專(zhuān)利名稱(chēng)：鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋁電解槽母線(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋁電解槽母線(xiàn)電流、溫度的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)全部采用熔鹽電解法，即向電解槽通入強(qiáng)大的直流電進(jìn)行電解生產(chǎn)鋁，作為大電流的載體，鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)不僅關(guān)系到鋁電解生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，而且關(guān)系到鋁電解生產(chǎn)的安全。鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)包括槽周?chē)妇€(xiàn)、槽底母線(xiàn)以及立柱母線(xiàn)。目前，對(duì)鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)電流與溫度的檢測(cè)一般依靠人工使用電壓表(或電流互感器)和紅外測(cè)溫槍定期檢測(cè)的方法進(jìn)行，這種檢測(cè)方法受主觀因素影響較大，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性較差，尚沒(méi)有可實(shí)現(xiàn)鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)電流與溫度實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化檢測(cè)裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決目前鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)電流與溫度的檢測(cè)依靠人工使用電壓表和測(cè)溫槍進(jìn)行檢測(cè)導(dǎo)致的主觀因素影響大檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性差等問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括，檢測(cè)單元，檢測(cè)單元與智能控制單元電連接，智能控制單元與輸出報(bào)警單元、人機(jī)界面單元和管理終端單元電連接。智能控制單元包括信號(hào)調(diào)理模塊和工控機(jī)，信號(hào)調(diào)理模塊與工控機(jī)通過(guò)PCI總線(xiàn)連接，人機(jī)界面單元通過(guò)串行通信接口與工控機(jī)連接，管理終端單元通過(guò)以太網(wǎng)接口與工控機(jī)連接，輸出報(bào)警單元通過(guò)聲光信號(hào)輸出模塊與工控機(jī)連接，檢測(cè)單元通過(guò)I/o端子與信號(hào)調(diào)理模塊電連接。信號(hào)調(diào)理模塊包括信號(hào)采集電路、功率放大電路和濾波電路，信號(hào)調(diào)理模塊通過(guò)PCI總線(xiàn)與工控機(jī)進(jìn)行連接。檢測(cè)單元包括熱電傳感器，熱電傳感器由測(cè)溫元件、電流檢測(cè)探頭以及固定卡具組成。人機(jī)界面單元由觸摸屏或薄膜鍵的嵌入式平板顯示器，或?yàn)槠胀ㄒ壕э@示器和鍵盤(pán)、鼠標(biāo)組成。輸出報(bào)警單元包括信號(hào)指示燈和擴(kuò)音器，分別與輸出報(bào)警單元導(dǎo)線(xiàn)連接。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型通過(guò)檢測(cè)單元自動(dòng)檢測(cè)鋁電解槽母線(xiàn)上的溫度及電壓，通過(guò)I/O端子送到信號(hào)調(diào)理模塊，通過(guò)信號(hào)采集電路、功率放大電路和濾波電路處理后，送至工控機(jī)進(jìn)行處理，當(dāng)電流或溫度數(shù)據(jù)沒(méi)有處于標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)，利用工控機(jī)驅(qū)動(dòng)聲光信號(hào)輸出模塊輸 出報(bào)警信號(hào)至輸出報(bào)警單元進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒工作人員采取相應(yīng)處理措施或撤離現(xiàn)場(chǎng)工作人員，以避免事故的發(fā)生，本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)定預(yù)警閾值范圍，預(yù)警閾值范圍在標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)，當(dāng)母線(xiàn)電流或溫度數(shù)據(jù)超出預(yù)警閾值范圍，但還在標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)時(shí)，不發(fā)出報(bào)警，只在人機(jī)界面單元顯示預(yù)警信息，提醒操作人員注意；智能控制單元的工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)接口與管理終端單元進(jìn)行高速數(shù)據(jù)連接，利用管理終端單元提取母線(xiàn)電流、溫度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示等距壓降、電流、溫度的柱狀圖和變化曲線(xiàn)，可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)回放、狀態(tài)邏輯分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置/修改；本實(shí)用新型具有檢測(cè)精度高實(shí)時(shí)性強(qiáng)、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)，解決了目前鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)電流與溫度的檢測(cè)依靠人工使用電壓表和測(cè)溫槍進(jìn)行檢測(cè)導(dǎo)致的主觀因素影響大，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性差等問(wèn)題。


圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)組成框圖；圖2為本實(shí)用新型原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括(見(jiàn)圖I)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電解槽母線(xiàn)的溫度和電流，與智能控制單元通過(guò)屏蔽導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行連接；智能控制單元，接收并處理檢測(cè)單元上傳的溫度和電流信號(hào)，將處理結(jié)果上傳至人機(jī)界面單元和管理終端單元，接收和處理人機(jī)界面單元和管理終端單元下發(fā)的指令；輸出報(bào)警單元，用于輸出聲光報(bào)警，與智能控制單元通過(guò)屏蔽導(dǎo)線(xiàn)連接；人機(jī)界面單元，用于人機(jī)交互，處理智能控制單元上傳的信息，并將人機(jī)交互信息下發(fā)至智能控制單元，與智能控制單元通過(guò)串口通訊采用數(shù)據(jù)線(xiàn)連接；管理終端單元，通過(guò)智能控制單元提取母線(xiàn)電流、溫度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示等距壓降、電流、溫度的柱狀圖和變化曲線(xiàn)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)回放、狀態(tài)邏輯分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和修改，與智能控制單元通過(guò)以太網(wǎng)連接。智能控制單元包括(見(jiàn)圖2)信號(hào)調(diào)理模塊和工控機(jī)，信號(hào)調(diào)理模塊與工控機(jī)通過(guò)PCI總線(xiàn)連接，人機(jī)界面單元通過(guò)串行通信接口與工控機(jī)連接，管理終端單元通過(guò)以太網(wǎng)接口與工控機(jī)連接，輸出報(bào)警單元通過(guò)聲光信號(hào)輸出模塊與工控機(jī)導(dǎo)線(xiàn)連接，檢測(cè)單元通過(guò)I/o端子與信號(hào)調(diào)理模塊屏蔽導(dǎo)線(xiàn)連接，智能控制單元由于采用工控機(jī)，因此需要配置散熱器，以防止溫度升高影響速度和精度，為了給信號(hào)輸入和輸出供電，需要設(shè)立獨(dú)立的供電模塊，智能控制單元提供電源。信號(hào)調(diào)理模塊包括(見(jiàn)圖2)信號(hào)采集電路、功率放大電路和濾波電路，信號(hào)調(diào)理模塊通過(guò)PCI總線(xiàn)與工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，檢測(cè)單元包括熱電傳感器，熱電傳感器由測(cè)溫元件、電流檢測(cè)探頭以及固定卡具組成，測(cè)溫元件為熱電阻或熱電偶等接觸式測(cè)溫元件，測(cè)溫精度為0. TC，量程為0 800°C，通過(guò)壓接或粘接的方式固定在卡具上。電壓檢測(cè)探頭材料為高電導(dǎo)率的金屬材質(zhì)，通過(guò)壓接的方式固定在卡具上。人機(jī)界面單元由觸摸屏或薄膜鍵的嵌入式平板顯示器，或?yàn)槠胀ㄒ壕э@示器和鍵盤(pán)、鼠標(biāo)組成。輸出報(bào)警單元包括信號(hào)指示燈和擴(kuò)音器，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)和輸出報(bào)警單元連接，由輸出報(bào)警單元驅(qū)動(dòng)指示燈和擴(kuò)音器運(yùn)行。[0029]實(shí)施例I :電解槽正常生產(chǎn)時(shí)，將熱電傳感器安裝在本槽槽周母線(xiàn)、槽底母線(xiàn)以及立柱母線(xiàn)表面。智能控制單元內(nèi)部的信號(hào)調(diào)理模塊采集母線(xiàn)系統(tǒng)等距壓降、溫度信號(hào)，并放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換。信號(hào)調(diào)理模塊將數(shù)字信號(hào)送入工控機(jī)，工控機(jī)內(nèi)部軟件計(jì)算母線(xiàn)電流值，得出母線(xiàn)系統(tǒng)溫度與電流分布情況，并將溫度與電流分布狀況判別結(jié)果和處理建議輸出至人機(jī)界面單元，人機(jī)界面單元通過(guò)串行接口連接工控機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。管理終端單元通過(guò)以太網(wǎng)接口與智能控制單元通訊，提取母線(xiàn)電流、溫度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示等距壓降、電流、溫度的柱狀圖和變化曲線(xiàn)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)回放、狀態(tài)邏輯分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置/修改。