电解铝生产过程控制系统的研究和应用
浅论铝电解智能控制技术的应用与发展
浅论铝电解智能控制技术的应用与发展摘要本文论述了铝电解智能控制技术的应用与发展，为铝电解智能控制技术的应用走可持续发展的道路提供了一定的见解。
关键词铝电解智能控制技术，应用与发展引言因为铝电解生产以多达数百台电解槽申联成一个生产系列的方式进行，耗能巨大（吨铝电能消耗为13，000-13，600kWh ），所以节能降耗一直是铝业界研究的主题。
虽然开始于20世纪60年代的计算机控制技术对铝电解生产过程的节能降耗发挥了巨大的作用，但是其也存在许多缺陷。
其主要表现在：依赖于精确的数学模型；控制算法较为理想化；控制输出变量少；执行机构简单以及难以有效利用铝电解专家的知识和逻辑思维来解决问题[1]。
1 对铝电解智能控制技术的应用现状的分析与认识1.1 铝电解槽分布式控制系统结构（1）过程控制级过程控制级由几十台至上百台开放式智能槽控机系统组成。
每台智能槽控机控制一台电解槽，独立完成现场数据采集、实时槽况解析和数据通信的任务。
其具有电解生产过程打壳、下料、阳极升、阳极降、效应报警、效应处理、出铝、边加、换极、抬母线等功能，并根据实时槽况解析结果进行相应的电解控制。
（2）过程优化级过程优化级由接口监控机和数据库服务器组成。
系统分为四个独立模块：通讯模块、监控管理模块、实时数据库模块和远程监控模块。
由于过程优化级是实现集中管理的核心，因此在这里采用了冗余设计。
一台计算机用做服务器，其余的计算机用做接口监控机。
在接口监控机中有一台可以作为备用服务器。
当服务器发生故障时，该接口监控机可承担服务器功能。
另外，各接口监控机之间还具有互为备用功能。
这种冗余设计大大地提高了系统的可靠性。
（3）生产管理级生产管理级由生产调度、电解车间、整流所、化验室、铸造部等工作站和Web服务器系统组成。
其搜集电解生产各部门的大量数据，为企业经营决策提供数据平台，便于管理人员进行综合数据统计分析，即成为企业集团总体协调、计划管理、预测决策的重要依据。
铝电解生产技术中能耗的控制研究
铝电解生产技术中能耗的控制研究摘要：近年来，尽管我国铝电解行业有了大步跨越,但仍未摆脱能耗高、排放高的现状，有待企业管理者进一步研究和改进。
本文就铝电解企业在生产控制技术层面低耗、减排作了简要的探讨。
关键词：铝电解；企业生产；高产低耗；节能减排；措施Abstract: in recent years, although China’s aluminum smelting industry have the big step across, but still not get rid of high energy consumption and high emissions, the current situation of enterprise managers to further research and improvement. This paper aluminium electrolysis enterprise in production control technology level low consumption, emissions are briefly discussed.Keywords: aluminum electrolytic; Enterprise production; High yield low consumption; Energy conservation and emission reduction; measures1 铝电解企业生产技术上低耗、减排的控制1.1开发计算机控制技术，实现“能量平衡”管理铝电解槽的控制包括物料平衡及热平衡两方面,不管是计算机的控制还是人工控制,我们最终要达到的目的是使电解槽同时在物料和热量方面达到一个平衡点,希望其在最小热投入及最小化物料浪费的基础上产生最大化的产出。
在计算机控制方面,先后开发了铝电解槽“自适应控制技术”、“模糊控制技术”、“中温寻优控制技术”和铝电解“专家系统”技术等,这些控制技术的成功应用使我国的预焙槽整体水平得到明显提高。
试论电解铝生产中供电系统功率因数控制的应用
试论电解铝生产中供电系统功率因数控制的应用摘要现实中，电解铝生产中的供电成本占据了总生产成本的四成左右，属于典型的高耗能的行业。
鉴于此，电解铝生产企业就更加有必要对功率因数加强控制，这无论是对改善整个电力系统的供电质量还是控制企业的实际生产成本均具有重要意义，必须得到足够的重视。
关键词电解铝生产；供电系统；功率因数控制引言现实中，功率因数是评价电能使用效率的重要指标之一。
功率因数高，代表电力系统用于交变磁场转换的无功功率小，這就说明了设备对电能的利用率高，即电能损失小；反之则说明电能损失较大。
提升功率因数，能够改善整个电力系统的供电质量和效率，同时还能减少企业生产过程中的潜在电能损失，这对企业减少用电支出和提升经济效益具有重要作用。
对于电解铝生产而言，其供电成本占据了总生产成本的四成左右，属于典型的高耗能的行业。
在这种情况下，电解铝生产企业就更加应该对功率因数进行控制，这无论是对改善整个电力系统的供电质量还是控制企业的实际生产成本均具有重要意义，必须得到足够的重视。
本文正是基于这一出发点，对电解铝生产中供电系统的功率因素控制问题进行了一些有意义的探讨，希望对业内同仁能够起到一定的参考和借鉴作用[1]。
1 电解铝生产中的功率因数控制原则为了落实国家“节能减排”和走可持续发展道路的政策要求，企业在生产过程中对功率因数的控制必须满足两个基本原则：一是达到供电公司对企业功率因数控制的总体要求；二是要兼顾功率因数和其他电量指标的平衡。
对于电解铝生产企业来说，也必须遵循以上两个原则，具体要求如下：（1）满足供电公司对功率因数控制的政策要求改革开放以来，我国取得了飞速的发展和进步，但这一过程中也伴随着电能的消耗量与日俱增。
针对这一问题，国家相关部门积极制定了节能减排政策，对于企业提高电能利用率出台了相应的优惠政策。
