数值加 1， 当在停料过程中， 计数值大于 k 时， 则判断为电解槽下料回路漏料发生， 所述控制系统发出下料系统漏料故障报警信息， 其中 1 k 5。 0019 根据上述铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法， 其特征在于， 所述传感器安装在 电解槽下料器下料通道上。 0020 本发明的有益效果 ： 本发明在电解槽下料过程和非下料过程均进行工作， 可确保 下料过程控制为闭环控制。 有利于保证氧化铝下料的正常进行和对系统堵料和漏料故障发 生的及时发现和报警， 防止槽内氧化铝浓度的过高或过低， 防止阳极效应或沉淀的发生。 附图说明 0021 图 1 为本发明传感器在圆形通道上安装示意图 ； 图 2 是图。
20、 1 的俯视图 ； 图 3 为本发明传感器在矩形通道上安装示意图 ； 图 4 是图 3 的俯视图。 具体实施方式 0022 实施例 1 当在铝电解槽下料料箱下面的下料通道 1 为圆形时， 在其中上段安装漫反射光电开关 2， 开关类型选用可检测距离为 0-d 内的物体通过的， d 小于下料通道直径。这样当管道为 空时， 不会有信号产生， 一旦有氧化铝通过就会有信号产生。 一个下料周期内分下料过程和 充料过程进行统计， 停料状态时做停料过程统计。 0023 在下料过程， 当下料指令发出的同时开关量信号计数值清 0 开始新的统计， 每次 光电开关由 0 变 1 时， 计数值加 1， 下料指令结束时，。
21、 该计数停止 ； 当下料过程开关量信号计数值 0 时， 控制系统内下料次数增加 1 次， 当开关量信号计 数值 =0 时， 控制系统下料次数累计值不增加。控制系统发出补下料指令， 最多连续补料次 数 3 次后， 等待下一个下料过程。 0024 当连续超过 3 次下料过程开关量信号计数值 =0， 判断为该槽下料回路堵料或料箱 充料失败， 控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息。 0025 在充料过程， 当下料指令结束的同时该开关量信号计数值清 0 开始新的统计， 每 次光电开关由 0 变 1 时， 计数加 1， 下料指令再次发出前， 该计数停止 ； 当充料过程开关量信号计数值连续3次大于0时， 。
22、判断为该槽下料回路漏料发生， 控制 系统发出下料系统漏料故障报警信息。 0026 当电解槽开始处于停料状态时， 开始停料状态计数统计， 每接收到一次开关量信 号， 开关量信号计数值加 1， 当在停料过程中， 计数值大于 5 时， 判断为该槽下料回路漏料发 生， 控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。 0027 实施例 2 当在铝电解槽下料料箱下面的下料通道 1 为矩形时， 在其上段安装感应距离较远的对 说 明 书 CN 103305874 A 6 4/5 页 7 射光电开关 2， 在小面距离较远一对面上安装一对， 这样当管道为空时， 两极连通， 不会有信 号产生， 一旦有氧化铝通过就会遮挡光线。
23、， 有信号产生。 一个下料周期内分下料过程和非下 料过程进行统计， 停料状态时做停料过程统计。 0028 在下料过程， 当下料指令发出的同时开关量信号计数值清 0 开始新的统计， 每次 光电开关由 0 变 1 时， 开关量信号计数值加 1， 下料指令结束时， 该计数停止 ； 当下料过程开关量信号计数值 0 时， 控制系统内下料次数增加 1 次， 当开关量信号计 数值 =0 时， 控制系统下料次数累计值不增加。控制系统发出补下料指令， 最多连续补料次 数 3 次后， 等待下一个下料过程。 0029 在连续10次下料过程中有3下料过程开关量信号计数值=0， 判断为该槽下料回路 堵料或料箱充料失败，。
24、 控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息 在充料过程， 当下料指令结束的同时该开关量信号计数值 0 开始新的统计， 每次光电 开关由 0 变 1 时， 开关量信号计数值加 1， 下料指令再次发出前， 该计数停止 ； 当在连续 10 次充料过程中接收到的开关量信号计数值大于 0 的不少于 3 次， 判断为该 槽下料回路漏料发生， 控制系统发出下料系统漏料故障报警信息 . 当电解槽开始处于停料状态时， 开始停料状态计数统计， 每接收到一次开关量信号， 开 关量信号计数值加 1， 当在停料过程中， 开关量信号计数值大于 5 时， 判断为该槽下料回路 漏料发生， 控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。。
25、 0030 实施例 3 当在铝电解槽下料料箱下面的下料通道 1 为矩形时， 且小面两端距离较远时， 在其上 段安装感应距离较近的对射光电开关 2， 在大面上安装多对， 这样当管道为空时， 每对开关 两极连通， 不会有信号产生， 一旦有氧化铝通过， 遮挡任意一对极之间的光线， 该开关会有 信号产生。一个下料周期内分下料过程和非下料过程进行统计， 停料状态时做停料过程统 计。 0031 在下料过程， 当下料指令发出的同时开关量信号计数值清 0 开始新的统计， 同一 时间段内多个开关量中只要有一个光电开关由 0 变 1 时， 开关量信号计数值加 1， 下料指令 结束时， 该计数停止 ； 当下料过程开。
26、关量信号计数值 0 时， 控制系统内下料次数增加 1 次， 当开关量信号计 数值 =0 时， 控制系统下料次数累计值不增加。控制系统发出补下料指令， 最多连续补料次 数 3 次后， 等待下一个下料过程。 0032 当连续超过 3 次下料过程开关量信号计数值 =0， 判断为该槽下料回路堵料或料箱 充料失败， 控制系统发出堵料或下料系统故障报警信息 在充料过程， 当下料指令结束的同时该开关量信号计数值清 0 开始新的统计， 同一时 间段内多个开关量中只要有一个光电开关由0变1时， 计数加1， 下料指令再次发出前， 该计 数停止 ； 当在连续 10 次充料过程中接收到的开关量信号计数值大于 0 的不。
27、少于 3 次， 判断为该 槽下料回路漏料发生， 控制系统发出下料系统漏料故障报警信息 . 当电解槽开始处于停料状态时， 开始停料状态计数统计， 同一时间段内多个开关量中 只要有一个光电开关量信号发出， 开关量信号计数值加 1， 当在停料过程中， 开关量信号计 数值大于 5 时， 判断为该槽下料回路漏料发生， 控制系统发出下料系统漏料故障报警信息。 说 明 书 CN 103305874 A 7 5/5 页 8 0033 本发明在电解槽下料过程和非下料过程均进行工作， 可确保下料过程控制为闭环 控制。 有利于保证氧化铝下料的正常进行和对系统堵料和漏料故障发生似的及时发现和报 警， 防止槽内氧化铝浓度的过高或过低， 防止阳极效应或沉淀的发生。 说 明 书 CN 103305874 A 8 1/1 页 9 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103305874 A 9 。