工业铝电解槽温度监测与分析系统

1、工业铝电解槽槽况监测与分析系统工业铝电解槽槽况监测与分析系统北方工业大学北方工业大学二二九年七月九年七月交流内容项目背景项目实施内容和实施效果结论与建议项目背景电解过程参数铝电解过程的技术参数是生产的技术规范，是铝电解生产过程管理的主要内容。电解过程的主要技术参数包括系列电流强度、槽工作电压、氧化铝浓度、极距、电解质温度、电解质成分、两水平、电流分布、阴极压降、阳极效应系数等，它们之间既互相影响又相互制约。其中一项参数改变其他各项参数也必须做出相应的改变，才能使电解槽生产稳定进行。电解参数的监测是铝电解生产过程中主要的操作任务之一。系列电流强度、槽工作电压是在线监测，是当前进行计算机控制的主要

2、依据。氧化铝浓度、极距不能直接测量，根据槽电压的变化来确定，是生产自动控制的主要目标。电解质成分如分子比，一般用取样方法测量。电解质温度用K型铠装热电偶和温度表测量；两水平用钢钎插入电解槽后根据腐蚀和电解质结巴痕迹测量；阳极电流和阴极电流分布利用万用电表测量等距压降来；槽壳温度采用便携式红外测温仪测量。测量现状电解温度、两水平、电流分布、槽壳温度等参数测量方式原始、技术简单。两水平的现场测量过程测量数据的处理手段落后-技术技术人员在工区办公室重新誊抄测量数据，再录入到计算机中。其他工作人员专门进行记录其他工作人员专门进行记录将测量数据誊抄到专门报表将测量数据誊抄到专门报表技术主管分析报表，查看

3、数据变化，判断槽况，查找技术主管分析报表，查看数据变化，判断槽况，查找电解槽破损隐患等电解槽破损隐患等工作人员手持测量仪表在现场测量参数工作人员手持测量仪表在现场测量参数将测量数据输入到计算机的将测量数据输入到计算机的ExcelExcel工作表中工作表中工作人员利用工作人员利用ExcelExcel对测量数据对测量数据绘制图表绘制图表打印报表打印报表/ /图表，送技术主管图表，送技术主管现行工作模式存在的问题与不足两人或两人以上操作，效率低，成本高。存在数据读取、记录、誊抄、输入等多个环节，容易发生错误。使用Excel分析，步骤繁多，速度慢，并要求操作者熟悉Excel。当前方法没有充分利用测量参

4、数进行电解槽的控制、分析和管理。浪费宝贵的人力资源。项目实施内容和效果开发了电解槽槽况监测与分析系统 红外测温传感器技术 热电偶测温传感器技术 嵌入式数据库存储技术 通信技术 网络数据库技术 基于ASP和ASP.NET的Web数据分析技术研制新的智能测量仪器仪表集成利用传感器、嵌入式微处理器、通信技术，开发智能测量仪器仪表。实现测量数据的自动存储：在实现准确测量的基础上，增加自动记录槽号、测量位置、测量时间和测量数据的功能。在不改变当前测量方式和传感器的情况下，解决当前测量准确性和测量效率不高的问题。将多个参数测量功能集成在一个便携式测试仪器中。研发了便携智能测温枪利用红外测温方法测量槽壳温度

5、；连接K型热电偶测量电解质温度。研发了便携智能电压-温度测量仪可以测量阳极电流分布、阴极电流分布、槽底压降、卡具压降；连接K型热电偶测量电解质温度；通过无线接口实时传送测量数据。使用测温枪测量槽壳温度使用测温枪测量电解温度开发数据接口程序解决手工转录数据效率低、容易出错的问题，开发能将测量仪表与网络数据库通过USB接口进行通讯的软件。读取数据库中预定义测试任务并保存到测量仪表中。通过无线或USB接口读取测量仪表中的测量数据并保存到数据库表中。自动判断连接的测温仪、电压-温度测量仪，接口软件显示对应的功能和界面。与测温仪连接的数据接口软件界面与电压-温度测量仪连接的数据接口软件界面接口软件将测温

6、枪数据保存到数据库开发了数据分析软件解决数据分析的手工方式，开发实现图表和多维、多层次的分析软件。采用B/S结构，实现基于因特网和浏览器模式管理和分析数据库中的测量数据。数据管理：完成数据库中电解槽、测量位置、测试任务及顺序、测量点临界值等数据信息的添加、编辑和删除。以Flash动画图表直观分析各测量面的温度分布、各测量点的历史变化。以OWC的数据透视表和透视图方式，在时间维度上以年/季度/月/日/时/分的层次、在测量位置维度上以车间/工区/槽号/测量面/测量点的层次来分析展示数据。数据筛选、排序和平均、总和、均方差、计数等多种汇总计算，报表的定义和读取，图表类型转换，多种趋势分析，图表输出等

7、等。分析软件主界面在一个页面分析温度分布和历史变化A面和B面的温度分布出铝端和烟道端的温度分布槽底温度温度分布关键点的温度变化历史曲线通过友好的界面查询数据并以列表方式显示，可以方便进行初步分析预定义数据透视表格式分析温度切换为图表方式分析数据不同电解槽的对比分析结论与建议1、研制了具有存储功能的新型便携智能测量仪表，既能够测量和记录电解温度、槽壳温度、电流分布数据等，大幅提高测量效率和测量数据的准确性。2、开发了C/S构架的数据接口软件，利用USB与无线接口实现便携智能测量仪表和网络数据库之间的数据交换，取消了数据录入过程，避免了数据录入过程产生错误。3、开发了B/S构架的数据分析软件，以透

8、视表和图表形式实时直观查询和分析数据，为及时判断电解槽的运行状况和预报槽壳的早期破损提供依据。4、系统已成功应用在中国铝业股份有限公司连城分公司，山西华圣铝业有限责任公司、江苏大屯铝业有限公司。5、项目成果申报了四项发明专利（已授权两项）、四项实用新型专利（全部授权）：ZL200610137608.4一种可在智能红外测温枪上同时显示多方面信息的方法。ZL200610145560.1 一种利用计算机对智能红外测温枪的操作进行控制的方法。CN200610161853.9 一种利用计算机远程监测铝电解槽槽壳温度的方法。CN200810118085.8 一种利用测温枪控制数据接口程序的方法ZL200620148251.5，智能红外测温枪。ZL200820109903.3，一种测温枪。ZL200820109901.4，电解槽阳极母线电流测量仪。ZL200820109902.9,电压降测量装置。6、改变了铝电解参数测量和分析的模式7、系统提供了一个基础的、完全开放的研究平台，可以进一步开发两水平测量仪器和图表分析，结合其他参数变化开发分析