[实用新型]预焙阳极铝电解槽信息跟踪监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及预焙阳极铝电解槽信息跟踪监控系统，利用此系统，现场操作人员能够通过触摸屏实时地了解电解槽的运行工艺数据和数据趋势曲线，能够实时监测电解槽的阳极电流分布。

背景技术

铝电解生产的过程是一个复杂的物理化学过程，在这个过程中，如果能随时掌握阳极的电流分布和电解槽的实时信息数据（槽电压、槽电流、效应、换极、报警）情况，将对电解槽的稳定运行，提高电解的效率，起着非常重要的作用。因为，电解槽运行过程中的阳极电流分布瞬息万变，在不同的时间与空间，阳极的电流将会有不同的数值，它是电解过程中最难准确全面检测和掌握的生产参数。

目前电解槽的控制设备是槽控机，槽控机仅能显示槽电压、系列电流等极少内容，以及用发光二极管显示的电解槽状态，现场操作人员通过槽控机上发光二极管和数码管的简单信息，不能完全掌握电解槽的运行状态、历史状态、运行趋势。一旦电解槽发生异常情况，工厂的总调度监控室通过广播通知现场操作人员，信息传输的时效性较差，而对于电解槽运行时的异常电压、电流曲线趋势等信息则无法通过广播进行通知。

阳极电流分布的测量，传统上采用人工测量的方法，用毫伏表分别测量阳极导杆的压降来判断。一个300KA系列的电解槽大多有24个阳极导杆，如果每个电解槽照此测量，不仅劳动强度大，而且效率低，实时性也不好。

发明内容

针对电解槽现有设备存在的信息的时效性差，检测阳极电流的实时性差、劳动强度大问题，本实用新型提供了一个系统，包括：电解槽监控装置、智能无线传感器、数据收集器、参数配置工作站。该系统能够实时显示电解槽的运行数据，操作人员通过触摸屏可查询历史数据，并对阳极电流实现自动在线实时监测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

系统由四部分组成，包括：智能无线传感器、数据收集器、电解槽监控装置、参数配置工作站；智能无线传感器安装在阳极导杆上，数据收集器安装在槽控机附近，智能无线传感器与数据收集器之间通过无线方式传输数据，电解槽监控装置与数据收集器之间通过有线串行通信链路相连，数据收集器从智能无线传感器收集的数据传输给电解槽监控装置。

智能无线传感器由阳极电流数据采集通道、参考电压通道、温度通道、电池电压通道、单片机、电源变换模块、无线收发器模块组成。

数据收集器由无线收发模块、单片机、电源变换电路、温度传感器组成，数据收集器通过串行链路与电解槽监控装置相连。

智能无线传感器通过附加的圆形或矩形卡具安装在阳极导杆上；卡具安装在阳极导杆上，智能无线传感器安装在卡具的连接处，智能无线传感器的信号电缆连接到阳极导杆的测量探头上，测量探头嵌入在阳极导杆上。

电解槽监控装置由液晶显示屏、触摸屏、控制主机组成；其中控制主机包括处理器、存储器、存储卡、输入输出电路、电解槽电压保护模块，电解槽电压保护模块的输出电路连接到提升机的电源开关上。

如图1所示，系统中包括工厂服务器（工厂中原有的服务器，不需要另外配置），电解槽的工况数据存储在工厂服务器的数据库中；电解槽监控装置需要另外配置，安装在操控机的机箱上；智能无线传感器安装在电解槽的阳极导杆上，每个阳极导杆上安装一个智能无线传感器；数据收集器通过RS232接口连接到电解槽监控装置上；系统中采用工业微机或兼容机作为参数配置工作站。工厂服务器、参数配置工作站、电解槽监控装置通过以太网交换机相联。

电解槽监控装置上运行应用软件ASM(Aluminum System Monitor，简称ASM)，ASM软件从工厂服务器的数据库中实时获取电解槽的工艺数据，以数据、图表、曲线的形式显示在电解槽监控装置的液晶显示屏上；电解槽监控装置通过RS232接口与数据收集器通信，获取阳极电流分布的数据，并把阳极电流分布的数据存储到工厂服务器的数据库中。

智能无线传感器和数据收集器用于采集电解槽的阳极电流数据，智能无线传感器定时采集阳极电流数据，通过无线方式传输给数据收集器，数据收集器再通过RS232接口传送给电解槽监控装置。

如图2所示，智能无线传感器由单片机、无线模块、放大器、温度传感器、参考电压、电源变换电路、电池组成。