電解鋁生產設備的智能化操控系統探析

王云靖

摘要：隨著科學技術的不斷進步，人們的生活水平逐漸提高?，F如今人們對于生活的標準和要求也越來越高，鋁作為人們生活中必不可少的生活材料其產出方式得到了全世界人民的高度關注。為了滿足社會對鋁材料的需求，我國電解鋁項目逐年增多，規模也在逐步擴大。為此，電解鋁生產過程的安全性也需要得到相應的提高?；诖?，本文簡要介紹了電解鋁企業生產特點，并對其智能化操控系統進行詳細分析，同時探究其操控方法，以推進電解鋁行業的發展。

關鍵詞：電解鋁;生產設備;智能化操控系統;操控方法

引言

在社會的不斷變革下，我國電解鋁行業也得到了長足的發展?，F如今我國電解鋁行業的相關部分技術已經達到世界領先水平。但在電解鋁生產智能化設備方面，我國水平依然較為落后。電解鋁智能化設備的各個系統由于其具有獨立的結構，運行過程中也是獨立的，我國在生產過程中，協調各個系統相互配合和后期維護保養的能力依然有所不足，這就導致電解鋁智能化生產設備無法充分的發揮其原有功能，也間接的增加了工作人員的勞動強度、生產效率不高的問題。

一、電解鋁企業生產特點

目前，我國在經濟不斷發展的形勢下各行各業也得到了巨大的進步。其中工業、交通運輸和建筑業以及電力傳輸都離不開鋁材料的應用。而電解鋁作為鋁材料生產最重要的途徑之一在我國也得到了廣泛的關注?，F如今電解鋁企業如雨后春筍遍地開花，并且成長勢頭極為迅猛。

現就包頭鋁業有限公司進行深入探析，發現在其生產過程中一直遵循著“成為鋁冶煉、鋁合金行業世界一流企業”的愿景，并且在生產中如下幾個特點：①生產鋁錠的過程具有連續性的特點;②電解鋁企業由于其設備的特殊性一般無法熔煉其他金屬物質，因此其具有產品單一的特點;③作為電解鋁生產企業，其生產設備一般造價較高，如果遇到故障停產將會給企業帶來巨大的損失。包頭鋁業有限公司是流程型生產企業，其一般具有較高的自動化程度，因此在設備投入生產前需要對設備進行全面檢測，調節工藝參數，并進行聯動測試，以防在生產過程中出現問題影響企業的效益。④包頭鋁業有限公司已經將環保新技術應用于生產當中，積極響應了我國環保方針，為環保事業做出貢獻。

二、電解鋁智能化操控系統

智能化操控系統是以計算機技術、網絡技術、信息通訊技術等集合實現的。該系統是通過對算法的編程和設備的聯動來實現自動智能化控制的能力。智能化操控系統一般具有通過參數調節而到達產品質量改變的特點。

在電解鋁企業當中，電解鋁槽是必不可少的設備，其中一般會將電、磁場、熱能等能量進行相互轉換，并且在其中電解質也會出現物理和化學的變化。在電解鋁操控系統中，經過人工周期性長時間作業，在無法測算的失誤積累上，電解鋁槽會出現各種各樣的問題。槽電壓與槽電流是電解過程中最為主要的信號，通過該信號的監測能夠避免大部分生產過程中的問題。如果需要進行電壓調節，可以通過機械裝置調節極距、去除槽內沉集余料等方式來進行調節，這種方式也能夠改變電解質中溶液的濃度。在生產過程中，無法有效進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行。在手動控制方面，鋁電解槽具有變量難以控制、時間周期把握不準等特性，從而造成一系列不確定的結果。而電解鋁智能化控制系統能夠有效的控制這些變量，從而提高產品質量的穩定性，已提高企業的經濟效益。

三、智能化操控方法研究

現如今，我國電解鋁企業已經開始準備將智能化控制系統應用于實際生產過程中。該系統的應用能夠實現對電解鋁槽的精準控制。

在系統的操控過程中，工作人員通過對子系統、動態仿真系統的控制，以及對電解鋁槽狀態的監測，從而實現系統的獨立且協調合作的運行，進而實現鋁的高效生產。

3.1新型電解鋁槽監測系統

電解鋁槽監測系統監測得出的數據在精確程度上并不完善，從而在后續的生產過程中可能出現生產問題，造成企業的損失。為了解決這個問題，在電解鋁槽監測系統中加入神經網絡技術對專家只系統，該系統具有獨立的知識庫構建，通過該系統的應用，能夠有效的提升監測數據的準確性和完全性，從而在一定程度上能夠提高產量和產品質量，進而實現電解鋁企業效益的提升。

3.2實時操控子系統

推理機作為實時操控子系統的重要組成部分在電解鋁企業中也得到了廣泛的應用。推理機運用的部分規則可以通過借助“ifthen”模糊產生式來展示，推理機使用的全部規則可以對規則集進行分組，然后集中保存于規則庫里。這種庫通過自修復、情況分析、控制設

定值修正、以及下料和極距的控制因素組合而成的規則集。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的精確值的論域及輸出模糊變量所對應的精確值論域進行修訂，從而幫助在線自動調整模糊專家控制器實現動態與靜態品質目標，并且保證效果與效率。

3.3在線仿真子系統

在線仿真子系統是一種利用物理場計算機仿真原理來實現對所有能收集和量化來的物理場變化的系統。該系統借助動態仿真數學模型與物理場特征參數來求解，進而利用二維動態圖來形實現仿真效果的系統。此系統中最具價值的技術是槽內的溫度分布及槽膛內部形狀。

四、設備智能化系統操控下的包頭鋁業有限公司

現如今，包頭鋁業有限公司也隨著時代的進步而大力發展著。包頭鋁業現如今圍繞“成為鋁冶煉、鋁合金行業世界一流企業”的愿景，以“一體兩翼”為優化產業結構目標，堅持“聚焦戰略、提升管理、改革創新、穩健發展”的治企理念，以“對標管理”為企業日常工作主線，以“適應理念、轉變觀念、提升素質”為企業高質量發展支撐，努力突破制約企業發展的瓶頸，持續推進企業高質量發展。并且在生產設備方面以管理水平，提高設備的運行效率。通過完善設備績效管理制度，開展“小改小革”、“技術創新”工作，對設備管理、檢修、維護過程中出現的“金點子”、“銀點子”，制定完善的獎勵機制;抓好“跑、冒、滴、漏”治理，從源頭遏制能耗問題，為我國的環保做出一定的貢獻。

五、結語

綜上所述，在當今社會，鋁被廣泛應用于我們生活中的方方面面。而電解鋁智能化操控系統在電解鋁行業又有著重要的作用。在實際生產過程中，鋁錠生產企業通過對新型電解鋁槽監測系統、實施控制系統、在線仿真技術的應用能夠有效的提升企業的生產效率，從而達到企業發展的目的，進而也能夠推動社會經濟的可持續發展。

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