新型氟化盐加料车的设计简述.pdf

第 3 2 卷第 5 期 2 0 1 6 年 1 O月 有 色 矿 冶 N0N F ERR0US M I NI NG AND M ETALLURGY V o 1 32 5 0ct o be r 2 O1 6 文章编号 ： 1 0 0 7 9 6 7 X ( 2 0 1 6 ) 0 5 3 4 0 3 新型氟化盐加料车的设计简述 周 贤杰 中国有色( 沈 阳) 冶金机械有 限公 司， 辽宁 沈阳 1 1 0 1 4 1 摘 要 ： 新型氟化盐加料车是电解铝生产 的一 种辅 助生产设 备 ， 其主要 用途是 将氟化盐 从氧化 铝 或氟化盐仓库运送到电解车间 ， 并将料 加到 电解槽 上的料箱 内。本项 目主要介 绍 了氟 化 盐加料车 P I C控制 系统 的选 型及设计 工作。在结构及 功能上进行 了创新 ， 以满足氟化 盐 加料车系统的发展要求 ， 同时注重环保 问题 ， 在消 除粉尘 ， 降低 噪声 等方面进 行不断 的改 进 ， 保证设备 运行 平稳及高效 、 环保 、 节能的需要 ， 以替代进 口设备 。 关键词 ： 氟化盐加料车 ； 设 计简述 ； 电解铝 中图分类号 ： TH2 3 7 文献标识码 ： A 1 引 言 完成任意电 解槽的氟化盐加料工作的功能。 随着 铝 工业 的飞 速发 展 ， 电解 铝技 术 水 平 不 断 提 高 ， 工艺技 术 控制进 入精 细化 ， 同时要求 氟 化盐 的 加料方式有所改进 ， 能够精细化 ， 达到氟化盐加料定 时、 定量、 均匀。多年来一直采用人工上料或采用铝 电解多 功能 机组 上设 置 的氟化盐 加 料装 置 。人工 上 料 方法 不能 够定 时 、 定 量 均匀 添加 ， 而且存 在 氟化盐 挥发量大及工作效率低 、 劳动强度大等问题 。随着 人们安全意识和经济意识 的加强 ， 人力资源成本的 逐 年增 加 ， 具 有 先进 技 术 水 平 和科 技 含 量 的产 品越 来越受到广大用户的欢迎 。 氟化盐加料小车能够大量节省多功能天车的工 作时间和地面人员的数量 ， 大大地 降低职工劳动强 度 ， 改善劳动条件， 是以人为本的体现； 同时， 电解车 间 内的天车 可 以优化设 计 ， 精简 掉 氟化盐 料仓 ， 使 多 功 能机 组 的工具 小 车结 构 更 加 紧 凑 ， 整 车 的重 量有 所下降 ； 更主要的是能够将 多功能机组从氟化盐加 料的工作中解放出来 ， 提高机组的运行效率， 显著提 高经济效益 。同时顺应科技发展需求， 填补 了国内 该设 备 生产 的空 白 ， 新 型 氟 化盐 加 料 车 系 统 主要 由 汽车驱动系统、 粉料输送系统、 下料部、 电气控制系 统组成 。电气控制 系统 主要 以紧凑型一体化 P L C 作为控制系统的核心控制器 ， 根据铝 电解车间的加 料工艺流程需求 ， 来实现在 驾驶室 内( 或驾驶室外) 操作整个氟化盐加料车的加料 系统 ， 实现一人独立 2 氟化盐加料车工作过程 新型氟化盐加料车系统主要 由汽车驱动系统、 粉料输送系统 、 下料部 、 电气控制系统组成 。新型氟 化盐加料车采用先进的螺旋密闭输送 、 自动对位 、 节 能环保等技术完成 电解铝生产过程中氟化盐物料的 自动运输及下料工作。 目前 中国有色( 沈阳) 冶金机 械有 限公 司研 制 的氟化 盐加 料 车加料 方式 分 为手动 和 自动两种方式 。其工作过程为先将氟化盐加料车 的料仓加满料 ， 将车开到需要加料 的电解槽处 ， 加料 车的下料 口与车间的加料 口对准后 ， 进行加料操作。 