探究鋁電解過程的故障診斷方法

郭城

（中國鋁業青海分公司，青海 西寧 810101）

一、鋁電解過程里常出現的故障形式

對于鋁電解過程里面經常出現的主要的幾種形式故障中，最為核心的就是陽極效應，什么是陽極效應？簡單來說就說在鋁電解程序里面，對于陽極內容因為本身氧化鋁濃度的下降，碳離子關于陽極表層的潤濕性或受到一定的影響，導致某些部分的陽極底層遭到電解鋁液分解的時候所出現的氣泡所遮掩，使得陽極發生無法導電的情況。當陽極無法導電，電解鋁槽本身的電阻會發生快速提高的形式，以至于使得設施整體電壓迅速提升，大多數情況中，設施的電壓還會從4v馬上提高到42V,在這種情況下，不單電解鋁槽的濕潤性會快速提升，并且電解質還會暫停沸騰。這一故障關于電解鋁槽來說有著非常嚴重的損害，不僅表現在由于電壓的加大，導致設備中運行的電流快速縮減，所以，要想保障設施的正常運行，必須提高電流輸出力度，導致電流資源的耗費。

二、鋁電解過程的故障診斷方法

通常的故障診斷機制的主要過程包含：信號的在線監控、信號的特點探究，特征量的提取、工況情況劃分及故障診斷。鋁電解時候故障診斷通常包含：實時監控、特點提取、特點選取、故障劃分等主要步驟。鋁電解故障診斷方法主要根據解析模型的措施和知識的措施。

（一）根據解析模型診斷措施

這類措施是根據解析模型進行的故障診斷方法措施是發展歷史最久的，簡單來說就是利用對于模型的探究，尋找模型中發生的故障。關于它的運行理論不僅是通過本身系統且精準模型與可檢測到輸入、輸出量建造殘差信號，利用本身系統期望值和實踐值的差距，可以有效探究和診斷設施發生的問題。其主要的觀念就是探究冗余代替硬件冗余。這一診斷措施鋁電解的時候發生的問題須要關注的一項，就是在構建診斷模型過程中，用于解析的模型參數要精準，才可以更為完整的探究得到鋁電解時發生的故障。解析模型診斷法主要由參數預估法、狀態預估法及等價空間措施三項內容構成。

（二）根據知識的措施

第一。根據神經網絡的問題診斷措施。當前把神經網絡應用在管控系統故障診斷通常是下面的形式：①神經網絡接近系統的動態及成為輸出估計器出現誤差；②神經網絡評估誤差；③神經網絡通過診斷決定從而出現誤差彌補。在最近根據神經網絡故障診斷得到了研究新結論，例如：具備混合構造的動態多層感知器架構的神經網絡觀測器，根據動態RBF網絡的神經網絡觀測器之類的最新觀測設施。第二，根據模糊聯系的故障診斷措施。根據模糊數據整理的措施使用到控制系統故障診斷里的優勢表現為：模糊聯系從含義上便于理解，表達中貼近人的自然邏輯，以讓人的故障診斷知識可以更便利的經過模糊聯系的措施表現和使用；具備T-S模式的模糊模型及神經網絡同樣具備對任意非線性的接近能力。模糊聯系的措施具備對模糊性、不精確的額信息的處理能力，以能夠供給魯棒性較高的診斷和故障決定。第三，根據專家系統的故障診斷措施。專家系統使用到故障診斷范疇通常為應用專家理論從推理機馬上依照故障先兆推斷得到故障原因的結論，專家系統一般由三項內容組成：①數據庫：它是專家系統的核心數據構造，儲備和解決問題相關的已知或推論得到的資料；②知識庫：它的職責是儲備和解答問題相關的特別專家理論；③推理機：它的職責是選擇最恰當的管控或推斷程序，以達成問題的解決目的。

（三）信號處理診斷措施

信號處理診斷措施和解析模型診斷措施之間具有實質的區別，信號處理診斷措施在實踐鋁電解設施診斷有沒有出現故障的過程中，不必構建和其有關的數據模型，是通過直接測量鋁電解設施在工作的時候放射出的信號。直接對信號開始探究，選取里面的方差和頻率等特點，以直接尋找問題發生的淵源地方。當前信號處理診斷措施里面，應用比較廣泛的措施不僅是直接測量措施。由于鋁電解設施在運轉的時候，都會出現直接輸出量。并且直接測量法還能夠針對信號輸入的源頭開展檢測，檢測理論和上面的依照。這類檢查措施的優勢為這個檢查措施檢查效果比較直接，并且這個檢查措施關于資源耗費較少，然而本身也具有一定量的限制性，關于儀表盤的精確性依賴性較高，假如測量儀表本身有著一定的危害和故障，就會直接使測量工作不精確，故障檢測者發生虛假的判斷。

（四）人工智能診斷措施

人工智能診斷措施是當前最優秀的診斷措施之一。這項診斷措施的優點就使不僅不依靠信號測量的精準性，還不需要反復的數字模型，這一診斷措施主要含有下面三種特征：1.由于許多設備發生的故障比較繁復很難經過簡單的檢測得到里面的問題，所以人工智能診斷措施可以有效地處理開展邏輯推斷的繁復問題；2.人工智能措施診斷更加簡便高效，發生以外可以馬上進行整改，防止問題的加劇；3.人工智能診斷措施能夠把診斷劃分根據問題的措施和根據定性模型的措施。

總結：

根據上面的論述，當前國內關于鋁制品的電解工業里面位于發展過程，大多數設施在運行時間的時候還具有一定的問題，使得鋁制品水平出現劇烈的縮減，并且在工作的時候還造成許多非必需的電能耗費，關于工業生產來說，能源耗費會導致企業經濟耗費。想要讓鋁電解設施可以有效的運轉，使故障診斷措施更為完備非常重要。所以，鋁電解故障診斷作為一各多學科匯總的復雜系統，還需要更好的探究。所以在鋁電解故障診斷過程，怎么把最新的科技觀念和技術應用其中非常重要。