在这一背景下，各地供电企业也积极制定了一系列措施，比如对当地的用地大户企业执行基于功率因数的电费减收政策，功率因数达到一定水平，可以获取相应比例的电费减少优惠。
铝电解槽模糊控制系统的研究
铝电解槽模糊控制系统的研究摘要：介绍了模糊专家技术在铝电解持产过程中的应用；给出了铝是解模糊专家控制器系统结构图和模糊关系。
应用该技术控制铝电解生产取得了较好的控制效果。
关键词：电解槽模糊控制专家系统铝电解是电解槽通以直流电，将氧化铝电解成金属铝的高电耗电压生产过程。
高效节能是铝工业技术发展的主要方向。
在槽型确定的情况下，为降低吨铝电耗，提高电流效力、优化铝电解生产工艺技术条件就成提高电解技术经济指标的决定因素。
技术条件的优化主要靠自控技术的不断发展和控制水平的不断提高来实施。
由于铝电解槽是一个复杂的系统，存在非线性、大滞后等因素，因此建立精确数学模型困难，用传统的控制方法难到达到好的控制效果。
而模糊专家控制恰好在解决这类问题中表现出了优越性，它具有快速性好、直接根据人工经验设计、不需要精确数学模型等显著特点，为铝电解控制提供了有效解决途径。
因此本厂将模糊专家控制技术用于铝电解生产，取得了较好的控制效果。
1 铝电解控制过程分析铝电解控制系统能实时采集生产过程中信号民，包括：电解槽槽电压（V）和系列电流（I）对生产过程实施的控制有两种，即极距离调节和打壳下料，分别控制槽电压（或槽电阻）和电解质熔体中的氧化铝浓度。
氧化铝浓度目前无法在线检浊，但是它和槽电阻（R）存在在一定性U关系，并且和氧化铝下料量有一定的滞后关系。
R可由（1）式求得：R＝（V－E）／I式中：E－电解槽反电势设氧化铝浓度为C（下料方式：欠料、过料），周期改变氧化铭下料速度，使氧化铝浓度在一定范围内变化（dc/dt≠0）。
假定在未调节极距（称动阳极）期间电阻变化由氧化浓度所引起的，即： dR／dt＝dR／dc×dtdR／dt（槽电阻随时羊变化速率）的大小反映了dR／dc（槽电阻随氧化铝浓度变化速率）的大小；槽电阻R在一定时间的累积斜反映了氧化浓度的变化率。
氧化铝浓度C应设置为不易发生阳效应、不易产生沉淀。
为了利用dR／dt来判断氧化铝浓度C。
智能控制技术在铝电解过程中的应用探讨
（Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｘｉｎｉｎｇ ８１００００ Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ａｔ ｔｈｉｓ ｓｔａｇｅ， ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｖｅｌ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｍｏｒｅ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｎ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂｅｇａｎ ｉｎ ｔｈｅ １９６０ｓ ａｎｄ ｈａｓ ｐｌａｙｅｄ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｓａｖｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ， ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｉｔ ｒｅｌｉｅｓ ｔｏｏ ｍｕｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｉｄｅａｌｉｚｅｄ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｕｔｐｕｔ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ， ｔｈｅ ａｃｔｕａｔｏｒ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｅ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｌｏｇｉｃａｌ ｔｈｉｎｋｉｎｇ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｅ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｃｏｍｂｉｎｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｐｉｎｉｏｎｓ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ． Keywords: Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ； Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
智能控制技术在铝电解过程中的应用分析
智能控制技术在铝电解过程中的应用分析摘要：目前随着我国经济发展和技术的进步，铝电解生产中采用多个电解槽进行连接，消耗能源比较大，因此在铝业中进行节能降耗。
智能控制技术对铝电解生产的节能和降低能耗起到了很大的作用。
河南中孚铝业在实际生产中由于对精密数学模型过于依赖，使得控制算法变得更加理想化，导致控制输出量逐渐减少，执行结构比较简化，使得操作过程难以通过简单的铝电解知识和逻辑推理来解决问题。
本文通过对智能控制技术进行了分析，对铝电解智能控制的内容和方法进行研究，从而推动智能控制技术在铝电解过程中的应用。
关键词：智能控制技术；铝电解；应用分析引言针对当前技术创新的现状开展了不断的改造和技术创新，尤其关注于铝电解制造流程和工艺技术改变的效果，而铝电解槽又是复杂性和非线性的时变体系，因为传统性和单一化的控制方式，很难适应提高对铝电解控制的要求，但通过人工智能技术可为铝电解的加工技术创造全新的处理方式。
