專(zhuān)利名稱(chēng)：防止鋁電解槽陽(yáng)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(yáng)極的控制裝置及方法，尤其涉及一種防止鋁電解槽陽(yáng) 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(fù)荷，整個(gè)工藝生產(chǎn)系統(tǒng)是由多臺(tái)機(jī)組 并聯(lián)構(gòu)成的整流裝置和多達(dá)上百臺(tái)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(tái)整流機(jī)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(gè)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(gè)電解槽的陽(yáng)極和陰極的極距異常增大甚至斷開(kāi)，即通常所說(shuō)的開(kāi)路事故，此時(shí)如果不及 時(shí)切斷為其供電的電源，開(kāi)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(kāi)路事故的發(fā)生對(duì)保證整個(gè)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(hù)功能，還要求負(fù)責(zé)每個(gè)電解槽控制工作的槽控機(jī) 具有十分強(qiáng)大的智能控制功能和多重保護(hù)措施，以防止由于漏槽或某種原因造成系列中某 個(gè)電解槽的陽(yáng)極和陰極的極距異常增大甚至斷開(kāi)。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(yáng)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(guò)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(yáng)極的消耗以及槽效應(yīng)等原因，在電解槽正常生產(chǎn)過(guò)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(yáng)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(yáng)極高度，然而，如果調(diào)整不當(dāng)將造成陽(yáng)極炭塊9組與電解槽內(nèi)的鋁液的距離變化過(guò)大、 過(guò)快，嚴(yán)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(yáng)極提升機(jī)構(gòu)的限位開(kāi)關(guān)失靈；b)陽(yáng)極傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)控制接觸器觸點(diǎn)粘連。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供一種防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控 制裝置及方法，目的是防止陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)的限位開(kāi)關(guān)失靈或陽(yáng)極傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)控制接觸 器觸點(diǎn)粘連而造成離極故障。為達(dá)上述目的本發(fā)明防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制裝置，包括電源 開(kāi)關(guān)、陽(yáng)極提升電機(jī)，設(shè)在電源開(kāi)關(guān)與陽(yáng)極提升電機(jī)之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器，陽(yáng)極提升電 機(jī)設(shè)在陽(yáng)極提升母線的上方，所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與電源開(kāi)關(guān)之間設(shè)有強(qiáng)制斷電接觸 器，強(qiáng)制斷電接觸器和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接收槽控機(jī)的控制信號(hào)，槽控機(jī)接收電解槽工作 狀況信號(hào)、強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)。所述的在陽(yáng)極提升母線的上方設(shè)有頂部限位開(kāi)關(guān)，在陽(yáng)極提升母線下方設(shè)有底部限位開(kāi)關(guān)。所述的頂部限位開(kāi)關(guān)和底部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)傳送到槽控機(jī)。
所述的正反轉(zhuǎn)控制接觸器與陽(yáng)極提升電機(jī)之間設(shè)有熱保護(hù)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(yáng)極失控造成離極故障的控制方法，包括下述步驟槽控機(jī)根據(jù)采集的電解槽工作狀況信號(hào)輸出升或者降的時(shí)間控制指令；陽(yáng)極提升電機(jī)按照槽控機(jī)設(shè)定的 提升時(shí)間進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)返饋信號(hào)，并根據(jù)返饋信號(hào)輸出相應(yīng)的控制指令。所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)返饋信號(hào)為正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部限位開(kāi)關(guān) 和底部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)。所述的在正常提升時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部限位 開(kāi)關(guān)和底部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)為工作正常，否則為工作異常。所述的在正常提升時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部 限位開(kāi)關(guān)或底部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)時(shí)向強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輸出強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器線圈斷電信號(hào)。所述的向強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輸出強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器線圈斷電信號(hào)后根據(jù)強(qiáng)制斷點(diǎn)接 觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)斷判強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輔助接點(diǎn)是否斷開(kāi)，并發(fā)送報(bào)警信號(hào)。所述的強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輔助接點(diǎn)是斷開(kāi)的則發(fā)送報(bào)警提示本提升系統(tǒng)需檢修信 號(hào)，如果沒(méi)有斷開(kāi)則發(fā)送嚴(yán)重事故報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)、根據(jù)陽(yáng)極提升速度及最大行程設(shè)定陽(yáng)極提升電機(jī)最長(zhǎng)運(yùn)行 時(shí)間，如果在此運(yùn)行時(shí)間內(nèi)仍然沒(méi)有檢測(cè)到限位信號(hào)，槽控機(jī)進(jìn)入到強(qiáng)制停止程序。