當(dāng)槽周母線(xiàn)、槽底母線(xiàn)或立柱母線(xiàn)電流或溫度超出預(yù)警閾值范圍，但還在標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)時(shí)，人機(jī)界面單元上顯示預(yù)警信息；當(dāng)電流或溫度沒(méi)有處于標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)，信號(hào) 燈報(bào)警和擴(kuò)音器語(yǔ)音提示報(bào)警。實(shí)施例2 :當(dāng)采用引流的方法對(duì)大修槽陰極鋼棒與陰極軟帶進(jìn)行焊接或者對(duì)鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，將熱電傳感器安裝在本槽槽周母線(xiàn)、槽底母線(xiàn)、立柱母線(xiàn)以及下游槽立柱母線(xiàn)表面。智能控制單元內(nèi)部的信號(hào)調(diào)理模塊采集母線(xiàn)系統(tǒng)等距壓降、溫度信號(hào)，并放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換。信號(hào)調(diào)理模塊將數(shù)字信號(hào)送入工控機(jī)，工控機(jī)內(nèi)部軟件計(jì)算母線(xiàn)電流值，得出母線(xiàn)系統(tǒng)溫度與電流分布情況，并將溫度與電流分布狀況判別結(jié)果和處理建議輸出至人機(jī)界面單元。人機(jī)界面單元通過(guò)串行接口連接工控機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。管理終端單元通過(guò)以太網(wǎng)接口與智能控制單元通訊，提取母線(xiàn)電流、溫度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示等距壓降、電流、溫度的柱狀圖和變化曲線(xiàn)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)回放、狀態(tài)邏輯分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置/修改。當(dāng)槽周母線(xiàn)、槽底母線(xiàn)或立柱母線(xiàn)電流或溫度超出預(yù)警閾值范圍，但還在標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)時(shí)，人機(jī)界面單元上顯示預(yù)警信息；當(dāng)電流或溫度沒(méi)有處于標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍內(nèi)，信號(hào)燈報(bào)警和擴(kuò)音器語(yǔ)音提示報(bào)警。以上說(shuō)明僅處于說(shuō)明目的，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)記載的內(nèi)容為準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)后輕易做出的修改、替換等形成的實(shí)施例落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它包括檢測(cè)單元，檢測(cè)單元與智能控制單元電連接，智能控制單元與輸出報(bào)警單元、人機(jī)界面單元和管理終端單元電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于智能控制單元包括信號(hào)調(diào)理模塊和工控機(jī)，信號(hào)調(diào)理模塊與工控機(jī)通過(guò)PCI總線(xiàn)連接，人機(jī)界面單元通過(guò)串行通信接口與工控機(jī)連接，管理終端單元通過(guò)以太網(wǎng)接口與工控機(jī)連接，輸出報(bào)警單元通過(guò)聲光信號(hào)輸出模塊與工控機(jī)連接，檢測(cè)單元通過(guò)I/O端子與信號(hào)調(diào)理模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于信號(hào)調(diào)理模塊包括信號(hào)采集電路、功率放大電路和濾波電路，信號(hào)調(diào)理模塊通過(guò)PCI總線(xiàn)與工控機(jī)進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于檢測(cè)單元包括熱電傳感器，熱電傳感器由測(cè)溫元件、電流檢測(cè)探頭以及固定卡具組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于人機(jī)界面單元由觸摸屏或薄膜鍵的嵌入式平板顯示器，或?yàn)槠胀ㄒ壕э@示器和鍵盤(pán)、鼠標(biāo)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于輸出報(bào)警單元包括信號(hào)指示燈和擴(kuò)音器，分別與輸出報(bào)警單元導(dǎo)線(xiàn)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鋁電解槽母線(xiàn)熱電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括檢測(cè)單元，檢測(cè)單元與智能控制單元電連接，智能控制單元與輸出報(bào)警單元、人機(jī)界面單元和管理終端單元電連接；解決了目前鋁電解槽母線(xiàn)系統(tǒng)電流與溫度的檢測(cè)依靠人工使用電壓表和測(cè)溫槍進(jìn)行檢測(cè)導(dǎo)致的主觀因素影響大，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性差等問(wèn)題。
文檔編號(hào)C25C3/20GK202380104SQ201120548980
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者曹斌, 楊濤, 王紫千, 謝光星 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司