Устройство контроля активного сопротивления и обратной ЭДС алюминиевого электролизера Советский патент 1989 года по МПК C25C3/20 

1

Од 09

00 О 00

20

25

Изобретение относится к области втоматизации процесса производства люминия из криолит-глиноземных раславов, более конкретно к автомати- ескому контролю величины обратной ДС и активного сопротиззления элетролизера .

Цель изобретения - повьшение точости контроля.JO

На чертеже приведена функциональая схема устройства контроля активого сопротивления и обратной ЭДС люминиевого электролизера.

Устройство включает два идентич- 5 ых канала и 2, входной коммутатор 3, управляющий вычислительный комплекс(УВК) 4, шунт 5 постоянного тока, индукционный датчик б переменного значения тока серии, клеммы 7 для съема напряжения электролизера. Канал 1 содержит блок 8 усреднения,, вход которого через входной коммутатор 3 соединяется с клеммами 7 для съема напряжения электролизера или с индукционным датч:иком 6 пере- мённоГо значения тока серии. Выход блока 8 усреднения соединен с входом избирательного усилителя 9j выход которого подключен к входу детектора 30 10, а выход детектора подключен к первому входу коммутатора 11, второй вход которого подключен к клеья 1ам 7 для .съема постоянной составляющей напряжения, электролизера. Выход ком-- 35 мутатора 11 соединен с входом АЦП 1 2,, выход которого подключен к входу

УВК 4,

Аналогично во втором канале вход блока 13 усреднения соединен через 40 входной коммутатор. 3 с индукционньм датчиком -6 переменного значения тока серии или с клизмами 7 для съема напряжения электролизера. Выход блока 13 усреднения соединен с входом 45 избирательного усилителя 145 выход которого подключен к вхоДу детектора 15, а выход детектора подкшочен к первому входу коммутатора 16, второй вход которого подключен к шунту Q 5 постоянного тока. Вькод коммутатора 16 соединен с входом АЦП 57, выход которого подклюю:ен к входу УВК 4 о По цепи управления вхо/дной коммутататор 3 подключен к УВК 4, 55 С помощью устройства с интервалом в

5-10 с производят два измерения переменной и постоянной состав- ляющих напряжения электролизера и

0

5

O

5 30 35

40 45Q 55

-

этих же составляющих тока серии. При первом измерении контакты входного коммутатора 3 находятся в положении 1, В этом режиме вход блока 8 усреднения канала 1 подключен через замкнутые контакты входного коммутатора 3 к клеммам 7 для съема напряжения электролизера (переменная составляющая, частота 600 Гц). К этим же клеммам подключен второй вход коммутатора 11 для съема постоянной составляющей напряжения анод - катод электроллзера. В блок 8 усреднения поступают переменная составляющая падения напряжения на участке анод - катод электро - лизера со стороны входного и выходного торцов электролизерной ванны. Поступающие на вход напряжения усредняются (суммируются и делятся на два) и передаются на вход избирательного усилителя 9 с полосой пропускания 30 Гц и центральной частотой 600 .Гц. Усиленный сигнал детектируется детектором 10 и поступает на первый вход коммутатора П, на второй вход которого поступает постоянное напряжение электролизера, Аналогично на блок. 13 усреднения второго кана-; ла через замкнутые контакты входного коммутатора 3 поступает ЭДС с индукционного датчика 6, Индукционный датчик состоит из двух последова- тельно включенных катушек и расположен, вокруг пакета шин, подводящих ток серии в электролизньй корпус. Усредненньй в блоке-13. сигнал усиливается избирательным усилителем 14, детектируется детектором 15 и подается на первый вход коммутатора 16, на второй вход которого подается напряжение с шунта 5, пропорциональное постоянной составляющей тока серии,,

Измерения осуществляются в следующем порядке.

