專利名稱：：一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋁冶煉行業(yè)，具體地說是涉及氧化鋁原料生產(chǎn)消耗和庫存量的動態(tài)管理所采用的一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法。
背景技術(shù)：
：氧化鋁儲罐是電解鋁生產(chǎn)主要原料氧化鋁進(jìn)廠到卸料站的重要儲存設(shè)備，負(fù)責(zé)著全廠電解車間每天生產(chǎn)需要的主要原料氧化鋁粉的儲存、中轉(zhuǎn)、供料重任，是物資配送中心原料站的主要設(shè)施。隨時(shí)了解和掌握儲罐內(nèi)的氧化鋁粉的噸位情況是原料站的一項(xiàng)重要日常工作。由于電解生產(chǎn)的需耍，儲罐內(nèi)的氧化鋁粉每天都在消耗中，雖然每天卸料站都會給儲罐補(bǔ)料，但同時(shí)儲罐又在給電解「乍間供料，造成儲罐內(nèi)的氧化鋁的數(shù)量始終處于動態(tài)中。H前鋁電解企業(yè)掌握料罐儲量的方法是靠倉儲工每天攀爬至儲罐的半空，在半空中用垂直懸蕩的重錘敲擊倉體，憑聲音判斷料位，再通過經(jīng)驗(yàn)換算成大型儲罐內(nèi)的氧化鋁粉的噸位。這種人工料位測量方法旨先很不準(zhǔn)確，只能做很粗略的參考，誤差很人；其次是安全因素，現(xiàn)場工作人員的不但工作量大，而且在H常工作中潛伏著很大的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種對儲罐內(nèi)氧化鋁的料位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和料量測量，實(shí)現(xiàn)了氧化鋁原料生產(chǎn)消耗和庫存量的動態(tài)管理的氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法。本發(fā)明-種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法包括料位計(jì)、數(shù)據(jù)采集控制裝置、管理顯示裝置，所述的料位檢測及料量管理方法包括以下步驟1)檢測步驟是指通過料位計(jì)對氧化鋁儲罐內(nèi)氧化鋁粉的料位情況進(jìn)行檢測的過程；2)數(shù)據(jù)采集歩驟是指由數(shù)據(jù)采集控制裝置的PLC組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對料位計(jì)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，處理為儲罐的料位數(shù)據(jù)，再根據(jù)物料的密度轉(zhuǎn)化為體積數(shù)據(jù)的過程；3)管理步驟是指由管理顯示裝置的工控機(jī)PC與數(shù)據(jù)采集控制裝置PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)的顯示，并通過人機(jī)界面將氧化鋁料面形狀參數(shù)、氧化鋁密度參數(shù)錄入，以及原料站當(dāng)班打料量錄入的過程；4)顯示歩驟是指由管理顯示裝置的工控機(jī)PC對料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程；所述的氧化鋁儲料罐錐形倉頂分為四個(gè)料位測量區(qū)，四個(gè)料位計(jì)固定安裝在氧化鋁儲罐錐形倉頂部，料位計(jì)輸入電源端與控制柜供電連接，料位計(jì)輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制裝置PLC輸入端連接，數(shù)據(jù)采集控制裝置PLC輸出端與管理顯示裝置的工控機(jī)PC輸入端連接。本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果本通過對儲罐內(nèi)氧化鋁的料位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和料量測量，實(shí)現(xiàn)了氧化鋁原料生產(chǎn)消耗和庫存量的動態(tài)管理，為物資配送中心根據(jù)儲罐的儲量情況、鐵路運(yùn)輸車皮調(diào)度分配情況、氧化鋁粉生產(chǎn)廠家在不同季節(jié)發(fā)料疏密情況進(jìn)行綜合分析、科學(xué)的進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，減少庫存，最大限度發(fā)揮儲罐儲存、中轉(zhuǎn)、供料的效率提供了技術(shù)支持。本發(fā)明可以及時(shí)準(zhǔn)確的測出儲罐的料量變化，用料位測量系統(tǒng)測出的料量比人工敲出的料量要準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠、真實(shí)。