統(tǒng)計過程控制在鋁電解生產(chǎn)中的應用研究

楊曉峰

摘要：近些年來，我國為了提高在鋁電解生產(chǎn)，為了減小測量系統(tǒng)的誤差，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的參數(shù)異常，所以在鋁電解生產(chǎn)中，應用統(tǒng)計過程控制的技術(shù)，來建立一個針對鋁電解生產(chǎn)的統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)所得出的測量數(shù)據(jù)找出生產(chǎn)過程中的錯誤數(shù)據(jù)，以此改進方法，對測量系統(tǒng)進行改進、檢驗，提高生產(chǎn)質(zhì)量，加快工作效率。

關鍵詞：鋁電解;統(tǒng)計過程控制;應用研究

一、引言

生產(chǎn)鋁制品方面，我國還采用數(shù)據(jù)采集和人工監(jiān)視的操作模式，在統(tǒng)計數(shù)據(jù)與操控設備的生產(chǎn)過程中頻頻出現(xiàn)差錯，給生產(chǎn)造成了一定程度的影響。為了從根本上解決這個問題，提高電解鋁的工作效率、生產(chǎn)效益，本文提出電解鋁的自動化控制管理系統(tǒng)的應用，通過不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，設計相對應的智能化控制系統(tǒng)，在電解鋁的生產(chǎn)與質(zhì)量上大幅度提升效率。

二、統(tǒng)計過程控制的概述

（一）統(tǒng)計過程控制的定義

鋁電解是一個復雜且很難監(jiān)測重要參數(shù)的生產(chǎn)過程，想要實現(xiàn)電解鋁生產(chǎn)過程的自動化、便捷化目的，公司管理人員設計并應用自動化管理系統(tǒng)、設備監(jiān)測系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、節(jié)能系統(tǒng)等[1]。其實借助于數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制系統(tǒng)就是統(tǒng)計過程控制。通過生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)分析、評價，找出系統(tǒng)存在的參數(shù)異常，采取相應措施，把出現(xiàn)的問題進行處理。統(tǒng)計過程控制是在20世紀20年代提出且應用在生產(chǎn)過程中，除了使生產(chǎn)過程中提高控制力度，達到降低資源消耗，提高工作效率的目的，也使社會的經(jīng)濟效益有效提升。

（二）自動化管理系統(tǒng)在電解鋁中的應用框架

在企業(yè)發(fā)展要求的情況下，電解鋁全自動化管理控制系統(tǒng)設計時，要將管理系統(tǒng)進行層次劃分，初步定為信息處理層、監(jiān)控管理層、設備層。

（三）軟件系統(tǒng)的設計

自動化系統(tǒng)設計的首要因素就是安全穩(wěn)定的軟件系統(tǒng)提供支持，在軟件設計時，主要研究對象就是電解鋁在生產(chǎn)過程中，對歷史數(shù)據(jù)的記錄進行挖掘，使歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進行相結(jié)合，再進行實時推理，然后，根據(jù)各項指標參數(shù)來提取有用的信息，各個自動化子系統(tǒng)的有效鏈接，才能保障整體化的自動運行，讓電解鋁的生產(chǎn)全面實現(xiàn)全自動化管理。

三、生產(chǎn)自動化系統(tǒng)

①視頻監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)主要是為了電解鋁自動化成產(chǎn)過程中工作可靠性的提升，要引進較為先進的視頻監(jiān)控設備，在生產(chǎn)過程中，特別是重點車間的設備運行時，要進行嚴密的監(jiān)測[2]。作為子系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)進行銜接，能及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常，實現(xiàn)整體設備的聯(lián)動控制。②電源系統(tǒng)。動力源作用說的就是電源系統(tǒng)在電解鋁生產(chǎn)中的作用，多是采用雙電池組，充分保障了電力提供，對母線的有效連接處理。在此系統(tǒng)工作的時候，能夠?qū)﹄姵亟M及時測試，例如電流、電壓、電阻、電容等，且詳細記錄相關數(shù)據(jù)信息，電源設備可以更好的管理、控制。③電子系統(tǒng)。在電系統(tǒng)系工作運行中，能夠科學、快速的計算出電解鋁消耗的電量，對數(shù)據(jù)信息進行分析，快速找出節(jié)能降耗的方法，更好的使電子系統(tǒng)進行優(yōu)化，達到節(jié)省資源的目的。④電解槽系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是電解鋁生產(chǎn)中特別重要的環(huán)節(jié)，對電解槽的實時監(jiān)控，能夠有效提高電解槽的工作質(zhì)量。通過電解槽監(jiān)控系統(tǒng)與總系統(tǒng)的銜接，能夠?qū)﹄娊獠鄣墓ぷ鳡顟B(tài)進行控制管理。⑤整流系統(tǒng)。構(gòu)建整流自動化系統(tǒng)，能夠提高電解鋁生產(chǎn)的整體自動化水準，為自動化控制提供保障。⑥系列系統(tǒng)。系列系統(tǒng)主要負責調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程，進行水、汽、電、視頻等各方面的調(diào)節(jié)，確保每個子系統(tǒng)之間的有效銜接。