Контакты входного коммутатора находятся в положении 1, к АЩ1 12 и 17 коммутаторами И и 16 подключают каналы измерения переменной составляющей падения напряжения на электролизере и переменной составляющей тока серии, затем коммутаторы П и 16 подключат к АЦП 12 и 17, через вторые входы поступают постоянное напряжение анод катод электролиза и ток серии с шунта 5, с выходов АЦП

сигналы поступают на вход УВК А и запоминаются.

Управляющим воздействием с УВК контакты входного коммутатора 3 переводятся в положение О, вход блок 8 усреднения отключается от клемм 7 для съема напряжения электролизера и подключается к индукционному датчику 6 переменного тока, а вход блока 13 усреднения подключается к клеммам 7 для съема напряжения электролизера. Последовательность выполнения остальных операций аналогична у сазанной.

По полученным измерениям в УВК 4 определяются искомые параметры, т.е. активное сопротивление электролизера

R (иГ,„+ и

,Q,,} /(.I f,, + I 0

обратная ЭДС

Е. I и. „ + и:,„ -( ., + .где ,и,„

О

«111

и.

- переменная и постоянная составляющие паде ния напряжения на участке анод - катод электролизера j измеренные в положениях I и О контактов входного коммутатора 3 соответственно.

К,

I

1/1

т

i О

1м„

- переменная (частота 600 Гц) и постоянная составляющая тока серии, измеренные в положениях 1 и О контактов входного коммутатора 3 соответст:- венно.

Измерения обратной ЭДС показьшают что среднее значение ЕС 1,60 В ; при среднеквадратичном отклонении i + 0,29 В. Величина Ещ на 70% электролизеров составляет 1,60+ +0,29 В и на 30% электролизеров Е 1,60±2 6 1,60±0,58 В. Среднеквадратичная погрешность предлагаемого устройства измерения менее 1%. С учетом этого погршеность определения

а

10

15

20

,

-25

30

35

40

, 50 .

45

сопротивления электролизера из выражения

р - и - Ео

R - J.

,jHa 70% электролизеров снижается на 17% и на 30% электролизеров - на 35%. Следовательно, на 70% электролизеров погрешность установки межполюсного зазора уменьшается на 0,475 см и на 30% электролизеров - на 0,72 см, учитьшая, что изменение межполюсного зазора на 1 мм эквивалентно изменению выхода по току на 0,-0,5%. Применение предлагаемого устройства в АСУ ТП электролиза алюминия позволяет сократить расход электроэнергии.

Формула изобретения

Устройство контроля активного сопротивления и обратной ЭДС алюминиевого электролизера, содержащее управляющий вычислительный комплекс (УВК), шунт постоянного тока, два идентичных канала, каждый из которых содержит избирательньш усилитель, детектор, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь(АЦП), соединенные последовательно, выходы АЦП подсоединены к входу УВК, шунт постоянного тока, анод и катод электролизера, соответственно подсоединены к вторым входам коммутаторов в первом и втором каналах, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено блоком усреднения в каждом.канале, индукционным датчиком переменного- значения тока серии, коммутатором входных сигналов, причем блок усреднения подсоединен по входу к входному коммутатору, а. по выходу - к избирательному усилителю, вход коммутатора входных сигналов соединен с индукционным датчиком переменного зна- чения тока серии и с клеммами съема напряжения электролизера со стороны входного и выходного торцов анодного и., катодного кожухов, а по цепи управления входной коммутатор соединен с УВК..

Изобретение относится к области автоматизации процесса производства алюминия и может быть использовано для контроля и регулирования процесса электролиза. Цель изобретения - повышение точности контроля -активного сопротивления и обратной ЭДС электролизера. Устройство представляет собой два идентичных измерительных канала 1,2 измерения постоянньрс и переменных составляющих (на частоте 600 Гц) значений напряжения зле- ктролизера и тока серии. Для повышения точности измерения устройство дополнительно снабжено коммутатором 11, обеспечивающим поочередное переключение к идентичным каналам напряжения электролизера и тока серии при измерении на частоте 600 Гц через идентичные блоки 8 усреднения. -Измерение переменной составляющей тока серии осуществляется с помощью индукционного датчика 6. I ил. i (Л С