一种电解槽液位自动控制装置及控制方法制造方法及图纸

技术编号：43492973 阅读：3 留言：0更新日期：2024-11-29 17:01

本发明专利技术提供了一种电解槽液位自动控制装置及控制方法，利用液位传感器实时检测电解槽内电解液的液位高度，结合预设的液位控制算法，利用PID控制方式进行，生成相应的控制信号，根据控制信号调节进气调节阀和/或泄压调节阀的开度，使液位高度达到设定值。液位高度小于720mm，设置KP为30，Ti为20，Td为0；高度在720‑760mm之间，设置KP为50，Ti为20，Td为10；高度在760‑780mm之间，设置KP为50，Ti为10，Td为30；高度在780‑800mm之间，设置KP为30，Ti为10，Td为5；高度大于800mm时，设置KP为50，Ti为20，Td为0。本发明专利技术减少波动调整时间，通过实时检测液位并进行分段处理，保证液位保持在工艺要求范围，从而稳定提高电解槽电解效率，降低能耗，降低现场劳动强度并确保生产安全。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学，特别涉及一种电解槽液位自动控制装置及控制方法。

技术介绍

1、因熔盐法电解氯化镁需要串联多个镁电解槽通入直流电流，镁电解槽中熔融态熔盐(电解质)需要被不断消耗，镁电解槽需要及时根据加排料情况进行液位调整。传统的镁电解槽液位控制方法主要依赖于人工开关手动阀门，往镁电解槽注入保护气体，进行加压和泄压操作，这种方法存在诸多不足。首先，人工操作容易受到人为因素的影响，导致液位控制精度不高，无法保证电解槽液位是在最佳范围，电解效率达不到最大。其次，人工操作需要耗费大量的人力和时间，不利于提高生产效率。此外，长时间的人工操作还可能对操作人员的身体健康造成不良影响。

2、cn105624741b的电解槽液位自动化控制装置，公开了一种电解槽液位自动化控制装置，包括液下罐、气体源、管道系统、高度传感器、控制系统。管道系统包括进气管、排气管、连接管、自动减压阀、进气电动调节阀、排气电动调节阀。控制系统与进气电动调节阀、排气电动调节阀及高度传感器连接，通过控制进气电动调节阀和排气电动调节阀的阀门开度进而调节电解液的高度。虽然其为自动化控制液位，但是在对液位进行调节时，液位容易在设定值附近振荡，且振荡持续时间较长，不利于稳定性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种电解槽液位自动控制装置及控制方法，以减少液位在设定值附近的振荡，减少波动调整时间，提高电解槽液位自动控制装置的稳定性。

2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：

<p>3、一方面，本专利技术提出一种电解槽液位自动控制装置的控制方法，所述电解槽液位自动控制装置包括液下罐、电解槽、进气管道、排气管道、液位传感器和plc控制系统，所述电解槽内有电解液，液下罐浸没于所述电解液内并和电解槽连通，所述进气管道和液下罐连通，进气管道设置进气调节阀，所述排气管道和液下罐连通，排气管道设置泄压调节阀，所述液位传感器和电解槽连接，用于实时检测电解槽内电解液的液位高度；所述电解槽液位自动控制装置的控制方法如下：

4、利用液位传感器实时检测电解槽内电解液的液位高度，并将检测到的液位信号传输给plc控制系统；

5、结合预设的液位控制算法，对进气调节阀、泄压调节阀的开度进行调节，利用pid控制方式进行，并生成相应的控制信号，根据控制信号调节进气调节阀和/或泄压调节阀的开度，使液位高度达到设定值，所述预设的液位控制算法如下表所示，所述液位高度的设定值为760-780mm。

6、

7、进一步的，电解槽液位高度小于720mm，通过调整阀门pid调节参数，实现调节阀快速调节，设置kp为30，ti为20，td为0；进气调节阀阀门开度由现状调节至60-80％，进气调节阀开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀阀门开度由现状调节至0％。

8、进一步的，电解槽液位高度在720-760mm之间，通过调整阀门pid调节参数，实现调节阀快速调节，设置kp为50，ti为20，td为10；进气调节阀阀门开度由现状调节至40-60％，进气调节阀开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀阀门开度由现状调节至0％。

9、进一步的，电解槽液位高度在760-780mm之间，通过调整阀门pid调节参数，实现调节阀快速调节，设置kp为50，ti为10，td为30；进气调节阀阀门开度由现状调节至20-40％，进气调节阀开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀阀门开度由现状调节至0-20％。

10、进一步的，电解槽液位高度在780-800mm之间，通过调整阀门pid调节参数，实现调节阀快速调节，设置kp为30，ti为10，td为5；进气调节阀阀门开度由现状调节至0-20％，进气调节阀开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀阀门开度由现状调节至20-40％。

11、进一步的，电解槽液位高度大于800mm时，通过调整阀门pid调节参数后，实现调节阀快速调节，设置kp为50，ti为20，td为0；进气调节阀阀门开度由现状调节至0％，进气调节阀关闭3-5s后，泄压调节阀阀门开度由现状调节至40-80％。