针对铝电解工艺技术的特点，把智能控制技术包括人工智能专家系统、模糊控制系统与人工神经网络的三大部分，经过对铝电解技术的深入分析与研究，达到了铝电解控制的全智能控制技术目标。
在铝电解技术中引入智能控制技术，建立全新的智能管理系统，这也将成为铝电解控制技术今后的发展重点。
一、智能控制技术的综述智能控制是一种基于智能的知识表达与逻辑推理的方法，它是一种具有边界性质的交叉学科。
第一，专家系统内容，该系统是一种智能化的电脑程序，它利用信息技术将知识与人类的经验结合在一起，通过计算机技术模拟人类的逻辑和判断，从而通过获得专业知识可以解决高难度对的问题。
第二，在不相容的原则下，模糊控制工作会导致复杂度提高，精确度逐渐下降，当精确度达到一定程度后，复杂性和精确度就会出现互相排斥的情况。
模糊可控制工作是以模糊集理论为起点，通过建立人与计算机之间的连接，可以把人们的模糊信息资料储存经验与知识转换为计算机所能接受的相应规则形式。
探究电解铝生产全过程监控系统开发与运用
探究电解铝生产全过程监控系统开发与运用发布时间：2021-03-26T11:58:54.870Z 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：甘春榜[导读] 电解铝生产过程中要做好监控作业，为了实现这一目的，要开发电解铝生产全过程监控系统开发，并且要对该系统的应用，更好的进行电解铝生产。
广西百矿铝业有限公司广西百色市甘春榜 531400摘要：电解铝生产过程中要做好监控作业，为了实现这一目的，要开发电解铝生产全过程监控系统开发，并且要对该系统的应用，更好的进行电解铝生产。
下面，在对电解铝生产过程中出现的各项危险进行全面概述的基础上针对电解铝生产全过程监控系统开发与运用进行分析，通过对系统的应用，实现对电解铝生产过程中的全面监控，确保电解铝生产过程顺利进行，降低安全事故发生几率。
关键词：电解铝；监控系统；安全生产 1 电解铝生产全过程中各项危险 1.1 主要危险因素电解铝生产过程中可能会发生各种危险，常见的危险火灾与爆炸、起重伤害、高处坠落、机械伤害、触电、车辆伤害、物体打击、坍塌等各项危害，每一项危害的发生都会对电解铝生产造成不良影响，甚至会发生安全事故，造成严重经济损失，为了减少事故的发生，要做好监控作业，一旦发现问题，要及时采取措施对出现的问题进行处理。
1.2 有害因素（1）粉尘危害。
若除尘设施未正常运行，生产中采用粉尘设备的密封较差，发生突发事故后，粉尘大量泄露，这将会导致粉尘大量泄露，以及在长期在超粉尘环境下作业，作业人员在这种环境下作业，这会对作业人员的身体监控造成危害。
（2）毒物危害。
电解铝生产期间会产生大有毒气体，这些气体会对生产人员的呼吸道、眼睛造成伤害。
电解铝生产作业进行时，会产生大量氟化物，产生的氟化物会以尘雾或气态状态形式存在，若生产中采用设备密封性较差，这会对设备造成腐蚀，导致设备性能遭受破坏，会引发各种事故，同时，毒害物质发生泄露，这会对生态环境造成破坏，若防护不及时，或防护不当，容易引起窒息和中毒事故。
电解铝行业弱电技术在电解铝生产线控制系统的设计与操作
电解铝行业弱电技术在电解铝生产线控制系统的设计与操作电解铝行业是现代工业中重要的一部分，其生产过程具有高温、高电流、高气压等特点，对于生产过程的控制，需要依靠先进的技术手段。
弱电技术在电解铝生产线的控制系统设计与操作中起着至关重要的作用。
弱电技术是指在电压、电流、信号等方面较小的电气信号。
在电解铝行业中，弱电技术在生产线控制系统的设计和操作上需要充分运用。
首先，弱电技术可以应用于生产线监控系统中的数据采集与传输。
通过采集关键的生产数据，如电流、电压、温度等，可以实时监测电解铝生产过程中的各项指标，并通过传输到控制中心进行分析与处理，从而实现对生产过程的全面掌控。
其次，弱电技术可以应用于电解槽电流分配控制系统。
电解铝生产过程中，电流分配对于生产效率和产品质量有着重要的影响。
通过弱电技术的应用，可以实现对电解槽内不同区域电流的准确控制。
通过槽内传感器采集的电流信号，再通过弱电技术进行传输和处理，可以实现精确的电流调节，从而确保电解铝生产过程的稳定性和可控性。
另外，弱电技术还可以应用于电解铝生产线的安全控制系统。
电解铝生产过程中存在着一定的安全风险，如槽内电解质波动、电流异常等。
弱电技术可以通过传感器采集这些安全隐患的信号，并及时传输到控制中心进行预警和处理。
通过对异常情况的及时监控和响应，可以有效降低生产风险，确保生产过程的安全可靠。
弱电技术在电解铝生产线控制系统的操作中也具有重要作用。
首先，弱电技术可以用于生产过程数据的可视化管理。
通过弱电技术的应用，可以将生产线各项数据实时显示在控制室的监控屏幕上，方便操作人员对生产过程进行全方位的观察和分析。
其次，弱电技术可以实现对生产线各个设备的远程控制。
通过网络通信和弱电技术的结合，操作人员可以在控制室远程调节设备参数，实现对设备的远程控制和优化。
总之，弱电技术在电解铝行业的控制系统设计与操作中具有重要的地位和作用。
通过弱电技术的应用，可以实现对电解铝生产过程的实时监控、精确控制和安全保障。
电气自动化技术在铝电解过程中的应用研究
电气自动化技术在铝电解过程中的应用研究自20世纪初铝工业的开始，铝电解技术就是铝工业的主要生产过程。
铝电解是利用电解法将铝矾土中的氧化铝还原成金属铝的过程。
在这个过程中，电气自动化技术得到了广泛的应用，以提高生产效率、节约能源和降低运行成本。
一、电流和电压的控制铝电解是一个非常控制有力度的工艺过程。
利用电气自动化技术中的电流控制和电压控制系统，可以控制铝电解池中的电流密度和氧化铝还原率。
电流控制系统通过控制电源输出电流，使得电流密度恒定，并根据铝电解池电解液的温度、浓度和含氟量等因素自动调整电流。
电压控制系统则通过调整阳极和阴极之间的电场强度，使得氧化铝还原率恒定，并根据铝电解池中的铝浓度和温度等因素自动调整电压。
