氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的智能控制系統(tǒng)，是結(jié)合機(jī)械、電子、控制技術(shù)為一體的機(jī)電一體化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁電解的生產(chǎn)控制系統(tǒng)，主要由氧化鋁輸送，電解煙氣凈化及電解槽控制三大部分組成。在氧化招輸送系統(tǒng)方面，主要有3種輸送方式:即稀相輸送、濃相輸送、超濃相輸送技術(shù)。國(guó)內(nèi)只在有色行業(yè)部分企業(yè)采用了一些稀相和濃相、超濃相輸送技術(shù)，火力發(fā)電部分企業(yè)采用了濃相輸送技術(shù)，水泥行業(yè)則采用了稀相輸送技術(shù)，其他大部分行業(yè)均采用的是敞開式輸送方式。本論文米用濃相輸送與斜槽輸送相結(jié)合的方式來進(jìn)行氧化招輸送。在電解鋁生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量有害煙氣，這種氣體嚴(yán)重危害人類的健康，破壞生態(tài)環(huán)境。由于受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，擴(kuò)大產(chǎn)量和降低能耗方面的研究成果較多，環(huán)保領(lǐng)域的研究工作尚待深入進(jìn)行。本新型裝置針對(duì)電解鋁的輸送和生產(chǎn)過程，研發(fā)了氧化鋁的輸送控制系統(tǒng)和煙氣凈化控制系統(tǒng)，以解決鋁電解產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。與此同時(shí)，解決了氟化鹽和氧化鋁的回收問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了由AB公司1746系列的PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分三級(jí)控制，即監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)、數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行級(jí)，并由兩級(jí)總線復(fù)合而成。整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)，氧化鋁輸送系統(tǒng)和電解煙氣凈化系統(tǒng)。第一級(jí)為監(jiān)控級(jí)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括各種參數(shù)的顯示、實(shí)時(shí)曲線的查詢、區(qū)域故障的診斷和各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。完成了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的收集、處理、存檔、顯示，以及有關(guān)生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)置。第二級(jí)為兩個(gè)PLC控制的子系統(tǒng)，每臺(tái)PLC完成了相應(yīng)子系統(tǒng)設(shè)備的控制和對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集；現(xiàn)場(chǎng)異步電機(jī)全部采用了變頻器進(jìn)行控制，在調(diào)速、節(jié)能和投料量的控制方面不僅有效，而且方便。信息的傳遞采用工業(yè)以太網(wǎng)。第三級(jí)由控制電器、傳感器和儀表等組成，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和對(duì)控制對(duì)象的控制。
[0004]氧化鋁儲(chǔ)運(yùn)采用斜槽輸送技術(shù)，其主要設(shè)備就是風(fēng)動(dòng)溜槽和離心風(fēng)機(jī)。氧化鋁輸送系統(tǒng)是將經(jīng)過一定量的配比的氧化鋁和氟化鹽輸送到電解槽供電解使
用的過程。通過人工或天車吊運(yùn)，先將氟化鹽運(yùn)送到電解槽的氟化鹽大料箱內(nèi)，然后通過大料箱底部風(fēng)動(dòng)溜槽，將大料箱內(nèi)的氟化鹽輸送到小氟化鹽罐，當(dāng)需要添加氟化鹽時(shí)，槽控機(jī)發(fā)出指令給打殼氣缸電磁閥，打殼氣缸動(dòng)作，在凝固的殼面上擊打出一個(gè)加料洞眼(從出鋁端向煙道端第二點(diǎn)為氟化鹽添加下料點(diǎn))。其系統(tǒng)組成圖如附圖1。
[0005]在鋁電解煙氣進(jìn)化處理的工藝方法，其工藝過程主要包括電解槽集氣、吸附反應(yīng)、氣固分離、氧化鋁輸送、機(jī)械排風(fēng)等五個(gè)部分。
[0006]在氧化鋁及電解煙氣凈氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，主要由上位機(jī)、PLC、變頻器、氣動(dòng)蝶閥、溫度傳感器、質(zhì)量流量?jī)x、電磁流量?jī)x、稱重傳感器、壓力變速器和電機(jī)組成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)框圖如附圖2。
[0007]本系統(tǒng)軟件是應(yīng)用美國(guó)AB公司的SLC500梯形圖語言編制，從功能上分為啟動(dòng)程序，手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換與控制程序，反吹風(fēng)控制程序，新鮮、載氟氧化鋁自動(dòng)加料控制程序，故障報(bào)警處理程序，操作顯示程序，方便地實(shí)現(xiàn)了工序的順序操作和風(fēng)機(jī)的定值控制及任意時(shí)刻手動(dòng)/自動(dòng)的無擾動(dòng)切換。該系統(tǒng)的軟件功能表如附圖3。
【附圖說明】
[0008]圖1是氧化鋁輸送系統(tǒng)組成圖；
圖2是氧化鋁及電解煙氣凈氣控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；
