我國電解鋁企業自動化現狀和優化措施

 

一、電解鋁企業自動化現狀和不足

 

1.電解鋁企業自動化現狀

 

20世紀50年代，我國就開始引進有色冶金工業自動化技術，目前我國鋁企自動化設備的覆蓋率較高。一般而言，全廠自動化系統包括電解槽控系統、車間PLC控制系統和視頻監視系統，均通過以太網絡接入到全廠控制中心。

 

2.電解鋁企業自動化不足

 

配電所未配備智能化電氣設備，沒有搭建智能化配電系統，電氣巡檢人員多，用電故障排查不及時，電網高低峰電價、負荷及電解槽的信息協同優化沒有開展。重要工藝設備儀表測點缺乏冗余，當儀表損壞或受干擾時無法提供準確數據。某些鋁企的槽控箱為90年代產品，在高磁場、高電流的作用下，扛干擾能力差。

 

此外，鋁電解情況復雜，受出鋁、效應等因素影響，現場需要技術經驗豐富的工人進行手動調控，才能確保電解槽穩定運行。鋁企集團總部與下屬分廠以及分廠各生產車間之間未實現統一信息平臺，不能有效發揮各廠及部門的生產優勢。

 

二、鋁企優化措施

 

1.升級鋁企配電系統

 

首先設備升級，高壓開關柜接地刀采用電動設計，以便實現遠程操作。在開關柜內安裝攝像頭，當電動操作時，對柜內電動底盤車及接地刀進行實時視頻監測。廠用變壓器、低壓柜的進線和各重要負荷出線配置具有通訊功能的多功能儀表，通過通訊管理機將各特性參數上傳至后臺服務器，實現設備監測。

 

其次建立智能供配電管理系統，該系統是基于物聯網的數字化配電解決方案，結合云計算和大數據分析與服務，將配電系統中的智能設備互聯互通，實現高效維護，保障配電運行更加可靠，全方位改善配電系統。通過高速采集和處理所有智能配電設備（斷路器、變壓器、絕緣監測、電容補償裝置）的數據，能夠實現電能質量管理、電氣資產管理和運行維護管理。對過載、過溫、設備老化及電能質量起到預警作用，縮短停電時間，減少停電次數并延長設備壽命。通過互聯網接口與供電公司信息對接，優化排產，以實現*低電價。

 

2.提升鋁企工藝設備的傳感器配置

 

（1）對于核心工藝設備配置冗余智能型傳感器，傳感器能夠自動篩選有效的數據并初步加工，降低控制中心自動化系統的負荷壓力。

 

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

 

3.選用智能模糊控制槽控機

 

電解槽控機之間通過CAN總線連接，槽控機硬件以16位工業級CPU為控制核心，箱內集成知名廠家元器件，硬件系統具有靈活的模塊插拔功能。軟件系統具有專家模糊控制和槽況專家診斷等功能。專家模糊控制由推理機和模糊控制共同完成，推理機主要實現槽況分析、系統工作點和控制器性能的自調整等功能，而模糊控制則是完成下料速率調節和級距調節。

 

槽況專家診斷采用神經網絡技術構成知識庫系統，監視和控制槽況的變化趨勢，自動從數據庫調入所需數據進行預處理，之后進行診斷并形成控制決策。智能模糊控制槽控機將現有的以單槽為單位的實時在線優化方法升級為以整系列為單位的全局優化措施，并以標準化為手段，通過降低外圍因素的擾動，實現單臺指標在不同時間、不同電解槽上的可復制性，實現對電解全方位管理，達到更好的經濟技術指標。

 

4.建立完善的鋁企智能化平臺

 

智能化鋁企需搭建一套完善的工業化和信息化綜合網絡平臺，一級平臺為集團的ERP系統，通過云服務實現對各分廠的數據交換和共享。二級平臺包括信息展示、智能槽控系統、能源管理、專家決策、數據模型、生產管控、巡檢管理、智能工廠數據庫等；三級平臺包括電力系統管理、安防管理、智能網關、工控管理、辦公網絡、傳感器、工藝智能化設備等，此平臺的建設能夠實現生產智能化和管理智能化。

 

工業自動化與智能化是我國傳統電解鋁行業向世界 領先水平邁進的一大戰略需求，大型電解鋁企業的發展方向轉向了綜合性能與智能化的提高，鋁企智能化建設離不開大數據、物聯網、人工智能等技術，即使實現管、控、決策、物流等全面智能化之路任重道遠，鋁企也應多加重視并探索。