本發(fā)明適用于鋁電解氧化鋁儲罐的料位高度及料量的測量與管理，也可適用于類似的大型罐裝物料的測量管理。本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法有如下附圖圖1為本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法料位計(jì)安裝結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、管理顯示裝置；2、數(shù)據(jù)采集控制裝置；3、1號料位計(jì)；4、2號料位計(jì)；5、3號料位計(jì)；6、4號料位計(jì)；7、天線；8、進(jìn)料口；9、出料口；10、儲罐半徑；11、料位計(jì)安裝半徑；12、料位計(jì)螺紋底座。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法技術(shù)方案作進(jìn)-一步描述。本發(fā)明—--種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法包括管理顯示裝置1、數(shù)據(jù)采集控制裝置2、l號料位計(jì)3、2號料位計(jì)4、3號料位計(jì)5、4號料位計(jì)6、天線7、進(jìn)料U8、出料U9、儲罐半徑10、料位計(jì)安裝半徑11和料位計(jì)螺紋底座12，所述的料位檢測及料量管理方法包括以下步驟1)檢測步驟是指通過料位計(jì)l對氧化鋁儲罐內(nèi)氧化鋁粉的料位情況進(jìn)行檢測的過程；2)數(shù)據(jù)采集歩驟是指由數(shù)據(jù)采集控制裝置2的PLC組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對料位計(jì)3、4、5、6檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，處理為儲罐的料位數(shù)據(jù)，再根據(jù)物料的密度轉(zhuǎn)化為體積數(shù)據(jù)的過程；3)管理步驟是指由管理顯示裝置1的工控機(jī)PC與數(shù)據(jù)采集控制裝置2的PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)的顯示，并通過人機(jī)界面將氧化鋁料面形狀參數(shù)、氧化鋁密度參數(shù)錄入，以及原料站當(dāng)班打料量錄入的過程;4)顯示歩驟是指由管理顯示裝置1的工控機(jī)PC對料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程；所述的氧化鋁儲料罐錐形倉頂分為四個(gè)料位測量區(qū)，四個(gè)料位計(jì)3、4、5、6固定安裝在氧化鋁儲罐錐形倉頂部，料位計(jì)輸入電源端與控制柜供電連接，料位計(jì)輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)釆集控制裝置2PLC輸入端連接，數(shù)據(jù)采集控制裝置2的PLC輸出端與管理顯示裝置1的工控機(jī)PC輸入端連接。所述的料位計(jì)3、4、5、6安裝方向?yàn)榱衔挥?jì)的天線7與被測介質(zhì)表面垂直。所述的1號料位計(jì)3和2號料位計(jì)4的量程標(biāo)定為0—24.5米，3號料位計(jì)5和4號料位計(jì)6的量程標(biāo)定為0—24.7米。所述的數(shù)據(jù)采集步驟中的料位數(shù)據(jù)處理是將每個(gè)料位測量區(qū)的料位計(jì)測得料位平均值與其它3個(gè)料位測量區(qū)的料位計(jì)測得的料位平均值相加再平均，得儲罐料位值。所述的料位計(jì)3、4、5、6通過罐頂預(yù)先開的圓孔內(nèi)將安裝料位計(jì)的螺紋底座12焊接在圓孔上，再通過料位計(jì)3、4、5、6自身帶外螺紋固定在螺紋底座12上。實(shí)施例1。本發(fā)明1號料位計(jì)3、2號料位計(jì)4和3號料位計(jì)5的安裝位置是，將8000噸氧化鋁儲罐的錐形倉頂分為三等份的料位測量區(qū)，在每個(gè)扇面的中間部分安裝料位計(jì)3、4、5，在進(jìn)料口8區(qū)域內(nèi)安裝4號料位計(jì)6，如圖2所示；4臺料位計(jì)測量的精度較高，系統(tǒng)的平均誤差較小。所述的料位計(jì)3、4、5、6通過罐頂預(yù)先開的圓孔內(nèi)將安裝料位計(jì)螺紋底座12焊接在圓孔上，再通過料位計(jì)3、4、5、6自身帶外螺紋固定在料位計(jì)螺紋底座12上。由于儲罐的頂部直徑長達(dá)26米，氧化鋁粉的料面不是理想的水平面，在進(jìn)行儲罐噸位的計(jì)算時(shí)，盡量多測量點(diǎn)的料位值再求平均再求和的計(jì)算方法成為優(yōu)化方案，采用將8000噸氧化鋁儲罐的錐形罐頂分為若干個(gè)料位測量區(qū)的方案。雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)3、4、5、6安裝時(shí)儀表盡量遠(yuǎn)離振動，遠(yuǎn)離進(jìn)料口，4號料位計(jì)6安裝時(shí)要避開進(jìn)料口8，在距離進(jìn)料口8附近lOmm以外處安裝；雷達(dá)發(fā)射微波脈沖時(shí)，都有一定的發(fā)射角。從天線下緣到被測介質(zhì)表面之間，有發(fā)射的微波波朿所輻射的區(qū)域內(nèi)，不得有障礙物，因此安裝時(shí)應(yīng)盡可能避開罐內(nèi)設(shè)施，微波波束不得與加料料流相交。儀表距罐壁必須保持一定的距離；儀表的安裝盡可能使天線的發(fā)射方向與被測介質(zhì)表面垂直。所述的料位檢測及料量管理方法包括以下步驟1)檢測歩驟是指通過料位計(jì)l對氧化鋁儲罐內(nèi)氧化鋁粉的料位情況進(jìn)行檢測的過程；2)數(shù)據(jù)采集步驟是指由數(shù)據(jù)采集控制裝置2的PLC組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對料位計(jì)3、4、5、6檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，處理為儲罐的料位數(shù)據(jù)，再根據(jù)物料的密度轉(zhuǎn)化為體積數(shù)據(jù)的過程；3)管理步驟是指由管理顯示裝置1的工控機(jī)PC與數(shù)據(jù)采集控制裝置2的PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)的顯示，并通過人機(jī)界面將氧化鋁料面形狀參數(shù)、氧化鋁密度參數(shù)錄入，以及原料站當(dāng)班打料量錄入的過程；4)顯示歩驟是指由管理顯示裝置1的工控機(jī)PC對料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程；所述的氧化鋁儲料罐錐形倉頂分為四個(gè)料位測量區(qū)，四個(gè)料位計(jì)3、4、5、6固定安裝在氧化鋁儲罐錐形倉頂部，料位計(jì)輸入電源端與控制柜供電連接，料位計(jì)輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制裝置2PLC輸入端連接，數(shù)據(jù)采集控制裝置2的PLC輸出端與管理顯示裝置1的工控機(jī)PC輸入端連接。所述的料位計(jì)3、4、5、6安裝方向?yàn)榱衔挥?jì)的天線7與被測介質(zhì)表面垂直。所述的1號料位計(jì)3和2號料位計(jì)4的量程標(biāo)定為0—24.5米，3號料位計(jì)5和4號料位計(jì)6的量程標(biāo)定為0—24.7米。所述的數(shù)據(jù)采集步驟中的料位數(shù)據(jù)處理是將每個(gè)料位測量區(qū)的料位計(jì)測得料位平均值與其它3個(gè)料位測量區(qū)的料位計(jì)測得的料位平均值相加再平均，得儲罐料位值?？刂乒窈蚉C可以安裝在附近的現(xiàn)場人員的工作間內(nèi)，控制箱給雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)隔離供電并把雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA料位信號通過光電隔離送入PLC,然后PLC送入PC最后由PC進(jìn)行料位的顯示。調(diào)試、標(biāo)定在車間工化人員的配合下，由技術(shù)人員對儀表進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定，考慮到問題的復(fù)雜性，底部的溜槽出料門低，出料口對面高的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對每個(gè)料位計(jì)的量程標(biāo)定做了不同的標(biāo)定，最高標(biāo)定4個(gè)料位計(jì)每兩個(gè)標(biāo)定24.5米，另兩個(gè)標(biāo)定24.7米。使料位計(jì)更加準(zhǔn)確的測量到每個(gè)點(diǎn)的料位高度。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>料位測量系統(tǒng)測出的高度值精度高(最大誤差O.64%，最小誤差O.03%)，穩(wěn)定性好(誤差只在0.03%到0.64%間波動)；人工敲出高度值精度低(最大誤差69.8%)，隨機(jī)性太大(誤差在3.2%到69.8%間波動)，不可靠。料量增減對比:口期實(shí)際增減量(噸)系統(tǒng)自動測出倉內(nèi)料量增減人丁敲出倉內(nèi)料量增減系統(tǒng)測量誤差人丁測量誤差11.128:40-175-234-1871.1%0.2%11.138:40-110-75-630.7%0.94%11.148:40743.27591880.3%l丄.25%11.158:402616603.5%00%11.168:4011412400.17%100%丄l.178:40-20.4-1241251.8%2.5%11.188:4074879400.8%100%平均測量誤差1.19%'M鄉(xiāng)通過上面數(shù)據(jù)可以看出物位測量系統(tǒng)的平均誤差為1.19%，人工敲出的料量平均誤差為44.9%。