韋德志

廣西百色銀海鋁業(yè)有限責(zé)任公司 廣西 百色 533000

1 鋁電解槽料箱料位現(xiàn)狀

在從事電解鋁及其產(chǎn)品深加工的企業(yè)，在鋁電解過程中經(jīng)常會(huì)遇到槽料箱的料位放置不精確的情況，導(dǎo)致槽料箱中的加料速率、精確度下降，在進(jìn)行生產(chǎn)過程中成本無形提高，嚴(yán)重影響該企業(yè)的日常運(yùn)行。當(dāng)前企業(yè)內(nèi)部設(shè)置的鋁電解槽料箱系統(tǒng)一共具備四個(gè)凈化點(diǎn)，屬于加料系統(tǒng)較多的節(jié)點(diǎn)，此外，為了適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)，導(dǎo)致每個(gè)凈化點(diǎn)在每一個(gè)班次的加料過程中需要進(jìn)行三次鋁電解槽料箱加料，使得鋁電解槽料箱加料長期處于負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。再者，該種鋁電解槽料箱加料環(huán)節(jié)屬于人工操作，尚未融入信息化自動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)，因此在每次加料過程中，都需要專業(yè)人員使用敲擊工具進(jìn)行84臺(tái)鋁電解槽料箱的敲打，通過對(duì)回聲的聲音來進(jìn)行槽料箱的判定。結(jié)合前文所說四個(gè)凈化點(diǎn)，每個(gè)凈化點(diǎn)需要40分鐘進(jìn)行實(shí)際敲擊查驗(yàn)，如果在此過程中存在部分槽料箱沒有加料到滿的現(xiàn)象，還要根據(jù)實(shí)際情況將上述敲擊查驗(yàn)的時(shí)間延長至1～2小時(shí)。綜上所述，可以將在鋁電解槽料箱料位中存在的問題分為以下五種：

在鋁電解槽料箱的加料過程中，必須對(duì)加料的量度進(jìn)行規(guī)定，可以將實(shí)際生產(chǎn)需求的用量與理論產(chǎn)料進(jìn)行結(jié)合分析，避免出現(xiàn)槽料箱加料過多或者過少的情況發(fā)生，如果鋁電解槽料箱加料的次數(shù)過多，與實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)的需求不一致，并且在加料過程中對(duì)料位的控制存在疏忽，就會(huì)導(dǎo)致該鋁電解槽料箱的內(nèi)部風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速率過多，嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)后續(xù)運(yùn)行出現(xiàn)效率低下，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)件產(chǎn)生損毀，且持續(xù)高強(qiáng)度的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)浪費(fèi)電源，不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求，在無形之中為企業(yè)生產(chǎn)增添了電耗成本。

在上述描述中，該企業(yè)內(nèi)部設(shè)置由四個(gè)鋁電解凈化節(jié)點(diǎn)，且每個(gè)班次中要進(jìn)行三次鋁電解槽料箱料位的檢查，這種方式嚴(yán)重不符合資源合理配置的要求，不僅長期使得員工的勞動(dòng)強(qiáng)度過高，并且這種人工式的處理方式略顯粗糙，檢查標(biāo)準(zhǔn)以人工檢查為準(zhǔn)，缺乏客觀性性，以主動(dòng)性的檢查結(jié)果來實(shí)現(xiàn)客觀鋁電解槽料箱狀態(tài)，導(dǎo)致工作準(zhǔn)確程度有待考察，并且長此以往會(huì)導(dǎo)致員工積極性下降，鋁電解槽料箱料位檢查效率低下。

