Система контроля рабочего напряжения алюминиевого электролизера Советский патент 1990 года по МПК C25C3/20 

Изобретение относится к автоматическим системам управления-технологическим процессом электролиза алюминия и может быть использовано для автоматического контроля электрических параметров электрометаллургических переделов в цветной металлургии.

Цель изобретения - повышение точности измерения рабочего напряжения и расширение Аункщтональных возможностей системы.

Па фиг.1 представлена функциональная блок-схема системы контроля рабочего напряжения алюминиевого электролизера; на фиг.2 - электрическая схема блока БМ1, предназначенного ; для преобразования рабочего напряже- ния электролизера в диапазоне 35 - 120 В (анодный эффект) в стандартный сигнал 0-75 мВ на входе ИП; на , фиг.З - электрическая схема блока БМ2, предназначенного для преобразования рабочего напряжения электро- . лизеря в диапазоне 8-35 R (Анодный. эффект 1 ) в стандартный сигнал О - 75 мВ на входе ИП; на фиг.4 - электрическая схема блоков БД1 и БД2, (блок БЛ1 предназначен для формирования дискретных сигналов и организации переключения блока масштабирования ВМ2 для работы системы контроля рабочего напряжения в режиме Анодный эффект 1, т.е. для измерения рабочего напряжения электролио

эера в диапазоне 8-35 В; блок БД. Предназначен для формирования диск- |ретньк сигналов и организации пере- |ключения БМ1 для работы системы кон- троля рабочего напряжения в режиме р Анодньш эффект 2, т.е. для измерения рабочего напряжения в диапазоне 35-120 В); на фиг.5 - электрическая схема блока БЗП, предназначен- ного для запщты входа ШТ от напряжения на клеммнике 16 аналогового выхода БМ2 свыше ЮП В; на фиг.6 - электрическая схема блока БФИ, предназначенного для формирования дис- кретных (позиционных) сигналов о режимах работы системы контроля рабочего напряжения и организации ее работы, а также для визуальной индикации режимов работы системы при профилактическом обслуживании; БФИ также формирует цепь защиты входа ИП при отказах источника напряжения

24 В,

Система контроля рабочего напря- жения (фиг.1) состоит из алюминиевого электролизера 1, блока 2 масштабирования измеряемого сигнала (ВМ1), преобразующего рабочее напряжение электролизера, изменяющееся в дна- пазонах 0-8 и 35-120 В, в стандартное напряжение 0-75 мВ входа измерительного преобразователя, блока 3 масштабирования измеряемого сигнала (БМ2), преобразующего рабочее напряжение, изменяющееся в диапазоне 8-35 В, в стандартное напряжение измерительного преобразователя, измерительного преобразователя 4 (ИП) стандартного сигнала 0-75 мВ в стан- дартный входной сигнал управляющей системы 0-5 мА, блока 5 переключения диапазона измерения сигнала (БД1), формирующего дискретный сигнал .для переключения блока (БМ1), блока 6 переключения диапазона измерения синала (БД2), формирующего дискретный сигнал для переключения блока БМ2, блока 7 защиты входа Ш от высокого напряжения БЗП, обеспечиваю- щего надежную работу системы, блока 8 формирования и индикации дискретной информации БФИ, обеспечивающего сокращение эксплуатационных затрат, управляющей системы 9, формирующей равляющие воздействия на приводы ис полнительных механизмов электролизе

Блок масштабирования БМ1 (фиг.2) содержит клеммник Ю аналогового вх

Q 5 20

25 Q 5 L уп - ра

о170604

да, подключенный к ошиновке ванны, де35

литель 11 напряжения, состоящий из резисторов R1, R2, клеммник 12 дискретного входа и клеммник 13 аналогового выхода.

Блок масштабирования БМ2 (фиг.З) содержит клеммник 14 аналогового входа, резистор R3 и емкость С1, клеммник 15 дискретного входа и клеммник 16 аналогового выхода.

В блок БД1 (фиг.4) входит клеммник 17 аналогового входа, клеммник 18 аналогового выхода, клеммник 19 дискретного вЫхбда.

Блок БД2 (фиг.4) состоит из клем- мника 20 аналогового входа, клеммни1ка 21 аналогового выхода, клеммник 22 дискретного выхода.

Блок БЗП (фиг.5) состоит из клем- мника 23 дискретного входа, клеммника 24 аналогового входа, клеммник 25 дискретного выхода.

Блок БФИ (фиг.6) состоит из клем- мника 26 первого, клеммника 27 второго, клеммника 28 третьего дискретных входов БФИ, клеммника 29 источника питания активных, элементов и клеммников 30-33 первого, второго, третьего и четвертого дискретных выходов.

Система контроля работает следующим образом.