12、另一方面，本专利技术还提出一种电解槽液位自动控制装置，采用上述控制装置的控制方法，所述电解槽液位自动控制装置的进气管道包括第一管道和第二管道，所述排气管道包括第三管道和第二管道，所述进气调节阀设置在第一管道上，用于控制第一管道进气时的开度，所述泄压调节阀设置在第三管道上，用于控制第三管道排气时的开度。

13、进一步的，所述第一管道设置自动进气截止阀和气动开关阀，所述自动进气截止阀、进气调节阀和气动开关阀串联连接。所述自动进气截止阀用于自动控制第一管道的开启或截断，所述气动开关阀用于在电解槽液位或压力达到安全预设值时紧急关闭，切断第一管道，防止持续进气导致的安全风险。

14、进一步的，所述电解槽液位自动控制装置包括第四管道，所述第四管道和第一管道并联，第四管道设置手动进气截止阀。在第一管道或第一管道上阀门故障时，开启手动进气截止阀手动进气。

15、相对于现有技术，本专利技术所述的一种电解槽液位自动控制装置及控制方法具有以下优势：

16、(1)调整液位的同时采用pid控制，能够根据电解槽的实时工作状态和外部环境条件，自动调整控制参数，实现液位的精确控制，减少液位在设定值附近的振荡，减少波动调整时间，提高整体产量和电解效率；

17、(2)通过实时检测电解槽的液位，并进行分段处理，保证液位保持在工艺要求范围，从而稳定提高电解槽电解效率，降低能耗，降低现场劳动强度并确保生产安全；

18、(3)采用高精度、高稳定性的非接触式液位传感器，能够实时、准确地检测电解槽内的液位高度，避免传统接触式传感器因腐蚀、磨损等问题导致的测量误差。

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【技术保护点】

1.一种电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，所述电解槽液位自动控制装置包括液下罐(11)、电解槽(12)、进气管道、排气管道、液位传感器(10)和PLC控制系统(13)，所述电解槽(12)内有电解液，液下罐(11)浸没于所述电解液内并和电解槽(12)连通，所述进气管道和液下罐(11)连通，进气管道设置进气调节阀(4)，所述排气管道和液下罐(11)连通，排气管道设置泄压调节阀(8)，所述液位传感器(10)用于实时检测电解槽(12)内电解液的液位高度；所述电解槽液位自动控制装置的控制方法如下：

2.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度小于720mm，设置KP为30，Ti为20，Td为0；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至60-80％，进气调节阀(4)开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀(8)阀门开度由现状调节至0％。

3.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度在720-760mm之间，设置KP为50，Ti为20，Td为10；进气调节阀(4)阀

4.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度在760-780mm之间，设置KP为50，Ti为10，Td为30；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至20-40％，进气调节阀(4)开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀(8)阀门开度由现状调节至0-20％。

5.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度在780-800mm之间，设置KP为30，Ti为10，Td为5；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至0-20％，进气调节阀(4)开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀(8)阀门开度由现状调节至20-40％。

6.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度大于800mm时，设置KP为50，Ti为20，Td为0；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至0％，进气调节阀(4)关闭3-5s后，泄压调节阀(8)阀门开度由现状调节至40-80％。

7.一种电解槽液位自动控制装置，其特征在于，所述电解槽液位自动控制装置采用权利要求1-6任一项所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，所述电解槽液位自动控制装置的进气管道包括第一管道和第二管道，所述排气管道包括第三管道和第二管道，所述进气调节阀(4)设置在第一管道上，用于控制第一管道进气时的开度，所述泄压调节阀(8)设置在第三管道上，用于控制第三管道排气时的开度。

8.根据权利要求7所述的电解槽液位自动控制装置，其特征在于，所述第一管道设置自动进气截止阀(3)和气动开关阀(5)，所述自动进气截止阀(3)、进气调节阀(4)和气动开关阀(5)串联连接。

9.根据权利要求7所述的电解槽液位自动控制装置，其特征在于，所述电解槽液位自动控制装置包括第四管道，所述第四管道和第一管道并联，第四管道设置手动进气截止阀(2)。

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【技术特征摘要】

1.一种电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，所述电解槽液位自动控制装置包括液下罐(11)、电解槽(12)、进气管道、排气管道、液位传感器(10)和plc控制系统(13)，所述电解槽(12)内有电解液，液下罐(11)浸没于所述电解液内并和电解槽(12)连通，所述进气管道和液下罐(11)连通，进气管道设置进气调节阀(4)，所述排气管道和液下罐(11)连通，排气管道设置泄压调节阀(8)，所述液位传感器(10)用于实时检测电解槽(12)内电解液的液位高度；所述电解槽液位自动控制装置的控制方法如下：

2.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度小于720mm，设置kp为30，ti为20，td为0；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至60-80％，进气调节阀(4)开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀(8)阀门开度由现状调节至0％。

3.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度在720-760mm之间，设置kp为50，ti为20，td为10；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至40-60％，进气调节阀(4)开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀(8)阀门开度由现状调节至0％。

4.根据权利要求1所述的电解槽液位自动控制装置的控制方法，其特征在于，电解槽(12)液位高度在760-780mm之间，设置kp为50，ti为10，td为30；进气调节阀(4)阀门开度由现状调节至20-40％，进气调节阀(4)开度保持2-4s后关闭3-5s，泄压调节阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少鹏，黄燕峰，薛东晓，李仪，
申请(专利权)人：洛阳双瑞万基钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：

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