在對(duì)鋁電解槽料箱進(jìn)行加料的過程中，缺乏統(tǒng)一專業(yè)化的器材，檢查槽料箱是否加滿料的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)員工憑借日常工作積累的經(jīng)驗(yàn)，因此在檢查支出就缺乏標(biāo)準(zhǔn)化管理，極其容易導(dǎo)致鋁電解槽料箱加料事故的發(fā)生。此外，這種根據(jù)聲音判斷槽料箱是否滿料的方法，在檢查過程中所耗費(fèi)的時(shí)間過長，阻礙生產(chǎn)效率，并且不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)槽料箱中的缺料情況，在發(fā)生缺料情況時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)復(fù)查工作中的所用的時(shí)間更加長，不利于鋁電解槽料箱的安全運(yùn)行。最后，間接式的加料過程，會(huì)使得鋁電解槽料箱的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加頻繁，不利于平穩(wěn)化生產(chǎn)活動(dòng)。

在鋁電解槽料箱的加料以及料位檢查過程中，由于缺少系統(tǒng)性的知識(shí)培養(yǎng)以及專業(yè)檢查設(shè)備裝置的使用，就會(huì)使得職工的隨意性由個(gè)人蔓延到整體團(tuán)隊(duì)中，使得巡檢流程不具備科學(xué)性、精確性以及技術(shù)性。此外，鋁電解凈化節(jié)點(diǎn)過多，槽料箱數(shù)量過多以及復(fù)查的繁雜性，缺乏自動(dòng)化管理系統(tǒng)的支持，因此采用人工分組檢查，使得總組長不能及時(shí)應(yīng)對(duì)各種鋁電解槽料箱發(fā)生的緊急事故，也無法透徹了解槽料箱的具體料位狀況[1]。

2 鋁電解槽料箱料位實(shí)時(shí)監(jiān)控的技術(shù)方案

在長期使用傳統(tǒng)鋁電解槽料箱的料位處理問題上，鋁電解企業(yè)早就渴求能有一套實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控裝置來監(jiān)控鋁電解槽料箱料位。在國內(nèi)最初進(jìn)行槽料箱料位監(jiān)控進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，首先使用手扶式測試桿來進(jìn)行單個(gè)鋁電解槽料箱的料位檢測，但是這種方式實(shí)際與傳統(tǒng)檢查方式一致，并且全程采用人工，缺乏系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)化度量，并且監(jiān)控效率低下，沒有將實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)行設(shè)置。除此之外，部分企業(yè)通過在鋁電解槽料箱中放置料位檢測儀，此種想法并未將其與人工分離，并且實(shí)際使用效果并不理想，因?yàn)殇X電解槽料箱內(nèi)部溫度受到工作運(yùn)行效率的影響，因而在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下會(huì)使得內(nèi)部溫度急劇升高，使得料位檢測裝置失效，并且安裝過程較為復(fù)雜，不利于實(shí)際操作。

針對(duì)上述情況的發(fā)生，因此對(duì)鋁行業(yè)的長期鋁電解槽料箱料位檢查進(jìn)行長期實(shí)踐，最終決定在槽料箱的內(nèi)部安全阻旋料位閥門，并且將該閥門直接連接到鋁電解槽料箱的上位機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。本鋁電解槽料箱料位實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是由鋁電解槽料箱、阻旋料位開關(guān)、電源線路、信號(hào)線路、空置開關(guān)以及特定的軟件開發(fā)組成。

阻旋料位開關(guān)能夠?qū)X電解槽料箱中的料物進(jìn)行隔絕，并控制其內(nèi)置料位的裝置。能夠根據(jù)鋁電解槽料箱中的料層質(zhì)量、體積以及占比進(jìn)行上述扭力彈簧的控制，實(shí)現(xiàn)料位控制，全身采用不銹鋼金屬制作，具有高強(qiáng)度、韌性以及防腐性能。其運(yùn)行原理為，將上述阻旋料位開關(guān)放置在電解鋁槽料箱中，啟動(dòng)開關(guān)，與電機(jī)相互聯(lián)系的葉片開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鋁電解槽料箱中的料位到達(dá)葉片的位置時(shí)，葉片首先來自下方的料物影響，就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，將內(nèi)接料位合格的指示燈點(diǎn)亮，標(biāo)志著料位合格；當(dāng)鋁電解槽料箱中的料位沒有在指定時(shí)間內(nèi)達(dá)到料位時(shí)，葉片會(huì)在扭力彈簧的作用下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到料位合格位置。除此之外，上述設(shè)計(jì)中的扭力彈簧是根據(jù)料物的拉力來進(jìn)行衡量的，能夠在料物的位置達(dá)到最高是進(jìn)行彈性調(diào)整[2]。