手动加料过程为 ： 首先依次开启螺旋输送系统 ， 然后调整装置启动使位置处于打开状态 ， 此时料仓 内的氟 化盐粉 料 在 重力 的作 用 下 ， 进 入 水 平送 料 装 置 ， 经由水平送料装置的螺旋输送 到垂直送料装置 ， 再输 送 到水平 回转送 料 装 置 内 ， 经 由下 料 口最后 进 入电解车间的电解槽加料 口中。 自动加料过程为 ： 在氟化盐车体靠电解槽一侧 ， 距地 面 1 5 m 处 适 当 位 置 安 装 偏 振 式 反 射 光 电发 射器 ， 使加料车在行驶到每个 电解槽对应的工作 区 域时， 能够检测到粘贴在每个 电解槽上的反光贴纸 反射 的信号 ， 来 确定氟化盐加料车的停止位置 。通 过料管 口安装 的摄像头将位置 图像信息进行采集 ， 由图像识别控制器来判断 当前料管 口的位置与加料 口位置偏差的距离和角度 ， 并通过 P L C控制器对料 * 收稿 日期 ： 2 0 1 6 0 3 3 0 作者简介 ： 周贤杰( 1 9 8 2 一) 女 ， 学士学位 ， 工程师 ， 主要从事 铝电解 多功能机组及相关设备 、 焙烧多功能机组、 起重机 ， 欧式车等的电控 系 统设计 和调试工作 。 筇 5 圳 贤杰 ： 新型氟化盐 JJ I】 料 的设计 简述 3 5 管 进行 微 洲 ， 使 料 管 口对 准 加 料 ， 完 成 定 位 作 从 而提 高作 、 效 率和 作 业安 令性 。 3 氟化盐加料车 中 P I C的选择 町编 程 控 制 器 ( P r o g r a mma b le I o g i ca l C o n t r o lle r ) 简称 I I 足 一 种 以 微处 理 为 础 ， 综 合 了现代 计算机 技 术 、 自动控 制 技 术 和 通 俯技 术 发 展 起来 的一 种通 川 t 的 工业 f 动 控 制装 被 选 择 心 月 J 新型氟 化盐 加料 午 c I 足 因 为 P I C控 制 和其 他 有 卡 功能 的继 电器相 比 有 女 下特点 ： ( 1 )编 简 易学 P L C的编 大 多 采 川类 似 于 继 电 器 控 制 线 路 的梯 形 图形式 ， 对 使用 者 来 说 不需 要 备 汁算机 的 门 以 ， 闪此很 容易 被 一 般工 程 技 术 人 员 所删 解 l 不 1 J 掌握 。 l 斫 通 过程 序的 连锁 殳计 使 操作 步骤 简化 ， 更仃助于提高氟化盐加料 乍的运行效率。 ( 2 )丰 富的 I ( ) 接 1 模块 P I ( 、 针对小的工业现场信号如交流或直流 、 火 髓或馍 拟 、 电压 或 电流 、 脉 冲 或 电位 、 强 电或 弱 U等钉 相 心 的 I ( ) 模块 【 业 现 场 的器 件 或 设 备 殳 f 1 按钮 、 行 外关 、 接近 父 、 传感 ； ： 厶 乏 变送 器 、 u 磁线 、 控 制 阀 。氟化 盐 J J I J 料 擎主要 足通 过 P I 控 制液 系统 的 U磁 阀 ， 能 够安 全准 确 的 完成 实 现 编 制 的动作及 延 时等 。能够 更加 安全可 的完成加 料 动作 。 ( 3 )高 可 性 ， 抗 干扰 能 力强 住 P I C控制系统中 大馈的开关动作是由L尢触 点 的 半导体 电路 完 成 的 。 l _；k l触 点 不 良等原 因造 成 的 故障 大为减 少 。 新删 氟化 盐 J J 料 乍 【 作 在强 磁 场 高 温 及含 仃 蚀性 气 体的 l 解 销 生产 间 。抗 十扰 能力 强 能 满足 新删氟 化 加料 车的 没 汁 黯要 。 ( 1 )使用力 便 ， 适 应 强 I I ( 产 标准化、 系列化 、 卡 6 1 块化、 配备仃 品*e l 1 齐 的各种硬 件装 l 可 选 ， 安装接 线也很 方便 可 f 接 连接 外 部接 线 。 ( 5 )维 修 1 作 挝小 ， 维 修方便 综 合 以上 P I 的 特点 及氟 化 盐 J J ll料 的 川 环 境 平 作性 能 电 气控 制 系统 采 用 罗 克书 尔 公 可 先进的小型一体机 P I c 进行逻辑控制 ， 许配有触摸 胼对各个系统运行状态进行监控。系统的操作控制 位 于驾驶 窀 内 ， 采用 进 E 1 操 作 手柄 ， 操 作方 便 ， 舒 适 。 P I ， ( 、 的故障率很低 符合新型氟化盐J J l 1 料车 H常兀 维修 的功 能要求 。低 爪 电气元件 采,E l 缸 耐 德公 州 的 产品 。整个电 系统具有可靠性高 ， 操作简单 ， 监控 查乔 方便 。 结 构 紧凑 ， 维 修 更换方 便 等特点 。 氟化 盐加 料 系统 属 于 移 动式 没备 ， 能 够 给控 制 系统提 供 电源 的 只有 车 载 替 电池 。 此 ， 电气 控 制 系统 l I 所有 的控 制器 、 检 测机 构 、 执 行 机构 的 电源等 级 ， 都 要 之 匹 ， 为此 系统采 片 j 直流控 制 系统 。夺 系统 以紧凑 型 一体 化 P I C作 为 控 制 系 统 的核 心 控 制 器 将 f! i t 动划 佗 、 视 频监 控 、 无 限以太 网 。 防撞 等先 进 技术 进行 融合 实现 氟化 盐 J J 【 l料 作业 的 自动控制 。 新 型 氟化 盐 加料 车采 f j 车 载式 电 源进 行供 电 。 所订 源采 片 j 2 4 V 供 电 ， 该 殳备主要 的 控制输 出为 液 站 的 电磁 阀 输 入 为 机 械 限 位 、 液 压 站 报 警 信 号、 动作 执干 t 机构 的 阀和接 触器 线 圈 、 操 作按钮 和 电 源指 永灯 等， 体结构 动作 少， 连锁 动作 多， 采 用 P I 【 、 控制 优 越 丁 继 I 乜器 控 制 。综 合 考虑 设 计 成 本 等 素， 选 择 AB公 小 型 l 7 6 6 一 I 3 2 B XB完 全 能 够满 足使 川要 求 。 图 I PI ( 配置 图 油 温 高 油 温 低 油 滤 堵 料 仓 送 私 过 K 障 料 仓 料 位 低 液 压 阀吸 合 故 障 料 仓 料 位 高 液 压 阀粘 连 故 障 下 料 蹦 料 位 风 机 吸 合 故 障 奢 风 机 粘 连 故 障 瓣水平 送料 过 压 1 电 源 急 停 一 水 平 送 料 过 压 2 电 源 灯 菩 箱 体 急 停 ； 故 障I 麟 操 作 急 l 图 2 触摸屏 画面 于新 氟化盐加料 1 属于移动刑没备， 驾驶 人员 操作过 不便于频繁上下车及随时观望下 料 r f 的情 况 。驾驶 率 的正 前方安 装 了视频 监控 显 永 器和 触摸 肼监 控 系统 ， 通 过 触 摸 屏 画 而 能 够很 好 的 查看 设箭 运行状 态 通过 视 频 监控 显 示 器 能够 随 时 3 6 有 色矿冶 第 3 2 卷 观察车辆的行驶路况和料管的行程位置及加料口位 置 。保证车辆正常行驶 的过程 中， 准确及时的完成 氟化盐 的添加工作。 4 新 型氟化盐加料 车的结构设计 2 氟化盐加料车系统作为工作于高温 、 多粉尘、 强 电磁场环境下的电解铝行业高端专业作业设备 ， 仅 需二台设备 即可完成两个厂房 1 4 8台电解槽氟化盐 的添加工作 ， 满足电解铝行业高效率、 高可靠性的发 展要求。项 目研制成功后其技术水平将达到国际先 进水平， 将成功替代进口设备 ， 填补 国内空白。本项 目研制的氟化盐加料系统在结构上采用国内外首创 的汽车底盘驱动 、 螺旋密闭输送等技术 ， 在满足设备 高效稳定运行 的同时解决环境保护 问题 ； 控制系统 上采用 自动对位 、 视频监控 、 防撞等先进 自动化技术 确保设备 自动、 精确 、 快速地定位电解槽 ， 提高作业 效率 同时也提高了加料过程的安全性 。 