工業(yè)鋁電解槽溫度監(jiān)測與分析系統(tǒng)

1、工業(yè)鋁電解槽槽況監(jiān)測與分析系統(tǒng)工業(yè)鋁電解槽槽況監(jiān)測與分析系統(tǒng)北方工業(yè)大學北方工業(yè)大學二二九年七月九年七月交流內(nèi)容項目背景項目實施內(nèi)容和實施效果結(jié)論與建議項目背景電解過程參數(shù)鋁電解過程的技術參數(shù)是生產(chǎn)的技術規(guī)范，是鋁電解生產(chǎn)過程管理的主要內(nèi)容。電解過程的主要技術參數(shù)包括系列電流強度、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、陽極效應系數(shù)等，它們之間既互相影響又相互制約。其中一項參數(shù)改變其他各項參數(shù)也必須做出相應的改變，才能使電解槽生產(chǎn)穩(wěn)定進行。電解參數(shù)的監(jiān)測是鋁電解生產(chǎn)過程中主要的操作任務之一。系列電流強度、槽工作電壓是在線監(jiān)測，是當前進行計算機控制的主要

2、依據(jù)。氧化鋁濃度、極距不能直接測量，根據(jù)槽電壓的變化來確定，是生產(chǎn)自動控制的主要目標。電解質(zhì)成分如分子比，一般用取樣方法測量。電解質(zhì)溫度用K型鎧裝熱電偶和溫度表測量；兩水平用鋼釬插入電解槽后根據(jù)腐蝕和電解質(zhì)結(jié)巴痕跡測量；陽極電流和陰極電流分布利用萬用電表測量等距壓降來；槽殼溫度采用便攜式紅外測溫儀測量。測量現(xiàn)狀電解溫度、兩水平、電流分布、槽殼溫度等參數(shù)測量方式原始、技術簡單。兩水平的現(xiàn)場測量過程測量數(shù)據(jù)的處理手段落后-技術技術人員在工區(qū)辦公室重新謄抄測量數(shù)據(jù)，再錄入到計算機中。其他工作人員專門進行記錄其他工作人員專門進行記錄將測量數(shù)據(jù)謄抄到專門報表將測量數(shù)據(jù)謄抄到專門報表技術主管分析報表，查看

3、數(shù)據(jù)變化，判斷槽況，查找技術主管分析報表，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量儀表在現(xiàn)場測量參數(shù)工作人員手持測量儀表在現(xiàn)場測量參數(shù)將測量數(shù)據(jù)輸入到計算機的將測量數(shù)據(jù)輸入到計算機的ExcelExcel工作表中工作表中工作人員利用工作人員利用ExcelExcel對測量數(shù)據(jù)對測量數(shù)據(jù)繪制圖表繪制圖表打印報表打印報表/ /圖表，送技術主管圖表，送技術主管現(xiàn)行工作模式存在的問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、輸入等多個環(huán)節(jié)，容易發(fā)生錯誤。使用Excel分析，步驟繁多，速度慢，并要求操作者熟悉Excel。當前方法沒有充分利用測量參

4、數(shù)進行電解槽的控制、分析和管理。浪費寶貴的人力資源。項目實施內(nèi)容和效果開發(fā)了電解槽槽況監(jiān)測與分析系統(tǒng) 紅外測溫傳感器技術 熱電偶測溫傳感器技術 嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲技術 通信技術 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術 基于ASP和ASP.NET的Web數(shù)據(jù)分析技術研制新的智能測量儀器儀表集成利用傳感器、嵌入式微處理器、通信技術，開發(fā)智能測量儀器儀表。實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的自動存儲：在實現(xiàn)準確測量的基礎上，增加自動記錄槽號、測量位置、測量時間和測量數(shù)據(jù)的功能。在不改變當前測量方式和傳感器的情況下，解決當前測量準確性和測量效率不高的問題。將多個參數(shù)測量功能集成在一個便攜式測試儀器中。研發(fā)了便攜智能測溫槍利用紅外測溫方法測量槽殼溫度

