霍尔开关在铝电解天车自动兑料对位中的应用

什么是天车

天车是中国神话传说中羲和载日之车。天车被誉为四川自贡盐场奇观之一。现代工业中一般把桥式起重机成为天车。桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机。

桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。

铝电解多功能天车一般都工作在具有大电流、强磁场、高温、多纷尘和具有腐蚀性气体、HF浓密的恶劣环境，同时，由于天车重量大，运行时具有很大惯性，所以，采用的电气元件必须具有很强的抗干扰性。为了防止发生撞坏故障，应尽可能使用感应式开关。由于霍尔开关具有无触点、低功耗、长使用寿命、响应频率高、能在各类恶劣环境下可靠工作等特点，可在电解生产设备上得到很好应用。

霍尔开关的特性

霍尔开关属于有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时，又可满足工业场合实际应用中易操作和可靠性的要求。

霍尔开关具有无触点、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，其内部用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠应用于接近开关、压力开关、里程表等方面，是一种新型的电器配件。其内部原理图如图1所示。

铝电解多功能天车的兑料过程和工作原理

铝电解多功能天车一般都自常料仓，在电解作业更换阳极或电解槽边部加工完毕后添加保温料。但料仓可通过新鲜氧化铝来自净化供料系统，所以在电解车间每个通道厂房顶部都设计有兑料口，当天车料仓孔需要兑料时，必须将天车开到就近的兑料口先对好位，再启动净化该供料系统的风机，最后将氧化铝输送到天车料仓。

多功能天车主小车顶部的罐体为料仓。原来的兑料系统采用人工来控制，这样，当多功能天车需要兑料时，就将天车开到就近的兑料口处，先将大车对好位，再将承载料仓的主小车开到兑料口正下方，手动将兑料防尘罩放下对准料仓下料口，然后手动启动净化系统供料风机，以将氧化铝通过风动溜槽输送到天车料仓，等料仓满指示灯亮后，关闭供料风机以完成整个兑料过程。由于这个兑料过程具有人为因素，因此存在料兑满后冒料、额外增加工人的劳动强度及自动化程度低等诸多缺陷，所以很有必要设计一套自动兑料控制系统。

采用霍尔开关作为天车兑料系统与净化供料系统的联系纽带。图3所示是该天车对位部分的控制系统梯形图，当大车两端限位XK1、XK2和小车限位XK3对好位后，电磁铁DT得电，对应的净化供料部分的霍尔开关HK常开点闭合，从而使中间继电器JD吸合。XD1、XD2、XD3指示灯分别对应天车对好位、高料位、低料位指示灯。

当天车对好位并通过电磁铁和霍尔开关给净化供料控制系统信号后，系统会给天车兑料净化供料部分的PLC一个输出信号。该系统中的PLC控制和净化供料部分梯形图分别如图和5所示，系统运行时，首先防尘罩电磁阀DQ得电降下，待延时30后，中间维电器JD吸合，风机电动机接触器KM得电并使供料风机启动以开始供料。而当天车料仓高料位到达时，电磁铁断电失磁，霍尔开关断开，中间继电器JD失电，风机停机，供料停止。与此同时，PLC延时给防尘罩通电30s待溜槽中的余料全部流进天车料仓时，防尘罩升起。然后将天车移走，兑料过程结束。