电解铝生产过程控制系统的研究和应用

2022-03-27 00:08张志鹏
科学与生活 2022年2期
关键词:电解铝生产过程控制系统

张志鹏

摘要:由于工业制铝的生产条件特殊,在工業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。

关键词:电解铝、生产过程、控制系统、研究、应用

1系统架构

在电解铝生产过程当中,对控制系统进行研究和应用有着十分重要的作用,因此,研究系统架构的现实意义十分重大。电解铝生产过程当中的控制系统应该以安全运行生产为目的,在这样的基础上进行整体设计,从而令控制系统能够满足安全性、可靠性和实用性的要求,在电解铝生产的过程当中建立面向全局、开放式、分层分布的控制系统,从而能够有效地对电解与生产过程进行优化。

电解铝生产过程当中控制系统的收集等系统信息应该实行信息共享,对生产信息和设备状态也应该进行数据分析处理;如果出现了一些安全问题,那么要有安全保障机制来兜底;另外,在生产过程当中可能会出现能源消耗的现象,那么采取有效的措施减少能源消耗的现象有着十分重要的意义,能够令能源指标合理优化,所以在电解铝生产过程当中,针对控制系统的系统架构进行研究,有利于令设备管理水平得到提升,达到安全运行生产的目的。

2系统功能及软件设计

电解铝生产过程控制系统应该按照四大功能体系来进行设计规划,这四大功能体系分别是生产运行自动化、设备状态监测与全寿命管理、生产安全保障、能耗与节能管理。

生产运行自动化是指在电解铝生产过程当中对所需要的一系列设备和信息都进行生产运行的全面监控。

设备状态监测与全寿命管理,指的是在综合自动化系统平台上,将设备状态监测功能与设备全寿命管理等高级的应用进行融合,从而令设备管理功能得到提升,不断促进系统管理能力的提高,令设备的全寿命管理得到理论方面的知识和实践方面的基础。

生产安全保障主要指的是在电解铝生产过程当中,能够提高生产运行的安全性和可靠性,在运行的过程当中,运行系统可以进行自动防护,在事故发生之前,可以进行预测与告警;在事故发生之后,可以对事故进行追溯和繁衍。所以在电解铝生产过程控制系统发展的过程当中,生产安全保障能够对生产设备提供坚持控制及管理功能,同时也能够采取全面可靠的安全保障措施,不断促进电解铝生产过程控制系统的发展。

能耗与节能管理指的是在铝厂扩大电解铝产能的过程当中,能够对能源进行合理科学的计划和利用控制电解槽的能源消耗情况,真正的做到节约能源,从而令电解铝生产过程当中的经济效益得到提高。

3电解铝生产过程控制系统的研究

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

3.6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。

结束语:在电解铝行业建立以控制对象为基础的系统架构和模型,提升企业的生产过程自动化水平,改善工作环境和劳动强度;建立以设备管理为核心的监测和评估机制,引进设备状态可靠性预测机制,对电解铝生产运行设备实际使用寿命进行预测和评估;建立以生产安全为目的的防护和保障体系,制定科学、合理的安全生产防护机制,促进企业生产经营的稳定、有序;建立以节能增效为目标的管理和创新体系,引进生产流程优化理念,提高工作质量和效率、降低生产成本、节约能源消耗。

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].中国锰业,2018,3601:130-133.

[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].中国锰业,2018,3603:155-158.

[3]唐秀茂.探析电解铝生产设备的智能化操控系统[J].低碳世界,2018,185(11):292-293.

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