電解鋁生產(chǎn)設(shè)備的智能化操控系統(tǒng)探析

王云靖

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的生活水平逐漸提高。現(xiàn)如今人們對于生活的標(biāo)準(zhǔn)和要求也越來越高，鋁作為人們生活中必不可少的生活材料其產(chǎn)出方式得到了全世界人民的高度關(guān)注。為了滿足社會(huì)對鋁材料的需求，我國電解鋁項(xiàng)目逐年增多，規(guī)模也在逐步擴(kuò)大。為此，電解鋁生產(chǎn)過程的安全性也需要得到相應(yīng)的提高。基于此，本文簡要介紹了電解鋁企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，并對其智能化操控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)探究其操控方法，以推進(jìn)電解鋁行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電解鋁;生產(chǎn)設(shè)備;智能化操控系統(tǒng);操控方法

引言

在社會(huì)的不斷變革下，我國電解鋁行業(yè)也得到了長足的發(fā)展。現(xiàn)如今我國電解鋁行業(yè)的相關(guān)部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。但在電解鋁生產(chǎn)智能化設(shè)備方面，我國水平依然較為落后。電解鋁智能化設(shè)備的各個(gè)系統(tǒng)由于其具有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過程中也是獨(dú)立的，我國在生產(chǎn)過程中，協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)相互配合和后期維護(hù)保養(yǎng)的能力依然有所不足，這就導(dǎo)致電解鋁智能化生產(chǎn)設(shè)備無法充分的發(fā)揮其原有功能，也間接的增加了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)效率不高的問題。

一、電解鋁企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)

目前，我國在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的形勢下各行各業(yè)也得到了巨大的進(jìn)步。其中工業(yè)、交通運(yùn)輸和建筑業(yè)以及電力傳輸都離不開鋁材料的應(yīng)用。而電解鋁作為鋁材料生產(chǎn)最重要的途徑之一在我國也得到了廣泛的關(guān)注?，F(xiàn)如今電解鋁企業(yè)如雨后春筍遍地開花，并且成長勢頭極為迅猛。

現(xiàn)就包頭鋁業(yè)有限公司進(jìn)行深入探析，發(fā)現(xiàn)在其生產(chǎn)過程中一直遵循著“成為鋁冶煉、鋁合金行業(yè)世界一流企業(yè)”的愿景，并且在生產(chǎn)中如下幾個(gè)特點(diǎn)：①生產(chǎn)鋁錠的過程具有連續(xù)性的特點(diǎn);②電解鋁企業(yè)由于其設(shè)備的特殊性一般無法熔煉其他金屬物質(zhì)，因此其具有產(chǎn)品單一的特點(diǎn);③作為電解鋁生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)設(shè)備一般造價(jià)較高，如果遇到故障停產(chǎn)將會(huì)給企業(yè)帶來巨大的損失。包頭鋁業(yè)有限公司是流程型生產(chǎn)企業(yè)，其一般具有較高的自動(dòng)化程度，因此在設(shè)備投入生產(chǎn)前需要對設(shè)備進(jìn)行全面檢測，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，并進(jìn)行聯(lián)動(dòng)測試，以防在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題影響企業(yè)的效益。④包頭鋁業(yè)有限公司已經(jīng)將環(huán)保新技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中，積極響應(yīng)了我國環(huán)保方針，為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

二、電解鋁智能化操控系統(tǒng)

智能化操控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息通訊技術(shù)等集合實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)是通過對算法的編程和設(shè)備的聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化控制的能力。智能化操控系統(tǒng)一般具有通過參數(shù)調(diào)節(jié)而到達(dá)產(chǎn)品質(zhì)量改變的特點(diǎn)。

在電解鋁企業(yè)當(dāng)中，電解鋁槽是必不可少的設(shè)備，其中一般會(huì)將電、磁場、熱能等能量進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，并且在其中電解質(zhì)也會(huì)出現(xiàn)物理和化學(xué)的變化。在電解鋁操控系統(tǒng)中，經(jīng)過人工周期性長時(shí)間作業(yè)，在無法測算的失誤積累上，電解鋁槽會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。槽電壓與槽電流是電解過程中最為主要的信號，通過該信號的監(jiān)測能夠避免大部分生產(chǎn)過程中的問題。如果需要進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，可以通過機(jī)械裝置調(diào)節(jié)極距、去除槽內(nèi)沉集余料等方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種方式也能夠改變電解質(zhì)中溶液的濃度。在生產(chǎn)過程中，無法有效進(jìn)行氧化鋁溶液的濃度測試，然而想要對其作出改變可以通過改變下料周期的方式進(jìn)行。在手動(dòng)控制方面，鋁電解槽具有變量難以控制、時(shí)間周期把握不準(zhǔn)等特性，從而造成一系列不確定的結(jié)果。而電解鋁智能化控制系統(tǒng)能夠有效的控制這些變量，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，已提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