5、；連接K型熱電偶測量電解質(zhì)溫度。研發(fā)了便攜智能電壓-溫度測量儀可以測量陽極電流分布、陰極電流分布、槽底壓降、卡具壓降；連接K型熱電偶測量電解質(zhì)溫度；通過無線接口實時傳送測量數(shù)據(jù)。使用測溫槍測量槽殼溫度使用測溫槍測量電解溫度開發(fā)數(shù)據(jù)接口程序解決手工轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)效率低、容易出錯的問題，開發(fā)能將測量儀表與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫通過USB接口進行通訊的軟件。讀取數(shù)據(jù)庫中預定義測試任務并保存到測量儀表中。通過無線或USB接口讀取測量儀表中的測量數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)庫表中。自動判斷連接的測溫儀、電壓-溫度測量儀，接口軟件顯示對應的功能和界面。與測溫儀連接的數(shù)據(jù)接口軟件界面與電壓-溫度測量儀連接的數(shù)據(jù)接口軟件界面接口軟件將測溫

6、槍數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫開發(fā)了數(shù)據(jù)分析軟件解決數(shù)據(jù)分析的手工方式，開發(fā)實現(xiàn)圖表和多維、多層次的分析軟件。采用B/S結(jié)構，實現(xiàn)基于因特網(wǎng)和瀏覽器模式管理和分析數(shù)據(jù)庫中的測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理：完成數(shù)據(jù)庫中電解槽、測量位置、測試任務及順序、測量點臨界值等數(shù)據(jù)信息的添加、編輯和刪除。以Flash動畫圖表直觀分析各測量面的溫度分布、各測量點的歷史變化。以OWC的數(shù)據(jù)透視表和透視圖方式，在時間維度上以年/季度/月/日/時/分的層次、在測量位置維度上以車間/工區(qū)/槽號/測量面/測量點的層次來分析展示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)篩選、排序和平均、總和、均方差、計數(shù)等多種匯總計算，報表的定義和讀取，圖表類型轉(zhuǎn)換，多種趨勢分析，圖表輸出等

7、等。分析軟件主界面在一個頁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鍵點的溫度變化歷史曲線通過友好的界面查詢數(shù)據(jù)并以列表方式顯示，可以方便進行初步分析預定義數(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)不同電解槽的對比分析結(jié)論與建議1、研制了具有存儲功能的新型便攜智能測量儀表，既能夠測量和記錄電解溫度、槽殼溫度、電流分布數(shù)據(jù)等，大幅提高測量效率和測量數(shù)據(jù)的準確性。2、開發(fā)了C/S構架的數(shù)據(jù)接口軟件，利用USB與無線接口實現(xiàn)便攜智能測量儀表和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換，取消了數(shù)據(jù)錄入過程，避免了數(shù)據(jù)錄入過程產(chǎn)生錯誤。3、開發(fā)了B/S構架的數(shù)據(jù)分析軟件，以透

8、視表和圖表形式實時直觀查詢和分析數(shù)據(jù)，為及時判斷電解槽的運行狀況和預報槽殼的早期破損提供依據(jù)。4、系統(tǒng)已成功應用在中國鋁業(yè)股份有限公司連城分公司，山西華圣鋁業(yè)有限責任公司、江蘇大屯鋁業(yè)有限公司。5、項目成果申報了四項發(fā)明專利（已授權兩項）、四項實用新型專利（全部授權）：ZL200610137608.4一種可在智能紅外測溫槍上同時顯示多方面信息的方法。ZL200610145560.1 一種利用計算機對智能紅外測溫槍的操作進行控制的方法。CN200610161853.9 一種利用計算機遠程監(jiān)測鋁電解槽槽殼溫度的方法。CN200810118085.8 一種利用測溫槍控制數(shù)據(jù)接口程序的方法ZL200620148251.5，智能紅外測溫槍。ZL200820109903.3，一種測溫槍。ZL200820109901.4，電解槽陽極母線電流測量儀。ZL200820109902.9,電壓降測量裝置。6、改變了鋁電解參數(shù)測量和分析的模式7、系統(tǒng)提供了一個基礎的、完全開放的研究平臺，可以進一步開發(fā)兩水平測量儀器和圖表分析，結(jié)合其他參數(shù)變化開發(fā)分析