10權(quán)利要求1、一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法，包括管理顯示裝置(1)、數(shù)據(jù)采集控制裝置(2)、1號料位計(jì)(3)、2號料位計(jì)(4)、3號料位計(jì)(5)、4號料位計(jì)(6)、天線(7)、進(jìn)料口(8)、出料口(9)、儲罐半徑(10)、料位計(jì)安裝半徑(11)、料位計(jì)螺紋底座(12)，其特征在于所述的料位檢測及料量管理方法包括以下步驟1)檢測步驟是指通過1號料位計(jì)(3)、2號料位計(jì)(4)、3號料位計(jì)(5)和4號料位計(jì)(6)對氧化鋁儲罐內(nèi)氧化鋁粉的料位情況進(jìn)行檢測的過程；2)數(shù)據(jù)采集步驟是指由數(shù)據(jù)采集控制裝置(2)的PLC組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對料位計(jì)(3)、(4)、(5)、(6)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，處理為儲罐的料位數(shù)據(jù)，再根據(jù)物料的密度轉(zhuǎn)化為體積數(shù)據(jù)的過程；3)管理步驟是指由管理顯示裝置(1)的工控機(jī)PC與數(shù)據(jù)采集控制裝置(2)PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)的顯示，并通過人機(jī)界面將氧化鋁料面形狀參數(shù)、氧化鋁密度參數(shù)錄入，以及原料站當(dāng)班打料量錄入的過程；4)顯示步驟是指由管理顯示裝置(1)的工控機(jī)PC對料位及測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程；所述的氧化鋁儲料罐錐形倉頂分為四個(gè)料位測量區(qū)，四個(gè)料位計(jì)(3)、(4)、(5)、(6)固定安裝在氧化鋁儲罐錐形倉頂部，料位計(jì)(3)、(4)、(5)、(6)輸入電源端與控制柜供電連接，料位計(jì)(3)、(4)、(5)、(6)輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制裝置(2)PLC輸入端連接，數(shù)據(jù)采集控制裝置(2)PLC輸出端與管理顯示裝置(1)的工控機(jī)PC輸入端連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法，其特征在于所述的料位計(jì)(3)、(4)、(5)、(6)安裝方向?yàn)榱衔挥?jì)天線(7)與被測介質(zhì)表面垂直。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法，其特征在于所述的1號料位計(jì)(3)和2號料位計(jì)(4)的量程標(biāo)定為0—24.5米，3號料位計(jì)(5)和4號料位計(jì)(6)的量程標(biāo)定為0—24.7米。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集步驟中的料位數(shù)據(jù)處理是將每個(gè)料位測量區(qū)的料位計(jì)測得料位平均值與其它3個(gè)料位測量區(qū)的料位計(jì)測得的料位平均值相加再平均，得儲罐料位值。全文摘要本發(fā)明涉及鋁冶煉行業(yè)，具體地說是涉及氧化鋁原料生產(chǎn)消耗和庫存量的動態(tài)管理所采用的一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法。本發(fā)明一種氧化鋁儲罐料位檢測及料量管理方法包括以下步驟1)檢測步驟；2)數(shù)據(jù)采集步驟；3)管理步驟；4)顯示步驟。本發(fā)明可以及時(shí)準(zhǔn)確的測出儲罐的料量變化，用料位測量系統(tǒng)測出的料量比人工敲出的料量要準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠、真實(shí)。本發(fā)明適用于鋁電解氧化鋁儲罐的料位高度及料量的測量與管理，也可適用于類似的大型罐裝物料的測量管理。文檔編號C25C3/00GK101560673SQ20091005931公開日2009年10月21日申請日期2009年5月13日優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日發(fā)明者任述理,張機(jī)琴,曹繼明,雄王,白秀娟,羅開華,裴生武,雷向軍,黃衛(wèi)平申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司