在 消化 吸收 国外先 进 技 术基 础 上 ， 对 氟 化盐 加 料车在结构及功能上进行创新， 以满足氟化盐加料 车系统的发展要求。该设备注重环保 问题 ， 在消除 粉尘方面进行不断地改进 ， 保证设备运行平稳及高 效、 环保 、 节能的需要 ； 同时保证 自动控制、 操作更加 便捷 ， 维护更加方便 ， 提高生产效率 ， 降低生产制造 成本 ， 其技术性能指标达到国际先进水平。 在结 构 和 功 能创 新 方 面 ， 氟化 盐 加 料 车采 用 国 内品牌载重汽车底盘作为行走和输送料系统 的动力 部分 ； 设计 了一套调整 装置 ， 控制料仓 的下料量 ， 避 免螺旋驱动超载。 在消除粉尘方面， 研制 了一种新型料仓密 闭结 构 ， 避免上盖在关闭时与下座密封件相刮， 起到紧密 封的作用 ， 防止粉尘外漏 。 5 结语 目前 国内大多电解铝厂采用在铝电解多功能机 组上设置氟化盐加料装置或人工加料两种方式来完 成氟化盐加料工作 ， 但存在弊端 。前者增加多功能 机组的工作负荷 ， 严重影响机组的其他使用功能 ； 后 者不能够定时、 定量均匀添加 ， 而且存在氟化盐挥发 量大及工作效率低 、 劳动强度大等问题 。新 型氟化 盐加料车在结构及功能上进行 了创 新， 以满足氟化 盐加料车系统的发展要求 ， 同时注重环保问题 ， 在 消 除粉尘 ， 降低噪声等方面进行不断的改进 ， 保证设备 运行平稳及高效 、 环保 、 节能 的需要， 以替代进 口设 备 ， 使其技术性能指标达到国际先进水平 。 参 考文 献 1 王永华 现代电气控 制及 P L C应用技 术 M 北京 ： 北 京航空 航天大学出版社 ， 2 0 0 6 2 王 国强 现代设计 技术 M 北京 ： 化学工业出版社 ， 2 0 0 6 De s ig n o f Ne w Ty p e o f Flu o r id e S a lt Fe e d ing Ve hicle ZH0U XJ a n J ie NFC ( S h e n y a n g ) Me t a llu r g ica l Ma ch in e r y C O ， L T D ，S P 口 g 1 1 O O 4 1 ， C h in a Abs t r a ct ： Ne w t y p e of f lu o r i de s a lt f e e din g v e hicle is a n a ux ilia r y pr o d uct io n e qu ip m e n t o f e le ct r oly t i c a lu m i num p r od uct i onI t ca r r ie s t he f lu or id e s a lt f r o m a lu mia o r f luo r id e s a lt wa r e ho us e t o p ot r o o m a nd f e e d in e le ct r o l y s e r Th is p r o j e ct is ma in ly in t r o d u ce d t h e mo d e l s e le ct io n a n d d e s ig n o f f lu o r id e s a lt f e e d in g v e hicle PLC con t r ol s y s t e m The s t r u ct ur e a n d f un ct ion h a v e b e e n i nn ov a t e d t o me e t t he r e q uir e m e nt s o f t he de v e l op m e