2)、在 短時(shí)正反轉(zhuǎn)控制接觸器前面增設(shè)一個(gè)強(qiáng)制斷點(diǎn)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?zé)o法停止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)。3)、可以有效防止由于陽(yáng)極提升裝置失控 造成電解直流系統(tǒng)開(kāi)路和電解槽冒槽使整個(gè)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(jī)的接線圖。圖3是電解槽陽(yáng)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(yáng)極提升電機(jī)；2、熱保護(hù)器；3、正轉(zhuǎn)控制接觸器；4、強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器；5、 電源開(kāi)關(guān)；6、槽控機(jī)；7、電解槽；8、陽(yáng)極提升母線；9、陽(yáng)極碳?jí)K；10、頂部限位開(kāi)關(guān)；11、底 部限位開(kāi)關(guān)；12、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；13、反轉(zhuǎn)控制接觸器；14、電解槽工作狀況信號(hào)；15、強(qiáng)制斷電接 觸器輔助接點(diǎn)反饋信號(hào)；16、正轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)反饋信號(hào)；17、反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助 接點(diǎn)反饋信號(hào)；18、頂部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)；19、底部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不受實(shí)施例所限。如圖1、2和3所示本發(fā)明防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制裝置，包括 電源開(kāi)關(guān)5、陽(yáng)極提升電機(jī)1，設(shè)在電源開(kāi)關(guān)5與陽(yáng)極提升電機(jī)1之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器， 陽(yáng)極提升電機(jī)1設(shè)在陽(yáng)極提升母線8的上方，陽(yáng)極提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12對(duì)陽(yáng)極提升母 線進(jìn)行升降，正反轉(zhuǎn)控制接觸器與電源開(kāi)關(guān)5之間設(shè)有強(qiáng)制斷點(diǎn)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(qiáng)制斷電接觸器4和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接 收槽控機(jī)6的控制信號(hào)，槽控機(jī)6接收電解槽工作狀況信號(hào)14、強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)反 饋信號(hào)15、和正轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)反饋信號(hào)16和反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)反饋信號(hào) 17 ；在陽(yáng)極提升母線8的上方設(shè)有頂部限位開(kāi)關(guān)10，在陽(yáng)極提升母線8下方設(shè)有底部限位 開(kāi)關(guān)11，頂部限位開(kāi)關(guān)10和底部限位開(kāi)關(guān)11設(shè)在陽(yáng)極提升母線8端部的上方和下方；頂 部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)18和底部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)19傳送到槽控機(jī)6 ；正反轉(zhuǎn)控制接觸器 與陽(yáng)極提升電機(jī)1之間設(shè)有熱保護(hù)器2。 如圖4所示本發(fā)明防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制方法，包括下述步 驟槽控機(jī)根據(jù)采集的電解槽工作狀況信號(hào)輸出升或者降的時(shí)間控制指令S 1 ；陽(yáng)極提升 電機(jī)按照槽控機(jī)設(shè)定的提升時(shí)間進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，正或反轉(zhuǎn)控制接觸器帶電，同時(shí)實(shí)時(shí)槽控機(jī)檢 測(cè)反饋信號(hào)，并根據(jù)反饋信號(hào)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)S2 ；實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋信號(hào)為正轉(zhuǎn)控制接觸 器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、反轉(zhuǎn)控制接觸器輔 助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部限位開(kāi)關(guān)和底部限位開(kāi)關(guān) 的工作信號(hào)；對(duì)正或反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并判斷正或反轉(zhuǎn)控制接 觸器輔助接點(diǎn)是否斷開(kāi)S3 ；當(dāng)在正常提升時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到正或反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返 饋信號(hào)，說(shuō)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(hào)S4 ；如果在正常提升 時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到正或反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)，說(shuō)明正或反轉(zhuǎn)控制接觸器工作 異正常，向強(qiáng)制斷電接觸器輸出斷電信號(hào)S5 ；對(duì)頂部限位開(kāi)關(guān)和底部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào) 進(jìn)行檢測(cè)，并判斷是否觸發(fā)S6 ；當(dāng)在正常提升時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到頂部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)或底部 限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)則為工作正常，等待下一次提升信號(hào)S7,如果在正常提升時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢 測(cè)到頂部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)或底部限位開(kāi)關(guān)工作信號(hào)則為工作異常，向強(qiáng)制斷電接觸器輸 出斷電信號(hào)S5 ；向強(qiáng)制斷電接觸器輸出斷電信號(hào)后則進(jìn)行判斷強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn) 返饋信號(hào)，根據(jù)強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)斷判強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)是否斷 開(kāi)，并發(fā)送報(bào)警信號(hào)S8 ；強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)是斷開(kāi)的則發(fā)送報(bào)警提示本提升系統(tǒng)需 檢修信號(hào)S9，如果沒(méi)有斷開(kāi)則發(fā)送嚴(yán)重事故報(bào)警信號(hào)S10。
