[发明专利]控制电解炉温度、电极升降、进出料的自动化系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电解炉技术领域，特别是关于一种综合控制电解炉温度、电极升降、进出料的自动化系统。

背景技术

钛及钛合金具有比重轻、比强度高、高温下抗蠕变性能好、耐腐蚀等优良性能，因此在航空航天、冶金、汽车等行业广泛用做结构材料，同时还可以作为功能材料如储氢材料、形状记忆合金材料等。

目前用电解还原法直接生产金属钛成为钛冶炼技术的研究热点。正因为如此，对采用的电解设备的要求也很高。用大型高温熔盐电解炉生产致密金属钛，配套系统较多，有加热区温度控制系统、导流管温度控制系统、执行动作控制系统、冷却控制系统等等。任何一个系统出现故障，都会造成高温炉工作不正常，造成生产停车，因此对高温炉配套系统的数字化控制就显得极其重要。

发明内容

针对高温电解炉配套系统控制的自动化问题，本发明提出一种综合控制电解炉温度、电极升降、进出料的自动化系统，该系统能够通过配置的自动化控制系统，合理有序地安排其他各系统的协调工作，使其具有高效电解的功效。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种综合控制电解炉温度、电极升降、进出料的自动化系统，其特征在于：包括PLC、工控机、控制台、温度控制系统、电极升降控制系统和进出料控制系统；

所述工控机和控制台均与PLC交互，PLC中设置有各控制系统的控制模块，并植有相应的控制程序；所述工控机中设有自动操作程序；所述控制台具有各种所需的手动操控按钮；

加热系统有电解炉加热区和导流管加热区，采用同样的配置和加热方式，即各配置一套温控系统和发热体，每一套温度控制系统，包括热电偶温控器、红外线温控器、低温热电偶测温仪、高温红外线测温仪、控制板、变压器；所述温控器一方面与工控机1和PLC2连接，另一方面与控制板连接；所述控制板通过变压器与发热体相连，当温度低于900℃时采用热电偶温控器，达到900℃时采用红外线温控器，上升到1800℃，自动运行保温程序；

所述电极升降控制系统，包括一受PLC控制的液压控制器，所述液压控制器控制连接液压站和电极抱卡装置、电极升降装置，所述液压站包括主泵、循环泵、加热器以及监测液压站状态的压力监测器、温度监测器、液位监测器，所述电极抱卡装置和电极升降装置都是由主泵提供动力；

所述进料控制系统，包括受PLC控制的进料电磁阀，所述进料电磁阀设置在进料管径上；

所述出料控制系统，包括一受PLC控制的气动控制器，所述气动控制器控制连接气泵、入舟炉门阀、出舟炉门阀、放料电磁阀以及限位传感器，所述气泵控制连接所述入舟炉门阀、出舟炉门阀以及料舟推送机构，所述料舟推送机构为一安装在导轨上的推动器，所述推送机构连接料舟，所述限位传感器感应料舟所处的位置。

进一步讲，

还设置有直流传感器，感应电解炉中的电解电流。

所述控制模块包括温控模块、液压控制模块和气动控制模块。

所述液压站中的循环泵用于调节主泵的压力。

本发明这种自动化控制系统，采用PLC及工控机，实现了自动化控制及实时监控，不但生产高度自动化，使得各配套系统自动协调进行，减少了人工操作造成的误差，工控机不但实现了各配套系统控制参数的精度，还实时模拟现场设备的运行状态，极大方便了控制人员，使得高温炉控制变得经济高效稳定，且维护方便，这是一种控制性能较好的控制方式，对于改善传统的温度控制系统有非常大的价值，同时使得自动加料、放料更加准时准确，对于电解电极的自动升降操作也带来了便捷省力的效果。

附图说明

图1是高温电解炉自动化配套系统整体控制图；

图2是温度控制图；

图3是电极升降控制图；

图4是出料控制图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提出的这种高温电解炉自动化配套系统，包括工控机1、PLC2、电解炉加热区和出料导流管的温度控制系统3、电极升降控制系统4和进出料控制系统5和控制台6，在PLC中设置有各控制系统的控制模块，内植有相应的控制程序。温度控制系统3、电极升降控制系统4和进出料控制系统5都是在工控机1和PLC2的控制下操作。各个系统不仅能单独操作，而且在工控机的综合控制下，还可以协同工作，可实现的功能包括：1）电解炉加热区和出料导流管的温度控制，2）电极升降，4）进料动作，3）出料推舟动作，5）现场各设备运行状态的监视。