[发明专利]一种铝电解槽生产智能控制系统

说明书

本发明公开了一种铝电解槽生产智能控制系统，控制系统通过在线测量电压、电流、噪声值、过欠比的数据与离线输入槽温、分子比、温度趋势的数据进行综合分析，结合炉膛类型识别模块的炉堂类型识别，并配合氧化铝浓度识别模块和过热度识别模块识别出电解槽的氧化铝浓度和过热度，将氧化铝浓度和过热度作为反馈，采用双轨迹氧化铝浓度控制模块、多模式ALF₃浓度控制模块、多级噪声控制模块实现电解槽氧化铝浓度、氟化铝浓度、过热度、噪声值、电压平衡的智能化控。本发明控制精度高，可靠性高；能量平衡和物料平衡同时检测和控制，提高氧化铝浓度控制准确性，提高了电流效率；自动控制，确保生产效率稳定性，降低劳动强度，提高全厂生产效率。

技术领域

本发明属于电解槽生产智能控制系统技术领域，涉及一种铝电解槽生产智能控制系统。

背景技术

随着铝电解生产要求的越来越高，传统单一的物料平衡控制已经无法满足高效低耗的生产要求，主要有以下原因：1、氧化铝在电解质中的溶解性随着过热度的变化而变化，当过热度过低时，氧化铝溶解性变差，电压曲线无法反应真实的氧化铝浓度趋势，导致氧化铝浓度控制失真；2、传统物料平衡控制输入参数单一，缺乏对铝电解生产过程中各个参数进行综合评判，无法做到精确控制；3、没有区域物料平衡控制。随着电解槽电流强度增大，电解槽的体积亦随之增大，局部物料不平衡现象随之增多，需要对电解槽不同区域采取不同控制策略。基于以上因素，急需一种新的方法来满足铝电解生产精确控制要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种铝电解槽生产智能控制系统，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明采取的技术方案为：一种铝电解槽生产智能控制系统，包括氧化铝浓度识别模块、过热度识别模块、双轨迹氧化铝浓度控制模块、多模式ALF₃浓度控制模块、多级噪声控制模块和炉膛类型识别模块，控制系统在建立铝电解槽“静态平衡参数”和“电流效率”最佳关系的基础上，实现铝电解槽生产过程中“动态平衡”关键参数的智能化控制，即通过在线测量电压、电流、噪声值、过欠比的数据与离线输入槽温、分子比、温度趋势的数据进行综合分析，结合炉膛类型识别模块的炉堂类型识别，并配合氧化铝浓度识别模块和过热度识别模块识别出电解槽的氧化铝浓度和过热度，将氧化铝浓度和过热度作为反馈，采用双轨迹氧化铝浓度控制模块、多模式ALF₃浓度控制模块、多级噪声控制模块实现电解槽“氧化铝浓度”、“氟化铝浓度”、“过热度（多模式ALF₃添加控制模块和多级噪声控制模块共同控制）”、“噪声值”、“电压平衡（多级噪声控制模块控制）”的智能化控。

氧化铝浓度识别模块的实现方法为：识别氧化铝浓度所在区间，以便采取相应的控制方法来调整氧化铝浓度，确保氧化铝浓度在目标控制区间；具体方法是采用先欠加工（少下氧化铝）、再过加工（多下氧化铝）来识别浓度区间，若欠加工阶段电阻上升且过加工阶段电阻下降，表明氧化铝浓度在U形曲线左半区，即目标控制区间，反之，若欠加工阶段电阻下降或过加工阶段电阻上升，则表明氧化铝浓度在U形曲线右半区，即高浓度区。

过热度识别模块的实现方法为：识别电解槽过热度区间，以便通过多模式ALF₃加料控制模块和多级噪声控制模块来调整电解槽过热度，确保电解槽能量收支平衡，具体方法为：通过在线采集电压、电流、噪声值与电压偏离的数据与离线输入槽温，分子比、温度趋势的数据来综合识别电解槽的过热度，根据识别出来的过热度将电解槽分为高温热槽、热槽、正常槽、冷槽、低温冷槽和阴阳槽（高温冷槽、低温热槽）；若槽温比设定目标温度低5℃以上且噪声值高于设定目标噪声值且电压偏离目标电压50毫伏以上，则判断为低温冷槽；槽温比设定目标温度低3℃以上且噪声值高于设定目标噪声值，则判断为冷槽；槽温在设定目标温度正负3℃之内且噪声值低于设定目标噪声值且电压偏离小于20毫伏，则判断为正常槽；槽温比设定目标温度高3℃以上且噪声值低于设定目标噪声值，则判断为热槽；槽温比设定目标温度高5℃以上且噪声值低于设定目标噪声值且电压偏离值小于20毫伏，则判断为高温热槽；槽温高且噪声值高或者槽温低且噪声值低的槽判断为阴阳槽。