一、電解鋁企業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)狀和不足

 

1.電解鋁企業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)狀

 

20世紀(jì)50年代，我國(guó)就開(kāi)始引進(jìn)有色冶金工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，目前我國(guó)鋁企自動(dòng)化設(shè)備的覆蓋率較高。一般而言，全廠自動(dòng)化系統(tǒng)包括電解槽控系統(tǒng)、車(chē)間PLC控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)，均通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)接入到全廠控制中心。

 

2.電解鋁企業(yè)自動(dòng)化不足

 

配電所未配備智能化電氣設(shè)備，沒(méi)有搭建智能化配電系統(tǒng)，電氣巡檢人員多，用電故障排查不及時(shí)，電網(wǎng)高低峰電價(jià)、負(fù)荷及電解槽的信息協(xié)同優(yōu)化沒(méi)有開(kāi)展。重要工藝設(shè)備儀表測(cè)點(diǎn)缺乏冗余，當(dāng)儀表?yè)p壞或受干擾時(shí)無(wú)法提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。某些鋁企的槽控箱為90年代產(chǎn)品，在高磁場(chǎng)、高電流的作用下，扛干擾能力差。

 

此外，鋁電解情況復(fù)雜，受出鋁、效應(yīng)等因素影響，現(xiàn)場(chǎng)需要技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富的工人進(jìn)行手動(dòng)調(diào)控，才能確保電解槽穩(wěn)定運(yùn)行。鋁企集團(tuán)總部與下屬分廠以及分廠各生產(chǎn)車(chē)間之間未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一信息平臺(tái)，不能有效發(fā)揮各廠及部門(mén)的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。

 

二、鋁企優(yōu)化措施

 

1.升級(jí)鋁企配電系統(tǒng)

 

首先設(shè)備升級(jí)，高壓開(kāi)關(guān)柜接地刀采用電動(dòng)設(shè)計(jì)，以便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)安裝攝像頭，當(dāng)電動(dòng)操作時(shí)，對(duì)柜內(nèi)電動(dòng)底盤(pán)車(chē)及接地刀進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)。廠用變壓器、低壓柜的進(jìn)線(xiàn)和各重要負(fù)荷出線(xiàn)配置具有通訊功能的多功能儀表，通過(guò)通訊管理機(jī)將各特性參數(shù)上傳至后臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測(cè)。

 

其次建立智能供配電管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化配電解決方案，結(jié)合云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析與服務(wù)，將配電系統(tǒng)中的智能設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)高效維護(hù)，保障配電運(yùn)行更加可靠，全方位改善配電系統(tǒng)。通過(guò)高速采集和處理所有智能配電設(shè)備（斷路器、變壓器、絕緣監(jiān)測(cè)、電容補(bǔ)償裝置）的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量管理、電氣資產(chǎn)管理和運(yùn)行維護(hù)管理。對(duì)過(guò)載、過(guò)溫、設(shè)備老化及電能質(zhì)量起到預(yù)警作用，縮短停電時(shí)間，減少停電次數(shù)并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接口與供電公司信息對(duì)接，優(yōu)化排產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)*低電價(jià)。

 

2.提升鋁企工藝設(shè)備的傳感器配置

 

（1）對(duì)于核心工藝設(shè)備配置冗余智能型傳感器，傳感器能夠自動(dòng)篩選有效的數(shù)據(jù)并初步加工，降低控制中心自動(dòng)化系統(tǒng)的負(fù)荷壓力。

 

（2）采用冗余配置，故障狀態(tài)下能夠選擇自動(dòng)切換至備用部件，避免設(shè)備故障引起工藝流程的中斷，從而保障生產(chǎn)安全可靠性。

 

3.選用智能模糊控制槽控機(jī)

 

電解槽控機(jī)之間通過(guò)CAN總線(xiàn)連接，槽控機(jī)硬件以16位工業(yè)級(jí)CPU為控制核心，箱內(nèi)集成知名廠家元器件，硬件系統(tǒng)具有靈活的模塊插拔功能。軟件系統(tǒng)具有專(zhuān)家模糊控制和槽況專(zhuān)家診斷等功能。專(zhuān)家模糊控制由推理機(jī)和模糊控制共同完成，推理機(jī)主要實(shí)現(xiàn)槽況分析、系統(tǒng)工作點(diǎn)和控制器性能的自調(diào)整等功能，而模糊控制則是完成下料速率調(diào)節(jié)和級(jí)距調(diào)節(jié)。

 

槽況專(zhuān)家診斷采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，監(jiān)視和控制槽況的變化趨勢(shì)，自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)入所需數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，之后進(jìn)行診斷并形成控制決策。智能模糊控制槽控機(jī)將現(xiàn)有的以單槽為單位的實(shí)時(shí)在線(xiàn)優(yōu)化方法升級(jí)為以整系列為單位的全局優(yōu)化措施，并以標(biāo)準(zhǔn)化為手段，通過(guò)降低外圍因素的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)指標(biāo)在不同時(shí)間、不同電解槽上的可復(fù)制性，實(shí)現(xiàn)對(duì)電解全方位管理，達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

 

4.建立完善的鋁企智能化平臺(tái)

 

智能化鋁企需搭建一套完善的工業(yè)化和信息化綜合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，一級(jí)平臺(tái)為集團(tuán)的ERP系統(tǒng)，通過(guò)云服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各分廠的數(shù)據(jù)交換和共享。二級(jí)平臺(tái)包括信息展示、智能槽控系統(tǒng)、能源管理、專(zhuān)家決策、數(shù)據(jù)模型、生產(chǎn)管控、巡檢管理、智能工廠數(shù)據(jù)庫(kù)等；三級(jí)平臺(tái)包括電力系統(tǒng)管理、安防管理、智能網(wǎng)關(guān)、工控管理、辦公網(wǎng)絡(luò)、傳感器、工藝智能化設(shè)備等，此平臺(tái)的建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)智能化和管理智能化。

 

工業(yè)自動(dòng)化與智能化是我國(guó)傳統(tǒng)電解鋁行業(yè)向世界 領(lǐng)先水平邁進(jìn)的一大戰(zhàn)略需求，大型電解鋁企業(yè)的發(fā)展方向轉(zhuǎn)向了綜合性能與智能化的提高，鋁企智能化建設(shè)離不開(kāi)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，即使實(shí)現(xiàn)管、控、決策、物流等全面智能化之路任重道遠(yuǎn)，鋁企也應(yīng)多加重視并探索。