圖3是軟件功能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以可編程控制器(PLC)為控制核心加上計(jì)算機(jī)上、下位機(jī)的控制結(jié)構(gòu)。其中，PLC負(fù)責(zé)硬件開關(guān)量I/O的控制和模擬信號(hào)的采集調(diào)節(jié)，計(jì)算機(jī)用來進(jìn)行參數(shù)修改與設(shè)定，手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)控制，在線監(jiān)視，數(shù)據(jù)存貯與查詢等工作。該部分在整個(gè)系統(tǒng)中非常重要，其作用在于應(yīng)用羅克韋爾下位機(jī)RSvieW32軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集到的信號(hào)和數(shù)據(jù)的采集和記錄，同時(shí)可生成實(shí)時(shí)和歷史曲線、報(bào)表等，通過上位機(jī)對(duì)模擬信號(hào)采集器采集的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0010]過程測(cè)量與執(zhí)行級(jí)包括煙氣凈化系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件和執(zhí)行元件。檢測(cè)元件包括溫度儀表、壓力儀表、料位計(jì)、流量計(jì)、物位儀表、稱重傳感器等，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備參數(shù)、數(shù)據(jù)及各種信息的采集，執(zhí)行元件為電磁閥以及變頻器等，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各類設(shè)備進(jìn)行控制。
[0011]本系統(tǒng)軟件體系分為工業(yè)控制機(jī)操作站實(shí)時(shí)圖形監(jiān)控軟件及SLC500 I/O過程站軟件，其中圖形監(jiān)視軟件是Rockwell Automat1n公司的工控組態(tài)軟件RSView32, SLC500I/O過程站軟件是RSLogix500。RSLogix500運(yùn)行在Windows2000環(huán)境下，可以完成梯形編輯、拖放編輯、I/O模塊布局和配置、數(shù)據(jù)庫(kù)編輯、程序出錯(cuò)診斷、與RSView32共享數(shù)據(jù)庫(kù)等功能。兩部分軟件分別運(yùn)行在系統(tǒng)的不同層次的硬件平臺(tái)上，并通過通訊板卡連接Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)通訊軟件進(jìn)行互為配合、互為協(xié)調(diào)的信息交換。
[0012]該系統(tǒng)經(jīng)過測(cè)試，調(diào)試結(jié)果非常成功。該系統(tǒng)可以使大型電解槽和鋁電解煙氣凈化控制系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)之間信息流暢，協(xié)調(diào)良好，性能優(yōu)化。推廣應(yīng)用后，可改善和緩解我過鋁冶煉工業(yè)發(fā)展中帶來的環(huán)境污染問題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種能夠應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠通過監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)、數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行級(jí)三級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氧化鋁輸送過程和電解煙氣處理過程的監(jiān)控、控制、數(shù)據(jù)采集等功能，解決鋁電解的環(huán)境污染問題、氟化鹽和氧化鋁的回收問題。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過監(jiān)控級(jí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氧化鋁輸送過程和電解煙氣處理過程的監(jiān)控功能，其特征在于，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括各種參數(shù)的顯示、實(shí)時(shí)曲線的查詢、區(qū)域故障的診斷和各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過控制級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋁輸送過程和電解煙氣處理過程的控制功能，其特征在于，在系統(tǒng)中有兩個(gè)PLC控制的子系統(tǒng)，每臺(tái)PLC完成了相應(yīng)子系統(tǒng)設(shè)備的控制和對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的米集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行級(jí)對(duì)氧化鋁輸送過程和電解煙氣處理過程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集功能，其特征在于，該控制系統(tǒng)控制級(jí)由控制電器、傳感器和儀表等組成，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和對(duì)控制對(duì)象的控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于電解鋁輸送和生產(chǎn)過程中的氧化鋁輸送及電解煙氣凈化控制系統(tǒng)。其特征在于該控制系統(tǒng)能夠通過監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)、數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行級(jí)三級(jí)結(jié)構(gòu)，解決鋁電解產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，并且解決了氟化鋁的回收問題。本新型裝置建立的鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)，是為了解決電解系列擴(kuò)容后鋁冶煉企業(yè)煙氣凈化的問題，力求使得系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】C25C3-22, C25C3-20, C25C3-14
【公開號(hào)】CN104694969
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310660380
【發(fā)明人】孫滕安
【申請(qǐng)人】孫滕安
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月10日