工業(yè)鋁電解槽溫度監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)

1、工業(yè)鋁電解槽槽況監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)工業(yè)鋁電解槽槽況監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)北方工業(yè)大學(xué)北方工業(yè)大學(xué)二二九年七月九年七月交流內(nèi)容項(xiàng)目背景項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容和實(shí)施效果結(jié)論與建議項(xiàng)目背景電解過(guò)程參數(shù)鋁電解過(guò)程的技術(shù)參數(shù)是生產(chǎn)的技術(shù)規(guī)范，是鋁電解生產(chǎn)過(guò)程管理的主要內(nèi)容。電解過(guò)程的主要技術(shù)參數(shù)包括系列電流強(qiáng)度、槽工作電壓、氧化鋁濃度、極距、電解質(zhì)溫度、電解質(zhì)成分、兩水平、電流分布、陰極壓降、陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)等，它們之間既互相影響又相互制約。其中一項(xiàng)參數(shù)改變其他各項(xiàng)參數(shù)也必須做出相應(yīng)的改變，才能使電解槽生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行。電解參數(shù)的監(jiān)測(cè)是鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中主要的操作任務(wù)之一。系列電流強(qiáng)度、槽工作電壓是在線監(jiān)測(cè)，是當(dāng)前進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的主要

2、依據(jù)。氧化鋁濃度、極距不能直接測(cè)量，根據(jù)槽電壓的變化來(lái)確定，是生產(chǎn)自動(dòng)控制的主要目標(biāo)。電解質(zhì)成分如分子比，一般用取樣方法測(cè)量。電解質(zhì)溫度用K型鎧裝熱電偶和溫度表測(cè)量；兩水平用鋼釬插入電解槽后根據(jù)腐蝕和電解質(zhì)結(jié)巴痕跡測(cè)量；陽(yáng)極電流和陰極電流分布利用萬(wàn)用電表測(cè)量等距壓降來(lái)；槽殼溫度采用便攜式紅外測(cè)溫儀測(cè)量。測(cè)量現(xiàn)狀電解溫度、兩水平、電流分布、槽殼溫度等參數(shù)測(cè)量方式原始、技術(shù)簡(jiǎn)單。兩水平的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量過(guò)程測(cè)量數(shù)據(jù)的處理手段落后-技術(shù)技術(shù)人員在工區(qū)辦公室重新謄抄測(cè)量數(shù)據(jù)，再錄入到計(jì)算機(jī)中。其他工作人員專(zhuān)門(mén)進(jìn)行記錄其他工作人員專(zhuān)門(mén)進(jìn)行記錄將測(cè)量數(shù)據(jù)謄抄到專(zhuān)門(mén)報(bào)表將測(cè)量數(shù)據(jù)謄抄到專(zhuān)門(mén)報(bào)表技術(shù)主管分析報(bào)表，查看

3、數(shù)據(jù)變化，判斷槽況，查找技術(shù)主管分析報(bào)表，查看數(shù)據(jù)變化，判斷槽況，查找電解槽破損隱患等電解槽破損隱患等工作人員手持測(cè)量?jī)x表在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量參數(shù)工作人員手持測(cè)量?jī)x表在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量參數(shù)將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)的將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)的ExcelExcel工作表中工作表中工作人員利用工作人員利用ExcelExcel對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制圖表繪制圖表打印報(bào)表打印報(bào)表/ /圖表，送技術(shù)主管圖表，送技術(shù)主管現(xiàn)行工作模式存在的問(wèn)題與不足兩人或兩人以上操作，效率低，成本高。存在數(shù)據(jù)讀取、記錄、謄抄、輸入等多個(gè)環(huán)節(jié)，容易發(fā)生錯(cuò)誤。使用Excel分析，步驟繁多，速度慢，并要求操作者熟悉Excel。當(dāng)前方法沒(méi)有充分利用測(cè)量參

4、數(shù)進(jìn)行電解槽的控制、分析和管理。浪費(fèi)寶貴的人力資源。項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容和效果開(kāi)發(fā)了電解槽槽況監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)紅外測(cè)溫傳感器技術(shù)熱電偶測(cè)溫傳感器技術(shù)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基于ASP和ASP.NET的Web數(shù)據(jù)分析技術(shù)研制新的智能測(cè)量?jī)x器儀表集成利用傳感器、嵌入式微處理器、通信技術(shù)，開(kāi)發(fā)智能測(cè)量?jī)x器儀表。實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)：在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)上，增加自動(dòng)記錄槽號(hào)、測(cè)量位置、測(cè)量時(shí)間和測(cè)量數(shù)據(jù)的功能。在不改變當(dāng)前測(cè)量方式和傳感器的情況下，解決當(dāng)前測(cè)量準(zhǔn)確性和測(cè)量效率不高的問(wèn)題。將多個(gè)參數(shù)測(cè)量功能集成在一個(gè)便攜式測(cè)試儀器中。研發(fā)了便攜智能測(cè)溫槍利用紅外測(cè)溫方法測(cè)量槽殼溫度；連接K型熱