三、智能化操控方法研究

現(xiàn)如今，我國電解鋁企業(yè)已經(jīng)開始準(zhǔn)備將智能化控制系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對電解鋁槽的精準(zhǔn)控制。

在系統(tǒng)的操控過程中，工作人員通過對子系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)的控制，以及對電解鋁槽狀態(tài)的監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的獨(dú)立且協(xié)調(diào)合作的運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁的高效生產(chǎn)。

3.1新型電解鋁槽監(jiān)測系統(tǒng)

電解鋁槽監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測得出的數(shù)據(jù)在精確程度上并不完善，從而在后續(xù)的生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)生產(chǎn)問題，造成企業(yè)的損失。為了解決這個(gè)問題，在電解鋁槽監(jiān)測系統(tǒng)中加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對專家只系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有獨(dú)立的知識庫構(gòu)建，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效的提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完全性，從而在一定程度上能夠提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電解鋁企業(yè)效益的提升。

3.2實(shí)時(shí)操控子系統(tǒng)

推理機(jī)作為實(shí)時(shí)操控子系統(tǒng)的重要組成部分在電解鋁企業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。推理機(jī)運(yùn)用的部分規(guī)則可以通過借助“ifthen”模糊產(chǎn)生式來展示，推理機(jī)使用的全部規(guī)則可以對規(guī)則集進(jìn)行分組，然后集中保存于規(guī)則庫里。這種庫通過自修復(fù)、情況分析、控制設(shè)

定值修正、以及下料和極距的控制因素組合而成的規(guī)則集。借助槽況的變化和控制模式的變化情況，電解槽可將輸入模糊變量所對應(yīng)的精確值的論域及輸出模糊變量所對應(yīng)的精確值論域進(jìn)行修訂，從而幫助在線自動(dòng)調(diào)整模糊專家控制器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)與靜態(tài)品質(zhì)目標(biāo)，并且保證效果與效率。

3.3在線仿真子系統(tǒng)

在線仿真子系統(tǒng)是一種利用物理場計(jì)算機(jī)仿真原理來實(shí)現(xiàn)對所有能收集和量化來的物理場變化的系統(tǒng)。該系統(tǒng)借助動(dòng)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型與物理場特征參數(shù)來求解，進(jìn)而利用二維動(dòng)態(tài)圖來形實(shí)現(xiàn)仿真效果的系統(tǒng)。此系統(tǒng)中最具價(jià)值的技術(shù)是槽內(nèi)的溫度分布及槽膛內(nèi)部形狀。

四、設(shè)備智能化系統(tǒng)操控下的包頭鋁業(yè)有限公司

現(xiàn)如今，包頭鋁業(yè)有限公司也隨著時(shí)代的進(jìn)步而大力發(fā)展著。包頭鋁業(yè)現(xiàn)如今圍繞“成為鋁冶煉、鋁合金行業(yè)世界一流企業(yè)”的愿景，以“一體兩翼”為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)目標(biāo)，堅(jiān)持“聚焦戰(zhàn)略、提升管理、改革創(chuàng)新、穩(wěn)健發(fā)展”的治企理念，以“對標(biāo)管理”為企業(yè)日常工作主線，以“適應(yīng)理念、轉(zhuǎn)變觀念、提升素質(zhì)”為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展支撐，努力突破制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸，持續(xù)推進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。并且在生產(chǎn)設(shè)備方面以管理水平，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。通過完善設(shè)備績效管理制度，開展“小改小革”、“技術(shù)創(chuàng)新”工作，對設(shè)備管理、檢修、維護(hù)過程中出現(xiàn)的“金點(diǎn)子”、“銀點(diǎn)子”，制定完善的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制;抓好“跑、冒、滴、漏”治理，從源頭遏制能耗問題，為我國的環(huán)保做出一定的貢獻(xiàn)。

五、結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今社會(huì)，鋁被廣泛應(yīng)用于我們生活中的方方面面。而電解鋁智能化操控系統(tǒng)在電解鋁行業(yè)又有著重要的作用。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，鋁錠生產(chǎn)企業(yè)通過對新型電解鋁槽監(jiān)測系統(tǒng)、實(shí)施控制系統(tǒng)、在線仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而達(dá)到企業(yè)發(fā)展的目的，進(jìn)而也能夠推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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