二、铝液的温度控制铝电解过程中，铝液在电解池内的温度影响着氧化铝还原率和铝液的纯度。
通过电气自动化技术，可以控制铝电解池中的热量平衡，从而实现铝液的温度控制。
这一过程的实现需要对铝电解池中的流体运动和热传递等复杂过程进行精细的建模，并通过计算机模拟来实现。
同时，在铝电解过程中，也需要实时监测铝液的温度，并通过自动调节阴极的制冷系统或阳极的加热系统等手段，对铝液的温度进行控制。
三、电解质的浓度和含氟量控制电解池中的电解质在铝电解中起着重要的作用。
电气自动化技术可以通过电解液的密度和电导率等参数，实时地控制电解质的浓度和含氟量。
通过自动调节铝电解池中的电解液的流速、循环和冷却等参数，可以实现电解质浓度和含氟量的精确控制，从而提高氧化铝的还原率和铝液的纯度。
四、系统的监控和故障诊断电气自动化技术还可以实现对铝电解过程中的各个环节进行实时监测和故障诊断。
通过设置传感器和其他监控设备，可以实时监测铝电解池中的电流、电压、温度、流速和压力等参数。
一旦出现故障，系统会自动发出警报，并采取相应的措施进行故障诊断和处理，避免对整个生产过程的影响。
总之，电气自动化技术在铝电解过程中的应用有助于提高生产效率、降低运行成本、保证产品质量和环保性能。
铝电解多模式控制策略研究
铝电解多模式控制策略研究
铝电解过程是一个非线性、多耦合、时变和大时滞的工业体系,强电场、强磁场、强热场交互干扰,故障发生频繁,现场环境十分恶劣,使得控制难度极大,单一模式的控制方式很难使铝电解槽达到最佳的工作状态。
本文根据铝电解过程的复杂特点,提出了铝电解多模式的控制策略,即根据铝电解过程正常、故障及出铝时不同的工作状态,采用不同的控制策略。
通过对氧化铝加料时间和加料速率进行控制,使氧化铝浓度维持在理想范围内,从而使电解槽保持最佳的工作状态。
主要做了以下几个方面工作：首先,在铝电解正常工作状态下,结合模糊控制和神经网络控制的特点,设计了模糊神经网络控制器,通过控制氧化铝的下料装置,来改变氧下料速度从而来改变槽内氧化铝的浓度,使得氧化铝浓度保持在理想范围之内,从而达到优化控制目的。
再次,由于出铝和故障时,铝电解系统的各项参数与正常工作状态相比会发生较大的变化,而正常工作状态下的控制器难以对此时的系统实现良好的控制,为此,我们采用了小波神经网络预测控制器,依据铝电解系统的不同工作状态采用不同的控制策略——铝电解系统多模式的控制策略的实现。
仿真实验验证了控制的可行性和优越性。
最后,设计了铝电解系统的硬件接口电路,包括开关量输入/输出通道、模拟量输入/输出通道,保证了系统的良好运行。
并且,结合现代化实际生产和管理需要,设计了网络控制系统,以Visual C++ 6.0为平台进行了管理系统软件的设计,保证了铝电解系统从控制器到硬件电路到软件操作的整个系统的完整性。
槽控系统加工间隔调整对铝电解生产的影响研究及应用
槽控系统加工间隔调整对铝电解生产的影响研究及应用摘要：铝电解槽的智能控制和系统管理是现代铝电解生产中不可缺少的组成部分，其发展水平已成为当代铝电解技术的重要标志之一。
在工业生产中，现代智能电解槽控制系统通过设置不同的生产参数对电解槽进行智能控制，主要包括设置电压、加工间隔(NB)、氟盐投料量、阳极停止调节和停止投料等。
铝电解生产管理人员最关心的生产参数是设定的电压和加工间隔。
通过调节设定的电压来实现极点距离(ACD)的调节，进而调节电解槽的热收入，保证合理的热平衡;加工间隔的调整可以实现电解槽氧化铝进料速率的调整。
电解槽的消耗速率共同决定了电解槽内氧化铝的浓度变化和物质平衡。
关键词：铝电解；电解槽；加工间隔调整；氧化铝；热平衡引言现代大型铝电解公司一般采用单点剥壳切割的方法，以“少吃多餐”的理念保持电解槽物料的最佳平衡。
氧化铝在电解槽内的浓度控制(即加工间隔)是物料平衡关键的关键。
然而，铝电解槽的浓度控制往往是基于单个积分电解槽电阻信号来计算氧化铝浓度的变化(斜率)和判断电解槽的稳定性(噪声)，缺乏电解槽“局部”工艺特性的可用信息。
特别是随着近年来槽型的不断扩大，这一问题变得越来越明显。
通过对500ka电解槽的浓度分布进行测量，发现烟道端半电解槽与铝出口半电解槽的浓度分布存在明显差异。
通过数值模拟技术，还发现里约热内卢Tinto电解槽具有相似的半电解槽特性。
阳极电流在线监测技术针对铝电解槽的局部特点，可以快速定位和诊断。
该技术近年来也发展迅速，但尚未实现工业化应用。
1加工间隔对浓度和温度控制的影响当加工间隔设置过大时，罐内氧化铝的供应率低于消耗率，电解槽就会进入缺料状态。
在这种状态下，电解槽内很可能发生电解效应，电解槽电压瞬间飙升到几十伏甚至几十伏，电解槽内的热收入明显增加。
曾在150ka电解槽上诱发人工效应，8分钟后被测炉侧完全消失，电解液温度从980℃迅速上升至1015℃(T=35K);一个类似的实验也做了。
做好铝电解生产工艺与控制管理系统
做好铝电解生产工艺与控制管理系统摘要：氧化铝是电解法生产铝单质的最主要的原材料之一，在工业上有十分重要的作用。
因此，有必要以氧化铝的物理和化学性质为基础来对现有的电解生产工艺进行调整，以增加电解槽的稳定性，提高电解生产铝的效益。
此外，在实际的生产过程中往往伴随着各种异常情况的出现，因此要设计出异常诊断和迅速处理机制，将异常导致的损失降低到最低限度。
关键词：铝电解；生产工艺；控制管理系统1铝电解生产系统及技术参数的设计1.1现代铝电解生产工艺经过多次生产技术的变革，铝的生产方式经过了几次大的调整之后形成了现代铝电解工艺。
目前采用最广泛的方法是Hall-Heroult熔盐电解法。
此方法以氧化铝为主要材料，电解槽中加以氟化盐作为电解质，并以炭块作为电极来进行生产。
在电解的过程中，所消耗的电能主要是直流电，其来源是整流所。
熔融状态下的氧化铝在直流电的作用下会在电解槽内发生氧化还原反应。
氧元素在阳极失去电子并与碳元素结合生产二氧化碳气体，铝则在阴极发生还原反应生成铝单质。
整个生产流程可以参考以下流程图：图1铝电解生产工艺系统1.2氧化铝物化性能指标在电解槽中，氧化铝的作用大致上可以总结为三点。
