專利名稱：一種鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電解槽打殼系統(tǒng)，具體涉及一種通過換向閥控制打殼過程的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電解槽打殼系統(tǒng)通過槽控機輸出兩路打殼信號給換向閥控制打殼過程，打殼時以固定的全行程模式進(jìn)行，因此存在以下問題(I)全行程模式打殼時，由于錘頭長時間處于高溫的電解槽中，大量熱量傳導(dǎo)給氣缸后導(dǎo)致密封件長期受熱老化，使用壽命大幅縮短；(2)存在錘頭融化、堵料和粘葫蘆頭等現(xiàn)象，致使錘頭損耗嚴(yán)重、下料不暢、陽極效應(yīng)頻發(fā)，陽極效應(yīng)的發(fā)生增加了鋁的二次反應(yīng)和氟鹽的消耗；(3)打殼錘頭上粘連的葫蘆頭既影響了下料通暢，也增大了殼面口，增加了電解槽的熱損失，電解工需不定時的將粘連打掉，耗費人力；(4)人工清打粘連的葫蘆頭時會使打殼氣缸桿及錘頭受到撞擊，增加了掉錘頭的幾率及打殼氣缸故障率；在生產(chǎn)中存在錘頭易化，粘連嚴(yán)重的現(xiàn)象，致使下料口孔洞大，破壞電解槽熱平衡；焊接方式普遍采用打坡口焊接的方式，在生產(chǎn)過程中，常由于焊接質(zhì)量問題，造成錘頭脫落，影響原鋁質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，能夠延長電解槽打殼系統(tǒng)的使用壽命、提高打殼成功率、解決下料不暢的問題。本實用新型的技術(shù)方案是以下述方式實現(xiàn)的一種鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，包括微處理器MCU和電源模塊，MCU的輸入端與打殼信號處理單兀、反饋信號處理單兀相連，打殼信號處理單兀與打殼信號輸入單兀相連，打殼信號輸入單兀與槽控機的信號輸出單元相連，反饋信號處理單元與反饋信號輸入單元相連，反饋信號輸入單元與傳感器組相連，MCU的輸出端與打殼信號輸出單元相連，打殼信號輸出單元與打殼信號驅(qū)動單元相連，打殼信號驅(qū)動單元與打殼信號換向閥組相連。MCU的輸出端還連有串并轉(zhuǎn)換電路，串并轉(zhuǎn)換電路與狀態(tài)指示電路相連。MCU的輸出端連有故障報警電路。MCU的輸入端與編碼鍵盤相連。MCU與看門狗電路相連。與現(xiàn)有技術(shù)中的全行程模式打殼相比，本實用新型具有下述有益效果(I)本實用新型通過檢測每個錘頭的打殼反饋信號，判斷該錘頭是否將殼面打破，使打殼過程不再是盲目的全行程狀態(tài)，當(dāng)殼面被打破后控制錘頭迅速提升，脫離電解槽，縮短錘頭受熱時間，避免錘頭被燒蝕損壞，延長系統(tǒng)使用壽命；(2)降低了陽極效應(yīng)系數(shù)，減少葫蘆頭，減少環(huán)境污染；[0016](3)解決了下料不暢的問題，減輕操作者的勞動強度，減少電解工人數(shù)；(4)對沒有能夠及時成功打破殼面的情況，實施二次打殼操作，能提高打殼成功率，如二次打殼仍不成功，進(jìn)行報警或提示由人工操作完成打殼。

圖I是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型使用狀態(tài)示意圖。圖3是打殼信號輸入、處理單兀的電路原理圖。圖4是打殼信號輸出、驅(qū)動單兀的電路原理圖。 圖5是反饋信號輸入、處理單元的電路原理圖。
具體實施方式
一種鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，包括微處理器MCU和電源模塊，MCU的輸入端與打殼信號處理單兀、反饋信號處理單兀相連，打殼信號處理單兀與打殼信號輸入單兀相連，打殼信號輸入單元與槽控機的信號輸出單元相連，反饋信號處理單元與反饋信號輸入單元相連，反饋信號輸入單元與傳感器組相連，MCU的輸出端與打殼信號輸出單元相連，打殼信號輸出單元與打殼信號驅(qū)動單元相連，打殼信號驅(qū)動單元與打殼信號換向閥組相連。其中，槽控機的信號輸出單元輸出信號至打殼信號輸入單元，打殼信號處理單元將打殼信號輸入單元的信號處理后傳至MCU微處理單元。槽控機提供的系統(tǒng)打殼信號為220V交流，此打殼信號通過接線端子連線到控制板中，采用光電隔離的方法對此信號進(jìn)行采集和處理。如圖3所示，打殼信號輸入單元和處理單元包電阻1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6，電容Cl，光耦OPl組成，SYS_BreakO為槽控機提供的打殼信號，SYS_AC220_N為交流零線信號，Rl和Cl組成RC濾波電路，R2、R3、R4為輸入限流電阻，R5為輸出上拉電阻，R6為輸出限流電阻。當(dāng)有槽控機提供的打殼信號時，有電流流過Rl、R2、R3、R4，并點亮光耦OPl的輸入端，從而使OPl輸出端三極管導(dǎo)通，輸出低電平有效的信號SYS_BreakintO給MCU。圖3所示為其中一路槽控機打殼輸入信號的處理電路，另一路打殼輸入檢測處理電路同理。如圖4所示，所述打殼信號輸出單元和驅(qū)動單元包括電阻R7、R8、R9、R10，電容C2，光耦0P2，二極管Dl和場效應(yīng)管Ql。其中R7、R8、0P2、C2組成前端，當(dāng)CPU發(fā)出打殼信號時，Ham_0ut0由高電平變成低電平，電流通過R8流經(jīng)0P2，光耦0P2輸出端三極管導(dǎo)通，電流經(jīng)由R9、R10并致使場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，輸出信號Hammer_0ut0，從而驅(qū)動外部換向閥動作。