3 鋁電解槽料箱料位監(jiān)控方案實(shí)驗(yàn)

3.1 阻旋料位開關(guān)安裝

首先將鋁電解槽料箱中的輸出端口進(jìn)行料向的頂部開孔，一般開孔為1個(gè)直徑32mm的圓孔以及四個(gè)直徑12mm的圓孔，隨后又安裝阻旋料位開關(guān)的專業(yè)人員在料箱的橫向部位進(jìn)行打出四個(gè)直徑12mm的圓孔，再者，將鋁電解槽料箱中的箱位高度進(jìn)行測量，然后與實(shí)際需求進(jìn)行結(jié)合，將阻旋料位開關(guān)中的葉片與箱位進(jìn)行連接，形成的箱位于阻旋料位開關(guān)呈現(xiàn)垂直角度關(guān)系，在阻旋料位開關(guān)與料箱的連接中使用墊片進(jìn)行安裝。

3.2 接信號(hào)線

信號(hào)線是內(nèi)部葉片檢測料位的重要指標(biāo)，首先將阻旋料位開關(guān)的電源線路以及信號(hào)線路接入鋁電解槽料箱中，設(shè)置料位，并且將信號(hào)線與阻旋料位開關(guān)的料位信號(hào)進(jìn)行分類，用分類好的信號(hào)接口接入鋁電解槽料箱監(jiān)控裝置的通信接口。

3.3 二次開閥槽控裝置

在鋁電解槽料箱監(jiān)控總系統(tǒng)中進(jìn)行二次開閥裝置的安裝，能夠?qū)Σ哿舷鋬?nèi)部的料位情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，并且能夠根據(jù)所反饋的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化管理，

3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過上述環(huán)節(jié)的改造與設(shè)備安裝，就能夠?qū)崿F(xiàn)鋁電解槽料箱料位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，首先在可調(diào)控的PLC控制系統(tǒng)將內(nèi)部阻旋料位開關(guān)中的葉片傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行匯總，然后啟動(dòng)電源進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞，將所獲得的料位信號(hào)傳輸?shù)戒X電解槽料箱控制裝置中，在上位機(jī)接收到料位信號(hào)通過外界指示燈進(jìn)行展示，并且將所獲得的準(zhǔn)確料位信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端上，相關(guān)檢查員工可以登錄內(nèi)部的智慧化管理系統(tǒng)中查詢當(dāng)前所有電解鋁槽料箱的料位情況，此類數(shù)據(jù)能夠及時(shí)更新，具有時(shí)效性[3]。

4 結(jié)束語

在對(duì)鋁電解槽料箱料位監(jiān)控中，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代信息化技術(shù)的完美體現(xiàn)，通過自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，通過總監(jiān)控計(jì)算機(jī)或者登錄智慧化系統(tǒng)就可以輕松查詢當(dāng)前的鋁電解草料想的料位情況。此外，這種方式有效降低了員工進(jìn)行反復(fù)槽料箱料位檢查的工作強(qiáng)度，減少人工敲擊槽料箱中所遇到的突發(fā)情況，提供了鋁電解槽料箱的加料安全性；再者，上述精確化的鋁電解槽料箱料位監(jiān)控，能夠準(zhǔn)確掌握料位信息，減少錯(cuò)誤信息的展示，有效減少反復(fù)加料情況的出現(xiàn)，能夠降低企業(yè)加料風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷量，減少電能的損耗，提高企業(yè)能源的利用效率。最后，通過互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作思維，使得料位的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息盡在掌握，企業(yè)生產(chǎn)過程更加平滑高效，直接為企業(yè)創(chuàng)造大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)效益，并且將安全生產(chǎn)的指標(biāo)進(jìn)一步深化。