具体如下：（1）作为电解原料，提供铝元素在反应后生产铝单质。
（2）作为电解池中的吸附剂。
在使用该方法来生产铝的时候反应中会生成氟盐和HF气体，由于氟化物对环境的污染较大，因此要使用吸附剂对其进行吸附沉降，防止逸出。
（3）与冰晶石混合组成阳极覆盖料。
这样能够降低生产流程中的能量散失，并减少阳极材料的损耗。
正是由于氧化铝在生产过程中要肩负如此重要的作用，所以对氧化铝的性能有较高的要求。
所以要求氧化铝和载氟氧化铝要能够在电解质中具有良好的溶解性，而且要具有多孔性质以便于进行吸附。
而且还要具有较好的结壳能力，以便于能够使覆盖料具有一定的机械强度和良好的保温性能。
在对氧化铝的物理和化学性质的各项指标进行全面的分析之后，就可以全面的对这些指标对该生产体系产生的影响。
槽控机控制技术在铝电解生产中的应用研究
槽控机控制技术在铝电解生产中的应用研究马永田（中国铝业股份有限公司连城分公司，甘肃 永登 ７３０３３５）摘 要：伴随科技信息化技术的革新发展，电解铝行业的相应技术也随之提高。
现有一铝厂在以往厂区中２００ＫＡ、３５０ＫＡ的铝电解系列生产的基本前提下，依据国家相关产业规划发展，创新拓展出了４００ＫＡ的电解铝系列生产。
本篇依据现实生产状况，适时探析该生产系列中相应槽控机控制技术的实践性运用。
此外，也适时分析了该铝厂中对相应槽控机维护维修的常规性管理。
关键词：电解槽；控制系统；探究与分析中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１０－００４４－２Application of Cell Controller Control Technology in Aluminum Electrolysis ProductionMA Yong-tian（Ｌｉａｎｃｈｅｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｏｎｇｄｅｎｇ ７３０３３５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｈａｓ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２００ＫＡ ａｎｄ ３５０ＫＡ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｙ，ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｌａｎｔ ｈａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ４００ＫＡ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｅｒｉｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｎａｔｉｏｎａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｅｒｉｅｓ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｏｕｔｉｎｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔａｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｌａｎｔ ｗａｓ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ａ ｔｉｍｅｌｙ ｍａｎｎｅｒ．Keywords: ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｃｅｌｌ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ铝电解是一个多样性的生产过程，常会面临强磁场、环境恶劣、电解槽数目多、高粉尘、高能耗、劳动强度较大等困难。
铝电解控制系统可靠性设计与应用
术、 硬件保护技术 、 软硬件结合的保护技术 、抗干
扰技术。在控制 系统中 ， 首先使用软件保护 ， 如限 定 自动升降阳极时槽工作 电压 （ 或槽 电阻 ） 的范围
动 作 或误 显示 。对 于处 于强 磁 场 、强 电场 、高粉 尘
术 、软硬件结合的保护技术、抗干扰技术等。
环境下 的槽控机的安全可靠性方 面来说 ， 如果干扰 存在 ， 轻者槽控机和ｌ 上位机的通讯 中断 ， 监控数据
丢失。 重 者 引起 阳极 误 动作 产生 压槽 或 者拔 槽 的严
面 对 于铝 电解 安 全生 产 就显 得 尤为 重 要 ，在槽 控 机安 全 保 护方 面可采 用 软件 保 护技 术 、 硬 件保 护 技
声信号是普遍的干扰因素。 许多应用系统在进行仿 真调试 和实验室 内的联机试运行时都是成功 的， 然 而一旦进入现： 使用 ， 系统则会产生预料 以外 的误
５ ６－
铝
镁
通
讯
２ ０ １ ７ 年Ｎ ｏ ３
铝 电解控制 系统可 靠性设计与应 用
杨喜梅
（ 中铝 青海 分公 司 洲 Ｊ １ ０ ８ ）
摘
要 ：大型预焙铝 电解槽 自 动 控制机 （ 简称槽控机 ） 是铝 电解 生产过程控制 的核 心设备 ，是一种复 杂的非 线性时
变系统 ， 具有模型 不确 定性 ， 控制难度 大等特性 。槽控机 的安 全可靠性 是电解生产的重 中之嚷 ， 是铝 冶炼生产过程 中的重 大危险 源。一旦槽控 系统失控 ， 就会 出现 电解楷 压槽或拔槽事故 。 特 别是 拔槽所造成断路事故 ， 致使 出现单
企业信息化管理及控制系统在电解铝厂的应用
企业信息化管理及控制系统在电解铝厂的应用【摘要】电解铝厂作为传统工业领域的重要组成部分，信息化管理及控制系统的应用已经成为提高生产效率和质量的关键。
本文首先探讨了电解铝生产过程中的信息化需求，并介绍了信息化管理系统的架构设计。