В нормальном режиме работы элек - тролизера рабочее натфяжение изменяется в пределах 3,5-5,0 В. Цри подаче питания 24 В на блок БФИ срабатывает реле К7 и электролизер оказывается подключенным на вход ИП, причем масштаб преобразования напряжения на входе ИП определяется величиной резистора R2 блока БМ1 (6 кОм). При возникновении анодного эффектл рабочее напряжение повьппается выше 8 В, сра.батьгоает пороговый элемент VI и открывается ключ V5 (фиг,4),БД1. Ограничитель напряжения УЗ БД1 срабатывает при 15 В. При напряжении 8 В открывается транзистор V5, при этом срабатывает первичное реле К1,включая своим н.о. контактом питание на катушку вторичного реле К5 БФИ. Это реле, в свою очередь, своим н.з. контактом (дЗ, д4) подключает на вход ИП добавочный резистор R3 БМ2 (до 60 кОм),увеличивая масштабирующий множитель входного сигнала.

Если напряжение анодного эффекта превысит 35.В, то откроется транзис5

тор vit (ограничитель V2 БД1 огра- ничивает напряжение на входе в схему 50 В) , при этом срабатьшает первичное реле К2 БД., включая своим и.о. контактом вторичное реле К5 БФИ Это реле, в свою очередь, одним своим н.э. контактом (д1, д2) подклю-. чает на вход -Ш добавочный резистор R1 и БМ1 (до 60 кОм), а другим н.э. контактом (д15, д16) блокирует БЗП. При этом, если пороговый элемент V8, транзистор V7 или реле К2 по какой- либо причине не сработают, то сработает пороговый элемент VI3 БЗП, в результате чего откроется транзистор V14 и включается первичное реле КЗ этого блока. И.о. контакт этого реле (д13, д14) включит вторичное реле Кб в БФИ, которое своим н.о. контактом (д5, д6) загаунтирует вход Ш, предохраняя его от повышенного напряжения. При отключении источника ±24 В н.э. -контакт реле К7 шунтирует вход (д7, д8) измерительного преобразователя ИП.

Система контроля рабочего напряжения каждого электролизера серии входит в состав централизованной АСУТП Электролиз на базе мини-ЭВМ типа СМ-2м, включающей эту систему как информанконную часть.

Реализация систем, контроля рабочего напряжения электролизеров серии в составе АСУТП электролиза алюминия позволяет: стабилизиров-ать рабочее напряжение электролизеров за счет более точного его измерения, снизить расход технологической электроэнергии за счет снижения уставки стабилизирующей системы управления сопротивлением электролизера,снизить затраты труда на обслуживание корпусного оборудования АСУТП за счет автоматической диагностики и сигнализации о неисправностях в работе системы контроля и использования индикации режимов работы при профилактическом обслуживании, улучшить условия труда персонала АСУТП за счет снижения времени пребывания в условиях кор- пуса электролиза алюминия.

-

70606

Формула изобретения

Система контроля рабочего напряжения алюминиевого электролизера со- держащая первую и вторую клеммы для подключения к анодной и катодной ошиновкам электролизера, первый блок масштабирования измеряемого сигнала, первый блок переключения диапазо- Q на измерения системы и измерительный преобразователь со встроенным устройством гальванического разделения сети передачи данных н высокопотешщальных цепей управления, выход которого под- j соединен на аналоговый вход управляющей системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения рабочего напряжения и расширения функциональных возможностей 20 системы, она снабжена вторым блоком масштабирования измеряемого сигнала, вторым блоком переключения диапазона измерения системы, блоком защиты входа измерительного преобразования от 25 высокого напряжения и блоком формирования и индикации дискретной информации о состоянии системы контроля, при этом последовательно подсоединенные аналоговыми входами к первой и вто- 30 рой клеммам для подпкючения к ошиновкам электролизера первый и второй блоки масштабирования измеряемого сигнала подсоединены к входу измерительного преобразователя, а после- довательно подсоединенные к тем. же клеммам аналоговыми входами первый и второй блоки переключения диапазонов измерения системы и блок защиты входа измерительного преобразователя р .дискретными выходами подсоединены на первый, второй и третий дискретные входы блока формирования и индикации дискретной информации, первый ,,. дискретный выход которого подсоединен д на дискретный вход первого блока масштабирования измеряемого сигнала, второй дискретный выход - на дискретный вход второго блока масштабирования измеряемого сигнала, третий дис- g кретный выход - на дискретный вход управляющей системы, а четвертый дискретный выход - на дискретный вход блока защиты входа измерительного преобразователя.

Изобретение относится к автоматическим системам управления технологическим процессом электролиза алюминия и может быть использовано в автоматическом контроле электрических параметров электрометаллургических переделов в цветной металлургии. Цель изобретения - повышение точности измерения рабочего напряжения и расширение функциональных возможностей системы. Система контроля предусматривает измерение рабочего напряжения электролизера в нормальном режиме и при двух диапазонах значений напряжений анодных эффектов. Изменение диапазонов осуществляется блоками масштабирования, управление которыми осуществляется по каналам дискретного вывода информации через блоки переключения диапазонов. Система предусматривает защиту входов стандартных преобразователей от перегрузки при возникновении анодных эффектов, а также индикацию состояния системы. 6 ил.

d3

s-,

R3

a4

r

14

Фиг.1

г.2

IS

C1

аЗ }4

9l

15

16

6

(i5 Ш

(0) щ)

а(а8)

аю,.

.4

Фив. 5

Ш

i-m

so 1

7

3/ 15

0-55

ВУС