专利名称：一种基于惰性电极的铝电解生产控制方法
技术领域：
本发明涉及属于铝电解技术领域，尤其涉及一种基于惰性电极的铝电解槽的生 产控制方法。
背景技术：
在铝电解生产过程中，每生产一吨铝要排放约1.6吨的CO2,由温室气体过度排 放导致的全球气候的变化已经引起世界各国的高度重视，我国政府提出的“低炭经济” 使冶金行业的发展面临着巨大的压力和困难。尤其高耗能、高排放的电解铝行业必须要 进行低炭消耗的新技术的研究，所以铝冶炼行业对基于惰性电极的铝电解生产技术有着 迫切的需求。基于惰性电极的电解槽由于其电极的改变、槽结构的变化、电解质体系的 变化、致使其生产运行特性与常规铝电解槽大不相同，不再需要常规的换极、不会再有 阳极效应，排放气体由O2完全取代原来的CO2等等变化，所以基于惰性电极的电解槽需 要全新的控制方法来满足高效低耗稳定生产运行的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于惰性电极的铝电解槽的生产控制方 法。上述目的是通过下述方案实现的
1、一种基于惰性电极的铝电解槽的生产控制方法，其特征在于，所述方法包括以下 步骤
1)信息采集系统实时采集所述铝电解槽的状态信息，将其发送给控制器；
2)所述控制器处理所述状态信息，并根据所述状态信息通过执行机构对所述铝电解 槽进行参数控制；同时，所述控制器将所述状态信息发送给监控机；
3)所述监控机监控所述控制器，并分析所述状态信息，根据分析结果对所述铝电解 槽的运行参数进行优化，并将优化参数发送给所述控制器，所述控制器通过所述执行机 构对所述铝电解槽的运行参数进行调整；
4)所述监控机将所述状态信息、所述监控机发出的命令存储至服务器上。根据上述方法，其特征在于，所述服务器上连接有多台客户端，其可以通过B/ S或C/S的方式浏览存储在所述服务器上的数据。根据上述方法，其特征在于，所述监控机和控制器之间通过以太网、Can总线网 络或RS485网络通信。根据上述方法，其特征在于，所述控制器为PLC控制器或单片机。根据上述方法，其特征在于，所述监控机还能够所述监控机的请求对参数进行 优化，并将优化结果发送给所述监控机。根据上述方法，其特征在于，所述信息采集系统采集的状态信息包括槽电 压、槽电流以及各个电极的分电流、以及电解温度。
根据上述方法，其特征在于，所述监控机还能够所述状态信息对所述铝电解槽 的槽电压、温度、浓度、分子比、电解质成分、电解质水平、铝水平、能量平衡状态、 物料平衡状态进行不同时间周期分析和预测，并对所述铝电解槽的健康状况进行评判和 发展预测。根据上述方法，其特征在于，所述控制器能够对所述铝电解槽进行稳定性控 制，该稳定性控制包括温度稳定控制、电压稳定控制、浓度稳定控制、电解质成分稳 定控制，将上述温度、电压、浓度、电解质成分稳定于目标值附近或设定的范围内。根据上述方法，其特征在于，所述控制器通过对所述状态信息的分析，通过所 述执行机构对所述铝电解槽的氧化铝和氟盐下料参数进行调整。根据上述方法，其特征在于，所述控制器通过所述执行机构定期对所述铝电解 槽中的电极间的极距进行压缩。根据上述方法，其特征在于，当所述铝电解槽温度、电压、浓度、电极发生异 常时，所述监控机发出警报。根据上述方法，其特征在于，当电解槽运行几个周期后，惰性电解槽会经历几 个不同的电解槽状态，所述监控机通过对多个周期的槽状态、采集的生产控制与工艺参 数，进行数据挖掘分析，寻出相对较优的槽状态和工艺参数，并自动分步调整控制参 数，使槽状态逐步逼近最优状态。本发明的有益效果本发明的方法能够自动控制基于惰性电极的铝电解槽的生 产过程，并对其进行优化，因而能极大地提高产量、降低成本。
图1是本发明的控制方法原理图。
具体实施例方式参照图1对本发明进行详细说明。信息采集系统1实时采集铝电解槽2的状态信息，将其发送给控制器3，控制器 3处理采集的状态信息，并根据状态信息通过执行机构4对铝电解槽2进行参数控制；同 时，控制器3将状态信息发送给监控机5 ；监控机5监控控制器3，并分析收到的状态信 息，根据分析结果对铝电解槽的运行参数进行优化，并将优化参数发送给控制器3，控制 器3通过执行机构4对铝电解槽2的运行参数进行调整；对于较复杂的优化，监控机5还 可以请求服务器6进行优化操作，服务器6根据监控机5的请求对参数进行优化，并将优 化结果发送给所述监控机。监控机5将状态信息、监控机5发出的命令存储至服务器6 上。服务器6上连接有多台客户端7，其可以通过B/S或C/S的方式浏览存储在服务 器6上的数据。监控机5和控制器3之间通过以太网、Can总线网络或RS485网络8通信。控 制器3为PLC控制器或单片机。信息采集系统1采集的状态信息包括槽电压、槽电流以及各个电极的分电 流、以及电解温度。监控机5根据这些状态信息对铝电解槽2的槽电压、温度、浓度、分子比、电解质成分、电解质水平、铝水平、能量平衡状态、物料平衡状态进行不同时 间周期分析和预测，并对铝电解槽2的健康状况进行评判和发展预测。控制器3能够对铝电解槽2进行稳定性控制，该稳定性控制包括温度稳定控 制、电压稳定控制、浓度稳定控制、电解质成分稳定控制，将上述温度、电压、浓度、 电解质成分稳定于目标值附近或设定的范围内。控制器3通过对状态信息的分析，通过执行机构4对铝电解槽2的氧化铝和氟盐 下料参数进行调整。当电解槽运行几个周期后，惰性电解槽会经历几个不同的电解槽状 态，所述监控机通过对多个周期的槽状态、采集的生产控制与工艺参数，进行数据挖掘 分析，寻出相对较优的槽状态和工艺参数，并自动分步调整控制参数，使槽状态逐步逼 近最优状态。当铝电解槽2温度、电压、浓度、电极发生异常时，监控机5能够发出警报。此外，惰性电极消耗虽然速度极慢，在运行相当一段时间后，也会有少量的损 耗，控制器3通过执行机构4定期对每对电极间的极距进行压缩控制以确保槽电压不随阳 极使用时间逐渐增加而增加额外电耗。