在实际应用中，企业资源管理系统和生产过程控制系统的应用也被详细分析和讨论。
通过信息化管理系统的应用，电解铝厂的生产效率和质量得到了显著提升，为企业带来了实实在在的经济效益。
未来，随着科技的不断发展，电解铝厂信息化管理的发展趋势也值得关注。
本文总结了企业信息化管理及控制系统在电解铝厂的应用效果，并展望了未来的发展方向，为电解铝生产行业的信息化建设提供了有益的参考和借鉴。
【关键词】关键词：电解铝厂、信息化管理、控制系统、企业资源管理系统、生产效率、质量提升、发展趋势、展望。
1. 引言1.1 电解铝厂信息化管理的重要性电解铝生产过程涉及多个环节，涉及大量数据的采集、分析和处理，如果没有信息化管理系统的支持，生产过程将难以进行高效管理和控制。
信息化管理系统能够实现数据的实时监测和分析，帮助管理人员及时了解生产情况，及时调整生产计划，提高生产效率和质量。
信息化管理系统还能够优化资源的利用，避免资源的浪费和重复使用，减少生产成本，提高企业的竞争力。
信息化管理系统还能够整合企业的各个部门和流程，实现数据的共享和协同，提高企业的决策效率和灵活性。
电解铝厂信息化管理不仅能够提升企业的生产效率和质量，还能够提升企业的竞争力和市场地位。
电解铝厂应该重视信息化管理，在实践中不断探索创新，不断优化信息化管理系统，实现企业的可持续发展。
1.2 企业信息化管理及控制系统在电解铝厂的应用的背景随着科技的飞速发展和信息化的深入应用，企业信息化管理已成为现代企业发展的重要趋势。
电解铝厂作为重要的铝生产企业，其生产过程繁杂，生产效率和产品质量的要求也越来越高。
而企业信息化管理及控制系统的应用，可以帮助电解铝厂实现生产过程的智能化、自动化和高效化。
铝电解槽下料智能管控系统开发与应用
冶金冶炼M etallurgical smelting铝电解槽下料智能管控系统开发与应用郑 斌（广西华磊新材料有限公司，广西 平果 ５３１４００）摘 要：铝电解生产过程中由于电解质成分和氧化铝性质波动、槽温变化等因素造成氧化铝溶解性能下降，以及风压、气缸等外部条件变化造成卡锤头、粘葫芦头、堵料等下料不畅现象，造成电解槽效应多，炉膛不规整，严重影响电解槽运行指标。
本文介绍了铝电解槽下料智能管控系统，实现对火眼通畅情况的检测，可以多次打壳，保证火眼畅通，如果出现严重卡堵系统处理不了的情况，将语音报警申请人工处理。
该系统下料口状态判断准确率达９０％以上，可有效降低效应系数，降低劳动强度，降低效应分摊电压，提高电流效率，改善电解槽运行指标。
关键词：铝电解；下料；智能管控系统；应用中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０７－０００６－２Development and application of intelligent control system for feeding of aluminum reduction cellZHENG Bin（Ｇｕａｎｇｘｉ Ｈｕａｌｅｉ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐｉｎｇｇｕｏ ５３１４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｃｅｌｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ， ｔｈｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｉｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ａｉｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｏｆ ｈａｍｍｅｒ ｈｅａｄ， ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｇｏｕｒｄ ｈｅａｄ ａｎｄ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｍａｎｙ ｃｅｌｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｆｕｒｎａｃｅ， ｗｈｉｃｈ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｌｌ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｆｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｃｅｌｌ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｕｎｏｂｓｔｒｕｃｔｅｄ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｅ ｈｏｌｅ． Ｉｔ ｃａｎ ｃｒａｃｋ ｔｈｅ ｓｈｅｌｌ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｔｉｍｅｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｕｎｏｂｓｔｒｕｃｔｅｄ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｅ ｈｏｌｅ． Ｉｆ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｊａｍ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｎｏｔ ｈａｎｄｌｅ ｉｔ， ｔｈｅ ｖｏｉｃｅ ａｌａｒｍ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｂｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｍａｎｕａｌｌｙ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌａｂｏｒ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｓｈａｒｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ． Keywords: ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｆｅｅｄｉｎｇ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ现在预焙铝电解槽均采用中间点式下料方式[1，2]，在电解生产过程中，由于电解质成分变化，特别是锂钾含量升高，降低电解质的初晶温度，槽温也随之降低，加上氧化铝性质变化，主要是粒级分布，共同导致氧化铝的溶解性能降低。
铝电解多功能机组PLC控制系统的应用与研究
铝电解多功能机组PLC控制系统的应用与研究【摘要】铝电解是生产金属铝的主要方式，而铝电解就是用直流电通过氧化铝原料和冰晶石（氧化铝）溶剂的电解质，使溶液中的氧化铝被点解从而生产金属铝。
由于金属铝的熔点较低，所以无法通过冶炼来进行生产，因此电解铝就成为了金属铝的主要生产方式。
而随着科学技术的发展，铝电解的方法和设备也得到了长足的发展。
在现代金属铝的工业生产中，铝电解多功能机组通常会应用到PLC控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现。
因此为了实现铝电解生产的经济、环保，对铝电解多功能机组PLC控制系统的应用进行研究不仅迫在眉睫，而且意义重大。
本文通过对PLC 控制系统的研究，并对其在铝电解多功能机组中的应用进行深入分析，以供同行探讨。
【关键词】铝电解；多功能机组；PLC控制系统；应用0.引言随着科学技术的日新月异，铝电解生产也得到了长足的发展，在现代社会的铝电解生产中，多点进电大型预焙槽早已取代了传统的自焙槽，随着信息技术的发展，多点进电大型预焙槽的自动化程度和经济综合性指标都得到了大幅度提高，并且有效的缓解了铝电解生产的环保问题。
在铝电解生产中，多功能机组是铝电解生产的主要设备，也是关键设备，通常情况下，铝电解的生产是在高温和强磁场以及大电流、多粉尘及HF烟气环境中。
而在铝电解的生产的实际过程中，铝电解生产过程中的打壳和加料以及更换阳极等等工作都是由多功能机组完成，并且多功能机组还承担了安装和检修电解槽及其它零星吊运工作，因此多功能机组在铝电解生产中的重要性不言而喻。
而为了铝电解生产的稳定，就必须要确保多功能机组的稳定运行。
而现代的多功能机组通常会应用到PLC控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现，因此使得PLC控制系统在众多系统中脱颖而出，成为了当前多功能机组中一种必不可少的系统。
电气自动化技术在铝电解过程中的应用研究
电气自动化技术在铝电解过程中的应用研究
铝电解过程是一种重要的铝生产方式，电气自动化技术在铝电解过程中的应用可以提
高生产效率和产品质量，降低能源消耗和环境污染。
电气自动化技术的应用主要包括以下几个方面：
1. 自动控制系统
自动控制系统是铝电解过程中电气自动化技术的核心。
自动控制系统可以通过监测生
产过程中的关键参数，如电流、电压、温度等，实现自动控制。
通过建立先进的自动控制
系统，可以实现生产过程的自动化、数字化、智能化，提高生产效率和产品质量。
2. 数字化监测系统
对铝电解过程进行数字化监测，可以实时记录各种设备和系统的状态，并进行数据分
析和处理。
这些数据可以帮助生产企业进行生产效率分析、故障分析、环境污染分析等，
为企业提供科学的决策支持。
数字化监测系统还可以帮助企业进行管理信息化，实现生产
过程的可视化、信息化。
4. 能量节约技术
铝电解过程中，能源消耗是一个关键问题。
通过应用电气自动化技术，可以实现铝电
解过程的能量节约。
例如，通过优化电极形状和分布，可以降低电极电阻，减少电能损失；通过控制电流和温度，可以减少铝电解过程中的能量消耗。
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电解铝生产过程控制系统的研究和应用
摘要：为了完成电解铝生产工艺的自动化改造计划，本文设计了自动化管理
系统、设备监测系统、安全系统等，通过各个系统间的有效衔接，促进电解铝生
产的全自动化管理升级。
首先介绍电解铝生产过程系统的构成，并研究电解铝生
产过程系统，最后提出电解铝生产过程系统应用的效果与意义。
总之通过应用该
系统，大大提升电解铝厂生产管理水平，形成了较为规范的全新的电解铝生产全
过程控制管理模式。
关键词：电解铝；生产过程控制系统；应用
引言：
当前我国在生产铝制品的时候，仍旧是采取数据采集与人工监视操控的模式，在数据反馈与设备操控的过程中常常出现差错，给产品的制造造成了一定的影响。
为了解决此问题，提高电解铝的生产效益，笔者提出了一套电解铝生产过程自动
化控制、系统，通过依据不同生产环节设计相应的智能化控制子系统，能够很好
地提高电解铝的整体生产效率与质量。
一、电解铝生产过程控制系统的构成
综合监控系统以控制对象为基础、设备管理为保障、优化流程为目标，秉承“分级控制、集中监控”理念，进行整体设计，在满足安全性、可靠性、实用性
的基础上，建立面向对象、面向全局、开放式、分层分布的电解铝生产综合自动化。
系统采用单元结构，分为设备层、监控层二层构架。
1.设备层：包括变电整流、电解槽控、烟气净化、空压站、循环水、设备状
态监测、智能直流电源、视频监控等，通过对现场设备状态、作业环境、生产过
程的实时监测和控制，为电解系列监控系统提供全面的生产实时过程信息和控制。
2.监控层：建设一体化监控平台，全面接入上述设备层子系统，实现数据的
