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［摘要］本文介紹了國內某電解廠的陽極泥自動沖洗控制系統，此系統可實現銅電解過程中陽極泥從電解槽轉移至陽極泥中間槽的自動化，從而有效地降低工人的數量和勞動強度，并能定時有效清除電解循環系統中的陽極泥，及時地流轉到后續陽極泥貴金屬的提取工段，具有明顯的經濟效益。

［關鍵詞］陽極泥；PLC；自動沖洗

0引言

火法精煉產出的陽極銅在電解精煉提純過程中發生電化學溶解，溶液中的銅離子在陰極上析出，而陽極板上的雜質進人陽極泥。陽極泥的產率為電銅產量的0＿2％0．8％m，它通常含有Au、Ag、Cu、Pb、Se、Te、As、Sb、Bi、Ni、Fe等12＿31大量的貴金屬和稀有元素。為保證電解銅的純度和保證電解過程電耗、電流效率等技術經濟指標，需要定期將陽極泥從電解槽中清理出去，并送往下一工序進一步提取貴金屬等重要材料。國內電解廠房的電解槽內陽極泥在出槽時一般通過管道或溜槽自流至電解槽下陽極泥中間攪拌槽，然后通過礦漿杲輸送至陽極泥過濾系統。這種方式主要存在以下問題：①勞動強度大，工人需要經常性地手動開關管道上的閥門，不便于自動化管理；②在管道或溜槽中存留的陽極泥量多，無法及時轉換成經濟效益。本文為國內某擴建電解廠陽極泥從電解槽轉移至陽極泥中間槽的過程設計了一套自動沖洗控制系統，通過自動化控制，可以有效地降低工人的數量和勞動強度，并能定時有效地清除電解循環系統中的陽極泥，并及時流轉到陽極泥中貴金屬的提取工段，此系統的使用可明顯提高經濟效益。

1控制系統的原理

該電解車間的電解槽共32組，每組共有18個，一共576個電解槽。每組電解槽下有2條陽極泥管道，各裝有18個DN50的陽極泥支管氣動開關閥，1個DN50沖洗液氣動開關閥和1個DN100的陽極泥干管氣動開關閥，以第一組為例，具體的P＆ID。正常電解生產時，打開氣動開關閥門XV01A01／XV01B01XV01A18／XV01B18，關閉氣動開關閥門XV01A19／XV01B19XV01A20／XV01B20，陽極泥不斷地從電解槽匯到具有一定坡度的陽極泥主干管。待到需要排出陽極泥時，關閉氣動開關閥門XV01A01／XV01B01XV01A18／XV01B18，打開氣動開關閥門XV01A19／XV01B19XV01A20／XV01B20，用沖洗液沖洗陽極泥主干管，將其中的陽極泥沖人陽極泥中間槽，待陽極泥干管流出清液時關閉閥門XV01A19／XV01B19XVO1A20／XVO1B20，打開XVO1AO1／XV01BO1XV01A18／XV01B18，繼續下一階段的生產。

2控制系統的實現

為了方便操作工在現場操作，同時也能實現在控制室的遠程控制，現場采用PLC控制系統，并通過ProfibusDP通訊方式將控制信號傳送到已有的DCS控制系統。PLC的就地控制可以采用觸摸屏或者按鈕／開關的方式來操作，由于電解槽下的酸霧環境，腐蝕性較大，本設計中采用按鈕／開關來實現。

2．1IO點分配

在進行10點分配時，首先需要對整個控制系統的10點進行統計。由圖1可知，一個電解槽下有兩個支管開關閥，在操作過程中同時開關，因而采用一個按鈕來控制。為了方便操作，對所有的支管閥門XV01A01／XV01B01－XV01A18／XV01B18另設一個總體控制按鈕，可以對所有的支管閥門實現同時開關控制。沖洗管路的氣動開關閥門XV01A19／XV01B19、陽極泥干管的氣動開關閥XV01A20／XV01B20分別用一個按鈕來控制。為了實現PLC和DCS的分地控制，另設一個轉換開關，“就地”為PLC操作，“遠程”則由DCS來操作。所有的邏輯通過PLC程序來實現。由上可知，該控制系統一共有22DI，40個D0，所有10點全是開關量信號，無模擬量信號。

2．2控制器配置

本控制系統采用西門子的PLC。西門子PLC在冶金、化工、印刷生產線等領域都有廣泛的應用。SIMATICS7－1200作為其中的一款緊湊型、模塊化的PLC，實現了模塊化和緊湊型設計，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI和網絡通信等任務。對于需要網絡通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統，易于設計和實施，且具有支持小型運動控制系統、過程控制系統的高級應用功能，功能強大、運行安全并且完全適合各種應用。基于系統的實際需求，并考慮到余量，本控制系統采用西門子的1214控制器，該控制器集成有14個數字量輸人，1〇個數字量輸出，另單配有1塊16人／16出數字量模塊和3塊8出數字量模塊。

2．3PLC箱布置

PLC的箱面布置如圖2所示，其中SA為PLC與DCS就地／遠程控制的切換開關，SO為第一組電解槽下所有陽極泥支管開關閥的總體控制按鈕，SIS18對應第118電解槽下開關閥的控制按鈕，S19為對沖洗液開關閥的控制按鈕，S20為對陽極泥干管開關閥的控制按鈕。由于各開關閥沒帶反饋信號，所有按鈕皆選用帶燈按鈕。當按鈕按下，即相應開關閥打開時，帶燈按鈕為綠色，當按鈕復位，即相應開關閥關閉時，帶燈按鈕的綠色消失。

2．4程序實現

各閥門的開關控制用梯形圖來實現，邏輯控制較為簡單，本文不再贅述。

3控制系統的效果及注意事項

本控制系統已在該電解廠施工安裝完成，在試生產的過程中總結出以下幾個注意點。

1）氣動開關閥的選型很關鍵。陽極泥中固體顆粒約0．2pm，可能含有銅片或銅粒子，因而選用的開關閥需要有較強的耐磨性、耐腐蝕性，另外由于陽極泥中含有銅離子，容易結晶，選用的閥門在使用過程中不得出現關不嚴、泄漏等現象。

2）由于PLC置于電解槽下，環境含有酸霧，PLC箱箱體材質選用304不銹鋼，防護等級為IP67。

3）基于成本考慮，本設計中開關閥的反饋并沒有接人PLC控制系統，因而無法直觀反應現場氣動開關閥實際是否開到位或者關到位，如果把反饋信號接入系統中，更有利于生產操作。待陽極泥自動沖洗控制系統運行穩定后，該電解廠欲將此控制系統逐漸推廣至整個電解車間生產線。根據工藝生產需要，通過PLC快捷而方便的軟件編程控制，最終將實現全過程定時自動排放陽極泥。

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［3］邱光文，徐遠志．高銀銅陽極泥濕法處理流程研究［J］．有色金屬設計，2000，27（2）：丨9－24．

作者:謝紅輝 張磊 單位:中國恩菲工程技術有限公司