权利要求
1.一种基于惰性电极的铝电解槽的生产控制方法，其特征在于，所述方法包括以下 步骤1)信息采集系统实时采集所述铝电解槽的状态信息，将其发送给控制器；2)所述控制器处理所述状态信息，并根据所述状态信息通过执行机构对所述铝电解 槽进行参数控制；同时，所述控制器将所述状态信息发送给监控机；3)所述监控机监控所述控制器，并分析所述状态信息，根据分析结果对所述铝电解 槽的运行参数进行优化，并将优化参数发送给所述控制器，所述控制器通过所述执行机 构对所述铝电解槽的运行参数进行调整；4)所述监控机将所述状态信息、所述监控机发出的命令存储至服务器上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务器上连接有多台客户端，其可 以通过B/S或C/S的方式浏览存储在所述服务器上的数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控机和控制器之间通过以太网、 Can总线网络或RS485网络通信。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器为PLC控制器或单片机。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控机还能够所述监控机的请求对 参数进行优化，并将优化结果发送给所述监控机。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息采集系统采集的状态信息包 括槽电压、槽电流以及各个电极的分电流、以及电解温度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述监控机还能够根据所述状态信息对 所述铝电解槽的槽电压、温度、浓度、分子比、电解质成分、电解质水平、铝水平、能 量平衡状态、物料平衡状态进行不同时间周期分析和预测，并对所述铝电解槽的健康状 况进行评判和发展预测。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制器能够对所述铝电解槽进行稳 定性控制，该稳定性控制包括温度稳定控制、电压稳定控制、浓度稳定控制、电解质 成分稳定控制，将上述温度、电压、浓度、电解质成分稳定于目标值附近或设定的范围 内。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制器通过对所述状态信息的分 析，通过所述执行机构对所述铝电解槽的氧化铝和氟盐下料参数进行调整。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制器通过所述执行机构定期对 所述铝电解槽中的电极间的极距进行压缩。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述铝电解槽温度、电压、浓度、 电极发生异常时，所述监控机发出警报。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当电解槽运行几个周期后，惰性电解 槽会经历几个不同的电解槽状态，所述监控机通过对多个周期的槽状态、采集的生产控 制与工艺参数，进行数据挖掘分析，寻出相对较优的槽状态和工艺参数，并自动分步调 整控制参数，使槽状态逐步逼近最优状态。
全文摘要
本发明公开了一种基于惰性电极的铝电解槽的生产控制方法，其包括以下步骤1)信息采集系统实时采集铝电解槽的状态信息，将其发送给控制器；2)控制器处理状态信息，并根据所述状态信息通过执行机构对铝电解槽进行参数控制；同时，控制器将状态信息发送给监控机；3)监控机监控所述控制器，并分析所述状态信息，根据分析结果对铝电解槽的运行参数进行优化，并将优化参数发送给控制器，控制器通过执行机构对铝电解槽的运行参数进行调整；4)监控机将状态信息、监控机发出的命令存储至服务器上。本发明的方法能够自动控制基于惰性电极的铝电解槽的生产过程，并对其进行优化，因而能极大地提高产量、降低成本。
文档编号C25C3/20GK102011151SQ201010587619
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者刘巧云, 唐新平, 张艳芳, 李旺兴, 杨建红, 王跃勇 申请人:中国铝业股份有限公司