收集汇总和信息共享，实现电解、整流的集中监控，实现各类事故预警和故障快
速处理指导，实现WEB远程管理维护等功能。
为了防止系统数据传输的干扰，设
备层子系统独立组网，与其他子系统物理隔离。
监控层采用开放式、双机双网络
分层分布式结构，保障系统安全稳定的运行。
二、电解铝生产过程控制系统的研究
1.视频监控系统
为了保障电解铝自动化生产工作开展的可靠性，需要引进先进的视频监控设备，在一些重点车间与设备运行时，需要进行严密的监控。
如整流设备、电解车间、阴阳极车间等，都可以安装高速球形的摄像机或者是红外相机等。
通过视频
监控系统与自动化控制系统进行对接，不仅实现整流设备电解设备的联动控制，
并可及时发现电解铝生产过程中的异常情况，对提高电解铝生产自动化具有非常
重要的意义。
2.电源系统
在电解铝生产工艺中电源系统起到了动力源作用，一般采取双电池组的方式，保证双组电源可以进行充放电，并且母线进行了很好的连接处理。
在开展降压、
合闸、分流等工作的时候，主要采取单独母线进行控制管理。
在智能电源系统工
作的时候，可对电池组的电流、电压、电阻、电容等进行及时测试，并记录相关
的数据信息，从而更好地管理控制电解铝生产线的电源设备。
3.电解槽系统
电解槽是电解铝生产工艺中非常重要的一个环节，为了提高电解槽的工作质量，需要对电解槽进行实时地监控。
通过电解槽监控系统与自动化控制系统进行
很好地对接，可以对电解槽的实际运行状态进行实时地管理控制。
在控制室的电
子屏幕中可以实时地反馈出监控的参数信息、电解状态的具体数据、电解隐患的
预警等，并且通过企业的广播系统对外进行及时地宣告危险指数，确保在安全隐
患检测时可以第一时间进行管理控制。
4.整流系统
为了更好地提高电解铝生产的自动化水平，需要构建整流自动化系统，为电
解铝自动化控制提供可靠的保障。
我国电解铝企业中配置的整流电压都是220V
的相关整流设备，在整流自动化控制系统的运行下，可以有效地控制通信设备、
故障录波器、信息设备和PLC设备等，提高设备的运行质量与效率。
5.设备管理系统
在工业制铝生产的时候，为了确保各个设备可以安全稳定地运行，需要对电
解铝的生产设备进行很好地监测管理，如整流器、GIS开关、整流柜、电解槽等，通过监测管理可根据反馈的设备参数，合理地预测设备使用的寿命与工作效能。
在电解铝生产的过程中一旦发生了安全事故，不仅会对企业造成巨大的经济损失
且工作人员的人身安全也将受到一定的危害。
通过对生产设备进行很好地监测管理，可进行及时有效的预防处理，确保将安全隐患扼杀在萌芽状态下，从而有效
地保障电解铝生产的安全与质量。
在设备监测管理系统运行的过程中可快速地收
集相关设备的运行状态参数信息，通过对设备参数信息的量化处理，从而制定针
对性的设备维护管理方案，提高电解铝生产设备的可靠性与安全性。
6.安全系统
在电解铝生产的过程中安全管理系统发挥着重要的作用，安全管理系统渗透
到每一个生产环节和事故问题处理当中，在安全管理系统的运行下，进行事前、
事中、事后的全过程管理控制，确保电解铝生产工作的可靠性。
安全管理系统通
过对监测数据参数的分析计算，可以自动辨识危险源，并进行相关的处理和警告，可在第一时间控制相应的事故，避免危险事故的影响扩散，实现电解铝的局部保
护与事故隔离，降低事故带给企业的经济损失。
在电解铝生产的每一个环节与车
间都设计了闭环的安全控制系统，通过对每一个生产环节和槽间进行关联性的安
全管理控制，从而更好地发挥出安全管理系统的效能。
三、电解铝生产过程控制系统应用的效果与意义
系统的建设以实现集中监控为核心，进而优化生产管理、保障生产安全及提
升能源效率，推动电解铝行业可持续健康发展。
目前，天泰铝业公司采用本系统
进行技术升级并成功投运，在电解铝行业树立了良好的标杆示范作用。
完善了设备监测管理机制。
变压器、GIS、蓄电池、电解槽等设备已纳入在线状态监测和全寿命管理体系，并通过电解工区无线网络数据传输、电解槽况红外巡检测温分析等技术的研究验证，充分发挥了视频系统在生产领域的监视督导功能，实现了设备状态的动态展示、分析处理、统计优化与发布，以及系统的灵活调度、故障诊断与推理等，提升全厂的运行维护水平，提高生产工作效率。
健全了生产安全保障体系。
通过故障树指导分析、PID冗错和闭环控制的应用，运行维护人员可以直接获得故障根源，自动分析目前设备的运行情况，除有效地进行电流控制和有载开关的调节外，还可自动切除故障机组，避免机组带病工作，为运行维护带来了真正意义上的便捷，提高安全生产可靠性和劳动效率。
通过完善设备监测管理机制、健全生产安全保障体系实现电解整流综合自动化，可最大限度地提高供电质量，适时调控电解工艺参数，满足铝电解生产的需要，实现综合自动化可提高供电的可靠性，并为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据，减少故障次数，缩小事故范围，缩短事故时间。
假设采用综合自动化后，此类事故次数大大减少，设备在发生故障前隐患即可被发现，生产设备可以做到不停机不压负荷，每年170kA系列可减少停电损失300万元、压负荷损失45万元，300kA系列每年可减少停电损失320万元、压负荷损失50万元，公司每年可减少损失约700万元。
实现了生产管理模式创新。
通过细化监测点设置以及优化运行管理责权，使得生产、运行与管理的结合更加紧密，实现变故障检修为状态检修、变人工巡检为自动故障保修。
同时，变运维分离为运行一体，提高了劳动生产率。
结语：
综上，由于工业制铝的生产条件特殊，在工业制铝的过程中需要消耗大量的能源，且造成一定的污染。
因此，在我国电解铝企业发展的过程中为了更好地提高企业的核心竞争力，需要大力研发自动化控制系统，要科学合理的控制生产的能耗，需要研发电解铝的自动化控制系统，提高电解铝生产工艺的质量与安全，促进电解铝企业经济效益的提高。
参考文献：
[1]马晴，王云龙，李慧慧.基于在线采集的电解铝自动化控制设计[J].2018.
[2]李冰.基于在线计算机监测的电解铝电解过程监测系统设计[J].2018.。