權(quán)利要求
防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制裝置，包括電源開(kāi)關(guān)、陽(yáng)極提升電機(jī)，設(shè)在電源開(kāi)關(guān)與陽(yáng)極提升電機(jī)之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器，陽(yáng)極提升電機(jī)設(shè)在陽(yáng)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(kāi)關(guān)之間設(shè)有強(qiáng)制斷電接觸器，強(qiáng)制斷電接觸器和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接收槽控機(jī)的控制信號(hào)，槽控機(jī)接收電解槽工作狀況信號(hào)、強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制裝置，其特征在 于在陽(yáng)極提升母線的上方設(shè)有頂部限位開(kāi)關(guān)，在陽(yáng)極提升母線下方設(shè)有底部限位開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止鋁電解槽陽(yáng)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(kāi)關(guān)和底部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)傳送到槽控機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鋁電解槽陽(yáng)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(yáng)極提升電機(jī)之間設(shè)有熱保護(hù)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的防止鋁電解槽陽(yáng)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(yáng)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(jī)根據(jù)采集的電解槽工作狀況信號(hào)輸出升或者降的時(shí)間控制指令；陽(yáng)極提升電機(jī)按照槽控 機(jī)設(shè)定的提升時(shí)間進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)返饋信號(hào)，并根據(jù)返饋信號(hào)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(yáng)極失控造成離極故障的控制方法，其特征在 于所述的實(shí)時(shí)檢測(cè)返饋信號(hào)為正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部限位開(kāi)關(guān)和底部 限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防止鋁電解槽陽(yáng)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(shí)間內(nèi)檢測(cè)到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部限位開(kāi)關(guān)和底部限 位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)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(yáng)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(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、頂部限位開(kāi)關(guān)或底 部限位開(kāi)關(guān)的工作信號(hào)時(shí)向強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輸出強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器線圈斷電信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制方法，其特征 在于向強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輸出強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器線圈斷電信號(hào)后根據(jù)強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輔助接 點(diǎn)返饋信號(hào)斷判強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輔助接點(diǎn)是否斷開(kāi)，并發(fā)送報(bào)警信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制方法，其特征 在于強(qiáng)制斷點(diǎn)接觸器輔助接點(diǎn)是斷開(kāi)的則發(fā)送報(bào)警提示本提升系統(tǒng)需檢修信號(hào)，如果沒(méi)有 斷開(kāi)則發(fā)送嚴(yán)重事故報(bào)警信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁電解槽陽(yáng)極的控制裝置及方法，尤其涉及一種防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制裝置及方法。防止鋁電解槽陽(yáng)極失控造成離極故障的控制裝置，包括電源開(kāi)關(guān)、陽(yáng)極提升電機(jī)，設(shè)在電源開(kāi)關(guān)與陽(yáng)極提升電機(jī)之間的正反轉(zhuǎn)控制接觸器，陽(yáng)極提升電機(jī)設(shè)在陽(yáng)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(kāi)關(guān)之間設(shè)有強(qiáng)制斷電接觸器，強(qiáng)制斷電接觸器和正反轉(zhuǎn)控制接觸器接收槽控機(jī)的控制信號(hào)，槽控機(jī)接收電解槽工作狀況信號(hào)、強(qiáng)制斷電接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)、正反轉(zhuǎn)控制接觸器輔助接點(diǎn)返饋信號(hào)。本發(fā)明有效防止了陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)的限位開(kāi)關(guān)失靈或陽(yáng)極傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)控制接觸器觸點(diǎn)粘連而造成離極故障。
文檔編號(hào)C25C3/20GK101824632SQ20091001053
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)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(jìn)禹 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院