ECL 天車電子秤改造設(shè)計方案

時間：2017-05-24 05:35:37 來源：本站點(diǎn)擊數(shù)：3508

本文從現(xiàn)狀

、可行性

、實施效果等幾方面介紹了一種鋁用天車電子秤技術(shù)改造設(shè)計方案

。

一

、引言

電解鋁用天車是電解鋁生產(chǎn)的核心關(guān)鍵設(shè)備之一

，在整個電解鋁生產(chǎn)工藝中起著至關(guān)重要的作用

。四川啟明星鋁業(yè)有限責(zé)任公司（以下簡稱“公司”）的電解鋁用天車總共有六臺，其中五臺為法國 ECL 天車，其功能非常全面

，包括出鋁、加料

、換極

、臺母線、打殼

、撈渣等功能

。精確出鋁就是電解鋁用天車的一項重要功能，用于按計劃精確控制從電解槽中吸出鋁的量

。這個功能對穩(wěn)定電解鋁生產(chǎn)工藝

，保證電解槽鋁水平、物料平衡非常重要

。

二

、項目概況

現(xiàn)在公司的電解 ECL 天車電子稱重系統(tǒng)采用軸銷式稱重傳感器配 OPENLINK 稱重單元和精確出鋁系統(tǒng)的稱重方式，經(jīng)過十多年的運(yùn)行

，我們發(fā)現(xiàn)這種稱重方式存在很多問題

，造成現(xiàn)在電子秤故障率高，嚴(yán)重影響電解的正常生產(chǎn)運(yùn)行

。其表現(xiàn)為：

（1）稱量不準(zhǔn)

，在傳感器的安裝方式上，由軸銷式傳感器插入關(guān)節(jié)軸承

，通過關(guān)節(jié)軸承傳力到傳感器上使傳感器輸出重量信號

。這就要求關(guān)節(jié)軸承隨時保證非常靈活，但由于現(xiàn)場環(huán)境非常惡劣

，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軸承經(jīng)常出現(xiàn)卡死現(xiàn)象

，稱重傳感器為精密元件，一旦出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象

，出現(xiàn)與垂直向下的分力的情況

，就會出現(xiàn)較大的誤差，而使稱重不準(zhǔn)確

。

（2）出現(xiàn)問題后

，由于傳感器的安裝技術(shù)要求高，拆裝困難

，每次拆裝校準(zhǔn)一次將安排 4 人花費(fèi) 10 小時 ~15 小時

，嚴(yán)重影響電解生產(chǎn)。

（3）稱重傳感器和 OPENLINK 稱重單元均為進(jìn)口備件

，價格昂貴

，稱重傳感器 4 萬多一個

，OPENLINK 稱重單元 2 萬元一個。

（4）操作不方便

，故障率高

。OPENLINK 稱重單元無面板顯示無操作按鈕，每次操作必須用筆記本電腦通過 RS232 進(jìn)行操作

，非常不方便

。而且 OPENLINK 稱重單元無防塵設(shè)計，在電解這種高溫高粉塵強(qiáng)電磁場環(huán)境下故障率也非常高

。

2013 年更換部件的情況如表 1 所示

。

不準(zhǔn)1.jpg

每年更換備件的費(fèi)用就有 25 萬左右（包括修舊利廢的備件）。

（5）經(jīng)常拆裝傳感器

，導(dǎo)致傳感器

、關(guān)節(jié)軸承與 T 型板間的配合間隙變大，使傳感器

、關(guān)節(jié)軸承在 T 型板之間經(jīng)常串動（4#

，5#PTM 表現(xiàn)非常明顯，每兩三天要進(jìn)行一次撥正處理）

，出現(xiàn)較大的誤差

，而使稱重不準(zhǔn)確。所以到了不得不改的地步

。

（6）稱重傳感器為進(jìn)口備件

，采購周期長。

（7）今后電解滿負(fù)荷生產(chǎn)

，故障率可能還會進(jìn)一步提高

。

三、技術(shù)方案可行性分析

通過充分的準(zhǔn)備

，2014 年的 1 月 16 日

，在1#PTM 上率先開始改造

，并獲得成功

。改造后，經(jīng)過近一年的使用觀察

，效果非常理想

。

（1）由于采用固定安裝方式，沒有可動部件

，徹底解決了軸銷傳感器因卡澀影響稱重的問題

。

（2）減少故障率，1# 天車電子秤已穩(wěn)定運(yùn)行近一年

，通過使用觀察

，基本實現(xiàn)零故障

。

（3）對稱安裝兩只傳感器，提高稱量精度

，誤差:±20kg

，出鋁過程非常平穩(wěn)，滿足了精確出鋁的要求

。

（4）國產(chǎn)傳感器便宜

，一臺天車兩只傳感器8290 元，并且到貨周期短

。

（5）拆裝方便

，縮短了檢修時間，提高了天車的正常開動率

，避免對電解生產(chǎn)的影響

。

（6）選用高溫型傳感器，工作環(huán)境溫度為- 40℃～250℃

，可在電解環(huán)境下長期使用

。

（7）由于采用兩只傳感器對稱安裝，即使其中一只壞了

，仍可甩開壞傳感器

，以單傳感器方式應(yīng)付電解緊急生產(chǎn)所需。

（8）更換不可靠的 OPENLINK 稱重單元為國產(chǎn)稱重控制器

，并且配備新型的精確出鋁主控板

，去掉自動出鋁執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，直接控制電磁閥出鋁

，并且提供超載欠載保護(hù)