四、設備管理系統(tǒng)

為了保障每個設備能夠安全穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，在工業(yè)制鋁生產(chǎn)過程中，需要對電解鋁的生產(chǎn)設備進行監(jiān)測，例如整流器、GIS、整流柜等，通過實時監(jiān)測得出的所有設備參數(shù)，能夠進行合理地預測設備使用極限和工作效益。如果在生產(chǎn)過程中發(fā)生安全事故，除了對企業(yè)造成經(jīng)濟損失以外，工作人員的自身安全也受到了巨大危害。嚴密的對生產(chǎn)設備進行監(jiān)測管理，可以及時有效的采取相應預防處理，能夠把所有安全隱患扼殺到搖籃中，從而保障電解鋁生產(chǎn)的質(zhì)量和安全性。在設備檢測管理系統(tǒng)運行的過程中[3]。能夠快速、準確的收集所有設備的運行狀態(tài)參數(shù)，對設備參數(shù)信息的量化處理，來有效制定具有針對性的設備維護方案，提升工作的效率，在可靠性、安全性方面也能大大提高。

五、安全系統(tǒng)

在電解鋁生產(chǎn)的過程中至關重要的還有安全管理系統(tǒng)，電解鋁每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)和事故安全的問題處理，都有安全管理系統(tǒng)的關系，為了確保電解鋁生產(chǎn)工作的可靠、安全性，在事前、事中、事后的全部過程管理控制，都需要在安全管理系統(tǒng)的運行下進行嚴密監(jiān)測。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)參數(shù)的深化分析、計算，安全管理系統(tǒng)能夠自動規(guī)避危險源，在根本上進行處理和預警，第一時間控制事故擴散，避免危險程度再次升級，對電解鋁的局部進行保護，總體與事故隔離，從而降低因為事故所帶來的企業(yè)經(jīng)濟損失[4]。閉環(huán)的安全控制系統(tǒng)應用在電解鋁生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)和車間里，這樣才能夠更好地使安全管理系統(tǒng)發(fā)揮其效能。

六、節(jié)能降污管理系統(tǒng)

在電解鋁生產(chǎn)過程中，對量化和可度量進行合理監(jiān)測，能夠為生產(chǎn)能耗控制系統(tǒng)提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。為了保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性、全面性、可靠性，設備檢測點，一定要根據(jù)生產(chǎn)實際情況，進行科學的布置，以此保證電解鋁生產(chǎn)過程中能夠及時地收集。對所有數(shù)據(jù)信息的深化分析處理，能夠更好地銜接各車間、時間段、槽間能耗等生產(chǎn)環(huán)節(jié)和產(chǎn)量。想要提高整體效益，要根據(jù)數(shù)據(jù)反饋，科學計算生產(chǎn)環(huán)節(jié)的去求和產(chǎn)生的污染，然后通過應用節(jié)能降污管理系統(tǒng)對成產(chǎn)中的能源消耗和污染進行控制，可以有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。

七、結(jié)語

以上表明，在我國電解鋁方面發(fā)展過程中，想要提高核心競爭力，應當深入研究自動化控制系統(tǒng)，使用統(tǒng)計過程控制的方法，能夠有保障鋁電解生產(chǎn)過程的平穩(wěn)運行，從而提高電解鋁生產(chǎn)的質(zhì)量和工作效率，還能在根本上保障安全，推動電解鋁行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，使我國電解鋁工業(yè)的技術(shù)得到迅猛發(fā)展的趨勢。

參考文獻：

[1]馬晴，王云龍，李慧慧.基于在線采集的電解鋁自動化控制設計[J].中國錳業(yè)，2018，3601：130-133.

[2]李冰.基于在線計算機監(jiān)測的電解鋁電解過程監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].中國錳業(yè)，2018，3603：155-158.

[3]陳少華.復雜電解質(zhì)體系下鋁電解工藝控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（35）.

[4]陳勇，周曉鋒，李帥.鋁電解關鍵指標預測方法的研究與應用[J].計算機工程與應用，2019（12）.