圖4為其中I路打殼信號輸出電路，系統(tǒng)共有4路這樣的輸出，分別控制2組4個氣缸的打殼過程。如圖5所示，反饋信號輸入單元和反饋信號處理單元包括電阻R11、R12、R13、R14，電容C3，光耦0P3，二極管D2、D3和發(fā)光二極管LED1。其中由C3，D2，Rll, 0P3，D3共同組成前端采集電路，R12為輸出端上拉電阻，R14為輸出端限流電阻，R13和LEDl組成狀態(tài)指示電路。在錘頭打開殼面前，信號Hammer_InO為低電平，而且D3陰極cathode沒有接通12V電源的地信號，因此R11、0P3輸入端和D3中沒有電流，0P3輸出端三極管截止，輸出信號Hammer_INT0為高電平，指不燈LEDl熄滅；錘頭打開殼面后，信號Hammer_InO為2 3V的高電平，同時D3陰極cathode接通12V電源的地信號，由于Hammer_InO信號還不足以讓0P3導(dǎo)通，因此在Rll上接入了 12V的預(yù)置電壓，使0P3處于臨界狀態(tài)，當(dāng)殼面打開后，信號Hammer_InO和12V電壓共同作用，使OP3輸入端點亮，輸出端三極管導(dǎo)通，輸出信號Hammer_INT0變?yōu)榈碗娖?，指示燈LEDl點亮，表明打殼成功，Hammer_INT0的低電平信號輸入給MCU，再由MCU輸出信號使錘頭迅速返回，完成一次打殼過程。圖4是I路打殼反饋信號采集電路，系統(tǒng)共有4路這樣的輸入，分別指示2組4個氣缸的打殼狀態(tài)。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，MCU的輸出端還連有串并轉(zhuǎn)換電路，串并轉(zhuǎn)換電路與狀態(tài)指示電路相連，這樣可以節(jié)省I/O資源。另外，在MCU的輸出端連有故障報警電路，可以增強人機的交互。在MCU的輸入端連接編碼鍵盤后可以方便緊急情況下的人工操作。為了提高系統(tǒng)的可靠性，可將MCU與看門狗電路相連。圖2為本實用新型的使用狀態(tài)示意圖，它包含2路槽控機打殼信號輸入、處理電路，4路打殼信號輸出、處理、驅(qū)動電路，4路打殼狀態(tài)反饋信號的檢測、輸入、處理電路。本控制系統(tǒng)由外部交流電源提供動力，并接受外部槽控機的兩路打殼信號，本系統(tǒng)根據(jù)檢測到的槽控機打殼信號，分別輸出4路驅(qū)動信號控制第一氣缸I、第二氣缸2、第三氣缸3和第四氣缸4進(jìn)行打殼操作,其中第一氣缸I和第三氣缸3為一組,第二氣缸2和第四氣缸4為另一組，分別根據(jù)槽控機的兩路打殼信號來操作。氣缸帶動錘頭打破殼面后，又有電解槽內(nèi)鋁液帶電，故通過錘頭會形成一個低電壓大電流的回路信號，此信號將被傳感器檢測到后通過光耦隔離反饋給智能打殼控制系統(tǒng)的MCU微處理器，MCU根據(jù)每路反饋信號的結(jié)果，控制錘頭迅速返回，避免錘頭長時間處于高溫的電解槽中，如果一定時間內(nèi)沒有打殼成功，錘頭也將被強制返回，并進(jìn)行二次打殼，若二次打殼仍不成功，將會進(jìn)行報警。
權(quán)利要求1.一種鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，包括微處理器MCU和電源模塊，其特征在于MCU的輸入端與打殼信號處理單兀、反饋信號處理單兀相連，打殼信號處理單兀與打殼信號輸入單元相連，打殼信號輸入單元與槽控機的信號輸出單元相連，反饋信號處理單元與反饋信號輸入單元相連，反饋信號輸入單元與傳感器組相連，MCU的輸出端與打殼信號輸出單元相連，打殼信號輸出單元與打殼信號驅(qū)動單元相連，打殼信號驅(qū)動單元與打殼信號換向閥組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，其特征在于MCU的輸出端還連有串并轉(zhuǎn)換電路，串并轉(zhuǎn)換電路與狀態(tài)指不電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，其特征在于MCU的輸出端連有故障報警電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，其特征在于MCU的輸入端與編碼鍵盤相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，其特征在于MCU與看門狗電路相連。
專利摘要本實用新型公開一種鋁電解槽智能打殼控制系統(tǒng)，包括微處理器MCU和電源模塊，MCU的輸入端與打殼信號處理單元、反饋信號處理單元相連，打殼信號處理單元與打殼信號輸入單元相連，打殼信號輸入單元與槽控機的信號輸出單元相連，反饋信號處理單元與反饋信號輸入單元相連，反饋信號輸入單元與傳感器組相連，MCU的輸出端與打殼信號輸出單元相連，打殼信號輸出單元與打殼信號驅(qū)動單元相連，打殼信號驅(qū)動單元與打殼信號換向閥組相連。本實用新型能縮短錘頭受熱時間，延長系統(tǒng)使用壽命；降低了陽極效應(yīng)系數(shù)，減少葫蘆頭；解決了下料不暢的問題。
文檔編號C25C3/20GK202492591SQ20122007836
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者何墉, 馮小三, 張麗娟, 段曉明, 牛利兵, 董紅政, 鄭玉麗, 郭金虎 申請人:洛陽曦光氣動液壓元件有限公司