統計過程控制在鋁電解生產中的應用研究

楊曉峰

摘要：近些年來，我國為了提高在鋁電解生產，為了減小測量系統的誤差，發現生產過程中出現的參數異常，所以在鋁電解生產中，應用統計過程控制的技術，來建立一個針對鋁電解生產的統計過程控制系統。根據系統所得出的測量數據找出生產過程中的錯誤數據，以此改進方法，對測量系統進行改進、檢驗，提高生產質量，加快工作效率。

關鍵詞：鋁電解;統計過程控制;應用研究

一、引言

生產鋁制品方面，我國還采用數據采集和人工監視的操作模式，在統計數據與操控設備的生產過程中頻頻出現差錯，給生產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、生產效益，本文提出電解鋁的自動化控制管理系統的應用，通過不同的生產環節，設計相對應的智能化控制系統，在電解鋁的生產與質量上大幅度提升效率。

二、統計過程控制的概述

（一）統計過程控制的定義

鋁電解是一個復雜且很難監測重要參數的生產過程，想要實現電解鋁生產過程的自動化、便捷化目的，公司管理人員設計并應用自動化管理系統、設備監測系統、安全系統、節能系統等[1]。其實借助于數理統計方法的過程控制系統就是統計過程控制。通過生產過程中的數據分析、評價，找出系統存在的參數異常，采取相應措施，把出現的問題進行處理。統計過程控制是在20世紀20年代提出且應用在生產過程中，除了使生產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，也使社會的經濟效益有效提升。

（二）自動化管理系統在電解鋁中的應用框架

在企業發展要求的情況下，電解鋁全自動化管理控制系統設計時，要將管理系統進行層次劃分，初步定為信息處理層、監控管理層、設備層。

（三）軟件系統的設計

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

三、生產自動化系統

①視頻監控系統。這個系統主要是為了電解鋁自動化成產過程中工作可靠性的提升，要引進較為先進的視頻監控設備，在生產過程中，特別是重點車間的設備運行時，要進行嚴密的監測[2]。作為子系統的監控系統和自動化控制系統進行銜接，能及時發現生產過程中的異常，實現整體設備的聯動控制。②電源系統。動力源作用說的就是電源系統在電解鋁生產中的作用，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。在此系統工作的時候，能夠對電池組及時測試，例如電流、電壓、電阻、電容等，且詳細記錄相關數據信息，電源設備可以更好的管理、控制。③電子系統。在電系統系工作運行中，能夠科學、快速的計算出電解鋁消耗的電量，對數據信息進行分析，快速找出節能降耗的方法，更好的使電子系統進行優化，達到節省資源的目的。④電解槽系統。這個系統是電解鋁生產中特別重要的環節，對電解槽的實時監控，能夠有效提高電解槽的工作質量。通過電解槽監控系統與總系統的銜接，能夠對電解槽的工作狀態進行控制管理。⑤整流系統。構建整流自動化系統，能夠提高電解鋁生產的整體自動化水準，為自動化控制提供保障。⑥系列系統。系列系統主要負責調節生產過程，進行水、汽、電、視頻等各方面的調節，確保每個子系統之間的有效銜接。

四、設備管理系統

為了保障每個設備能夠安全穩定的運轉，在工業制鋁生產過程中，需要對電解鋁的生產設備進行監測，例如整流器、GIS、整流柜等，通過實時監測得出的所有設備參數，能夠進行合理地預測設備使用極限和工作效益。如果在生產過程中發生安全事故，除了對企業造成經濟損失以外，工作人員的自身安全也受到了巨大危害。嚴密的對生產設備進行監測管理，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的質量和安全性。在設備檢測管理系統運行的過程中[3]。能夠快速、準確的收集所有設備的運行狀態參數，對設備參數信息的量化處理，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

在電解鋁生產的過程中至關重要的還有安全管理系統，電解鋁每一個生產環節和事故安全的問題處理，都有安全管理系統的關系，為了確保電解鋁生產工作的可靠、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的運行下進行嚴密監測。通過對監測數據參數的深化分析、計算，安全管理系統能夠自動規避危險源，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經濟損失[4]。閉環的安全控制系統應用在電解鋁生產的每一個環節和車間里，這樣才能夠更好地使安全管理系統發揮其效能。

六、節能降污管理系統

在電解鋁生產過程中，對量化和可度量進行合理監測，能夠為生產能耗控制系統提供可靠數據依據。為了保障監測數據的真實性、全面性、可靠性，設備檢測點，一定要根據生產實際情況，進行科學的布置，以此保證電解鋁生產過程中能夠及時地收集。對所有數據信息的深化分析處理，能夠更好地銜接各車間、時間段、槽間能耗等生產環節和產量。想要提高整體效益，要根據數據反饋，科學計算生產環節的去求和產生的污染，然后通過應用節能降污管理系統對成產中的能源消耗和污染進行控制，可以有效降低企業生產成本，提高生產效益。

七、結語

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

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，2018，3601：130-133.

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

[3]陳少華.復雜電解質體系下鋁電解工藝控制技術[J].科技創新與應用，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）.