5、電偶測(cè)量電解質(zhì)溫度。研發(fā)了便攜智能電壓-溫度測(cè)量?jī)x可以測(cè)量陽(yáng)極電流分布、陰極電流分布、槽底壓降、卡具壓降；連接K型熱電偶測(cè)量電解質(zhì)溫度；通過(guò)無(wú)線接口實(shí)時(shí)傳送測(cè)量數(shù)據(jù)。使用測(cè)溫槍測(cè)量槽殼溫度使用測(cè)溫槍測(cè)量電解溫度開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口程序解決手工轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)效率低、容易出錯(cuò)的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)能將測(cè)量?jī)x表與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)USB接口進(jìn)行通訊的軟件。讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)定義測(cè)試任務(wù)并保存到測(cè)量?jī)x表中。通過(guò)無(wú)線或USB接口讀取測(cè)量?jī)x表中的測(cè)量數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)表中。自動(dòng)判斷連接的測(cè)溫儀、電壓-溫度測(cè)量?jī)x，接口軟件顯示對(duì)應(yīng)的功能和界面。與測(cè)溫儀連接的數(shù)據(jù)接口軟件界面與電壓-溫度測(cè)量?jī)x連接的數(shù)據(jù)接口軟件界面接口軟件將測(cè)溫槍數(shù)據(jù)保存到

6、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)分析軟件解決數(shù)據(jù)分析的手工方式，開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)圖表和多維、多層次的分析軟件。采用B/S結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基于因特網(wǎng)和瀏覽器模式管理和分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理：完成數(shù)據(jù)庫(kù)中電解槽、測(cè)量位置、測(cè)試任務(wù)及順序、測(cè)量點(diǎn)臨界值等數(shù)據(jù)信息的添加、編輯和刪除。以Flash動(dòng)畫(huà)圖表直觀分析各測(cè)量面的溫度分布、各測(cè)量點(diǎn)的歷史變化。以O(shè)WC的數(shù)據(jù)透視表和透視圖方式，在時(shí)間維度上以年/季度/月/日/時(shí)/分的層次、在測(cè)量位置維度上以車(chē)間/工區(qū)/槽號(hào)/測(cè)量面/測(cè)量點(diǎn)的層次來(lái)分析展示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)篩選、排序和平均、總和、均方差、計(jì)數(shù)等多種匯總計(jì)算，報(bào)表的定義和讀取，圖表類(lèi)型轉(zhuǎn)換，多種趨勢(shì)分析，圖表輸出等等。分析軟件

7、主界面在一個(gè)頁(yè)面分析溫度分布和歷史變化A面和B面的溫度分布出鋁端和煙道端的溫度分布槽底溫度溫度分布關(guān)鍵點(diǎn)的溫度變化歷史曲線通過(guò)友好的界面查詢(xún)數(shù)據(jù)并以列表方式顯示，可以方便進(jìn)行初步分析預(yù)定義數(shù)據(jù)透視表格式分析溫度切換為圖表方式分析數(shù)據(jù)不同電解槽的對(duì)比分析結(jié)論與建議1、研制了具有存儲(chǔ)功能的新型便攜智能測(cè)量?jī)x表，既能夠測(cè)量和記錄電解溫度、槽殼溫度、電流分布數(shù)據(jù)等，大幅提高測(cè)量效率和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2、開(kāi)發(fā)了C/S構(gòu)架的數(shù)據(jù)接口軟件，利用USB與無(wú)線接口實(shí)現(xiàn)便攜智能測(cè)量?jī)x表和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換，取消了數(shù)據(jù)錄入過(guò)程，避免了數(shù)據(jù)錄入過(guò)程產(chǎn)生錯(cuò)誤。3、開(kāi)發(fā)了B/S構(gòu)架的數(shù)據(jù)分析軟件，以透視表和圖表形

8、式實(shí)時(shí)直觀查詢(xún)和分析數(shù)據(jù)，為及時(shí)判斷電解槽的運(yùn)行狀況和預(yù)報(bào)槽殼的早期破損提供依據(jù)。4、系統(tǒng)已成功應(yīng)用在中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司連城分公司，山西華圣鋁業(yè)有限責(zé)任公司、江蘇大屯鋁業(yè)有限公司。5、項(xiàng)目成果申報(bào)了四項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利（已授權(quán)兩項(xiàng)）、四項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利（全部授權(quán)）：ZL200610137608.4一種可在智能紅外測(cè)溫槍上同時(shí)顯示多方面信息的方法。ZL200610145560.1 一種利用計(jì)算機(jī)對(duì)智能紅外測(cè)溫槍的操作進(jìn)行控制的方法。CN200610161853.9 一種利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)鋁電解槽槽殼溫度的方法。CN200810118085.8 一種利用測(cè)溫槍控制數(shù)據(jù)接口程序的方法ZL200620148251.5，智能紅外測(cè)溫槍。ZL200820109903.3，一種測(cè)溫槍。ZL200820109901.4，電解槽陽(yáng)極母線電流測(cè)量?jī)x。ZL200820109902.9,電壓降測(cè)量裝置。6、改變了鋁電解參數(shù)測(cè)量和分析的模式7、系統(tǒng)提供了一個(gè)基礎(chǔ)的、完全開(kāi)放的研究平臺(tái)，可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)兩水平測(cè)量?jī)x器和圖表分析，結(jié)合其他參數(shù)變化開(kāi)發(fā)分析電