介绍了铝液精炼用除气转子在铸造过程中的主要作用以及常见的故障及其解决办法,并对ALPUR采用PLC的控制方式做了介绍。
一、铝液精炼用除气转子介绍
该装置是一台双铝液精炼用除气转子气体精炼装置,在去除铝熔体中的气体、夹杂物和某些有害元素方面有较高的效率,是公司2001年从法国彼西涅公司引进的可以大幅度提高铝锭内部质量的先进设备。铝液精炼用除气转子的工作原理铝液精炼用除气转子通过流槽在线安装在保温炉与铸造机之间,具有处理和加热两个功能。加热就是通过安装在容器盖上的加热器,实现在注入熔化铝之前预热容器;在两个铸次之间保持留在容器里金属的温度和在铸造期间提高金属温度的目的。处理是把存在熔化铝中的杂质(碱性金属、氢、夹渣)在中处理掉。该装置采用的处理工艺是基于气体飘移原理,转动体把一种微小泡沫处理气体(惰性气体或惰性气体和氯气的混和物)通过一种上浮气流喷射,并且平均散射到熔体中。经过解吸到气泡中的方法去除氢;夹渣由气泡捕捉,较大的夹渣与气泡碰撞被捕捉;较小的夹渣通过气泡径向截面捕捉,然后夹渣随气泡上升至表面形成浮渣。
二、设备组成。
除气设备包括一个除气容器、一个上盖吊运系统、一个气路、转动体和电机驱动系统、加热器、电器设备和一个人机界面。
1、转动体和电机驱动系统转动体以可变的或调定的速度转动通过石墨搅拌器的转动把惰性气体或惰性气体和氯气的混合气体以微小气泡喷射并且均匀散射到熔体中。
2、加热器在注入熔化金属前预热容器;在两个铸次之间保持金属的温度。
3、人机界面。包括一个操作者站和一个局部控制箱。用于铝液精炼用除气转子的自动控制;处理过程的实时显示以及铝液精炼用除气转子的监督和控制。操站是一个MP270配电盘,操作系统是PROTOOL5.2系统。它提供了许多画面,通过这些画面可以直接监测和控制铝液精炼用除气转子的状态和工作状。
三、系统控制。
本系统用PLC作为控制核心,采用速度快,功能强的SIMATIC 57-300, CPU为400 -2DP的PLC来完成各种动作控制。现场采集的信号通过数字模拟量输入通道进入到PLC中,经过数据处理再传输到MP270人机界面中。MP270人机界面可完成监控、生产操作和修改参数等功能。数据再经MP270人机界面传输到PLC中按照事先设定的程序进行相应的数据处理后,由PLC的输出接口进行模拟/数字的转换来驱动现场的设备进行相应的动作。而SIMATIC视窗控制中心作为上位机监控及人机界面完成与PLC的数据通讯及操作命令下达。PLC通过6ES7CPU318- 2AJOOOABO PROFIBUS-DP现场总线通讯模块与管理级的上位机进行通讯。PLC作为PROFIBUS- DP网的主站,通过主从站间相互读取数据,实现了操纵人员通过上位机对铝液精炼用除气转子的运行情况进行动态监控,跟随、记录及报警,以便及时发现生产过程中出现的问题并随时分析处理。整个系统由编程软件STEP7 V5. 1/WIN2000及上位机监控软件PRO'IDOLS. 2和PROFI BUS- DP总线来实现主从站的相互协作,从而达到实时监控运行的目的。
1、程序设计。
本系统程序大部分使用梯形图编制,而在模拟量计算及输出方面使用了功能块和语句表。梯形图直观懂,且较多采用了RS触发器和时间继电器,在编写程序过程中,对每个被控制对象(PLC输出)只需分析找到所有置位,复位条件,即可顺序编写。这样可使程序简明,编程出错机会减少。程序流程大致框图如图2所示。
2、控制过程的特点。
实现了过程自动化,操作工人只需选择自动操作,铝液精炼用除气转子就会在PLC控制下按设计好程序自动完成所有工作。通过PLC的保护功能监视各设备的运行情况,当系统中任何设备出现故障时(如电偶,加热器,铝液精炼用除气转子问题),PLC将与上位机通讯,使故障信息在上位机画面上显示出来,并伴随报警铃声。通过上位机动画和数据简明直观的显示整个工艺流程画面.以及设备运转状况,操作人员能及时了解生产情况。通过人机对话操作可随时方便地更改速度、温度等参数,系统自动根据调整后的参数运行。图2程序流程框图3常见故障及解决办法序号故障报警原因处理办法加热保持在效W容器上盖接触器不起作用l)加热器保护套管拄渣太多a)加热器损坏3)功率控制单元误调节4)流口或内衬热量损失较名检青‘容器上盖”限位开关金属温度上升缓慢1)1青理套管外壳2)更换加热器3)重新调鸭功率控制元4)用淘瓷纤维封堵好容器进出口手}J/自动无法切换1)铝液精炼用除气转子气体流量低2)操作程序错误1)检查气路增大铝液精炼用除气转子气体流量2)停电复位再进行自动/手动切换指示招温电偶开路根据界面显示确认某支电偶处王}k更换
3、经过现场实践,在铝锭铸造过程中安装除气装置,有效去除了铝溶液中的杂质,大大降低了废品率,提高了产品的合格率和产品的精度。为公司提高产品质量提供了坚实的保障。