，使整個系統(tǒng)操作更簡單，可靠性更高

，故障率大大降低

。

（9）如果在五臺天車上推廣，每年將節(jié)省更換備件的費(fèi)用二三十萬

。

四

、詳細(xì)實施方案

在原傳感器上方 T 型連接板與框架上（如圖 1所示），對稱安裝兩只國產(chǎn)高溫電阻應(yīng)變式稱重傳感器

。

不準(zhǔn)2.jpg

傳感器的選擇：根據(jù)安裝空間尺寸的限制與以往使用經(jīng)驗

，結(jié)合各種技術(shù)參數(shù)，選用CZL- YB- 17Ⅲ- HT7型高溫電阻應(yīng)變式稱重傳感器

。

安裝：脫開圖示位置 T 型連接板與框架的連接螺栓

，根據(jù)傳感器尺寸鉆孔，把傳感器安裝在 T型連接板與框架之間

，并對稱重儀表進(jìn)行實物標(biāo)定

。

技術(shù)難點(diǎn)：技術(shù)性難度最大的地方是傳感器的改造安裝和系統(tǒng)調(diào)試

。

（1）傳感器的安裝方式原來是軸銷式傳感器，我們要在原傳感器上方 T 型連接板與框架上

，對稱安裝兩只國產(chǎn)高溫電阻應(yīng)變式稱重傳感器

。傳感器的安裝精度要求非常高，因為要在兩個分離的連接板與框架之間鉆 16 個孔

，而且要保證這 16個孔的相對位置精度

，要不然就無法準(zhǔn)確安裝傳感器，前功盡棄

。

（2）稱重系統(tǒng)的校準(zhǔn)標(biāo)定

，由于采用稱重顯示儀，校準(zhǔn)工作相對簡單方便

，按照說明書即可方便進(jìn)行標(biāo)定

。

（3）稱重系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試，由于這是最關(guān)鍵的一步

，把原來的 OPENLINK 稱重單元改為托利多的稱重顯示儀

，并且采用的是數(shù)字通訊模式，參數(shù)非常多

，稱重顯示儀與精確出鋁主控板之間

、稱重顯示儀與吊線盒小顯示表之間，與原來的 OPENLINK 稱重單元大不一樣

，必須對這些參數(shù)一個一個的調(diào)試配置

，用電腦讀出各個數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)格式

、通訊協(xié)議

，對照數(shù)據(jù)位進(jìn)行修改，最后得到滿意的效果

。以上三方面的工作經(jīng)過一段時間技術(shù)和物質(zhì)的準(zhǔn)備

，已逐一落實解決，具備實施的條件

。

在實施過程中

，由于牽涉高空作業(yè)，必須按照高空作業(yè)要求做好防護(hù)措施

，防止摔傷

、砸傷

。天車電子秤傳感器改造示意圖

，如圖 2 所示。

不準(zhǔn)3.jpg

改造后的原理框圖

五

、經(jīng)濟(jì)

、安全環(huán)保及社會效益分析：

從 1#PTM 天車試改造的情況

，以及氟化鹽天車使用托利多儀表及國產(chǎn)稱重傳感器的情況來看，故障率極低

。氟化鹽天車使用太平洋稱重工程公司的稱重傳感器 11 年

，更換過一只傳感器，儀表

，基本上沒壞過

。

改造前后備件對比，如表 2 所示

。

不準(zhǔn)4.jpg

從改造前

、后的備件對比來看，改造前的進(jìn)口備件非常昂貴

，而改造后的國產(chǎn)備件卻便宜得多

。

更換不可靠的 OPENLINK 稱重單元為國產(chǎn)稱重控制器，并且配備新型的 GS- DIC- 04T 精確出鋁主控板

，去掉自動出鋁執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)

，直接控制電磁閥出鋁，并且提供超載欠載保護(hù)

，使整個系統(tǒng)操作更簡單

、可靠性更高、故障率大大降低

。提高稱量精度

，誤差±20kg，出鋁過程非常平穩(wěn)

，滿足了精確出鋁的要求

。

六、結(jié)束語

基于在 1# 天車上成功經(jīng)驗

，我們在 2015 年上半年陸續(xù)對其余四臺天車進(jìn)行改造

，效果非常好。經(jīng)過改造

，這五臺天車每年只節(jié)省更換備件的費(fèi)用就達(dá) 25 萬元左右

，而且故障率非常低，操作更簡單

，稱量精度高

。通過這次改造，使我認(rèn)識到

，對于一些設(shè)計上的“硬傷”

，比如本次改造中的軸銷式傳感器應(yīng)用于電解鋁生產(chǎn)環(huán)境，應(yīng)大膽地通過技術(shù)原理分析

、比較

，進(jìn)行徹底的改造

，以達(dá)到一個好的效果。

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