统计过程控制在铝电解生产中的应用研究

杨晓峰

摘要：近些年来，我国为了提高在铝电解生产，为了减小测量系统的误差，发现生产过程中出现的参数异常，所以在铝电解生产中，应用统计过程控制的技术，来建立一个针对铝电解生产的统计过程控制系统。根据系统所得出的测量数据找出生产过程中的错误数据，以此改进方法，对测量系统进行改进、检验，提高生产质量，加快工作效率。

关键词：铝电解;统计过程控制;应用研究

一、引言

生产铝制品方面，我国还采用数据采集和人工监视的操作模式，在统计数据与操控设备的生产过程中频频出现差错，给生产造成了一定程度的影响。为了从根本上解决这个问题，提高电解铝的工作效率、生产效益，本文提出电解铝的自动化控制管理系统的应用，通过不同的生产环节，设计相对应的智能化控制系统，在电解铝的生产与质量上大幅度提升效率。

二、统计过程控制的概述

（一）统计过程控制的定义

铝电解是一个复杂且很难监测重要参数的生产过程，想要实现电解铝生产过程的自动化、便捷化目的，公司管理人员设计并应用自动化管理系统、设备监测系统、安全系统、节能系统等[1]。其实借助于数理统计方法的过程控制系统就是统计过程控制。通过生产过程中的数据分析、评价，找出系统存在的参数异常，采取相应措施，把出现的问题进行处理。统计过程控制是在20世纪20年代提出且应用在生产过程中，除了使生产过程中提高控制力度，达到降低资源消耗，提高工作效率的目的，也使社会的经济效益有效提升。

（二）自动化管理系统在电解铝中的应用框架

在企业发展要求的情况下，电解铝全自动化管理控制系统设计时，要将管理系统进行层次划分，初步定为信息处理层、监控管理层、设备层。

（三）软件系统的设计

自動化系统设计的首要因素就是安全稳定的软件系统提供支持，在软件设计时，主要研究对象就是电解铝在生产过程中，对历史数据的记录进行挖掘，使历史数据和实时数据进行相结合，再进行实时推理，然后，根据各项指标参数来提取有用的信息，各个自动化子系统的有效链接，才能保障整体化的自动运行，让电解铝的生产全面实现全自动化管理。

三、生产自动化系统

①视频监控系统。这个系统主要是为了电解铝自动化成产过程中工作可靠性的提升，要引进较为先进的视频监控设备，在生产过程中，特别是重点车间的设备运行时，要进行严密的监测[2]。作为子系统的监控系统和自动化控制系统进行衔接，能及时发现生产过程中的异常，实现整体设备的联动控制。②电源系统。动力源作用说的就是电源系统在电解铝生产中的作用，多是采用双电池组，充分保障了电力提供，对母线的有效连接处理。在此系统工作的时候，能够对电池组及时测试，例如电流、电压、电阻、电容等，且详细记录相关数据信息，电源设备可以更好的管理、控制。③电子系统。在电系统系工作运行中，能够科学、快速的计算出电解铝消耗的电量，对数据信息进行分析，快速找出节能降耗的方法，更好的使电子系统进行优化，达到节省资源的目的。④电解槽系统。这个系统是电解铝生产中特别重要的环节，对电解槽的实时监控，能够有效提高电解槽的工作质量。通过电解槽监控系统与总系统的衔接，能够对电解槽的工作状态进行控制管理。⑤整流系统。构建整流自动化系统，能够提高电解铝生产的整体自动化水准，为自动化控制提供保障。⑥系列系统。系列系统主要负责调节生产过程，进行水、汽、电、视频等各方面的调节，确保每个子系统之间的有效衔接。

四、设备管理系统

为了保障每个设备能够安全稳定的运转，在工业制铝生产过程中，需要对电解铝的生产设备进行监测，例如整流器、GIS、整流柜等，通过实时监测得出的所有设备参数，能够进行合理地预测设备使用极限和工作效益。如果在生产过程中发生安全事故，除了对企业造成经济损失以外，工作人员的自身安全也受到了巨大危害。严密的对生产设备进行监测管理，可以及时有效的采取相应预防处理，能够把所有安全隐患扼杀到摇篮中，从而保障电解铝生产的质量和安全性。在设备检测管理系统运行的过程中[3]。能够快速、准确的收集所有设备的运行状态参数，对设备参数信息的量化处理，来有效制定具有针对性的设备维护方案，提升工作的效率，在可靠性、安全性方面也能大大提高。

五、安全系统

在电解铝生产的过程中至关重要的还有安全管理系统，电解铝每一个生产环节和事故安全的问题处理，都有安全管理系统的关系，为了确保电解铝生产工作的可靠、安全性，在事前、事中、事后的全部过程管理控制，都需要在安全管理系统的运行下进行严密监测。通过对监测数据参数的深化分析、计算，安全管理系统能够自动规避危险源，在根本上进行处理和预警，第一时间控制事故扩散，避免危险程度再次升级，对电解铝的局部进行保护，总体与事故隔离，从而降低因为事故所带来的企业经济损失[4]。闭环的安全控制系统应用在电解铝生产的每一个环节和车间里，这样才能够更好地使安全管理系统发挥其效能。

六、节能降污管理系统

在电解铝生产过程中，对量化和可度量进行合理监测，能够为生产能耗控制系统提供可靠数据依据。为了保障监测数据的真实性、全面性、可靠性，设备检测点，一定要根据生产实际情况，进行科学的布置，以此保证电解铝生产过程中能够及时地收集。对所有数据信息的深化分析处理，能够更好地衔接各车间、时间段、槽间能耗等生产环节和产量。想要提高整体效益，要根据数据反馈，科学计算生产环节的去求和产生的污染，然后通过应用节能降污管理系统对成产中的能源消耗和污染进行控制，可以有效降低企业生产成本，提高生产效益。

七、结语

以上表明，在我国电解铝方面发展过程中，想要提高核心竞争力，应当深入研究自动化控制系统，使用统计过程控制的方法，能够有保障铝电解生产过程的平稳运行，从而提高电解铝生产的质量和工作效率，还能在根本上保障安全，推动电解铝行业的经济发展，使我国电解铝工业的技术得到迅猛发展的趋势。

参考文献：

[1]马晴，王云龙，李慧慧.基于在线采集的电解铝自动化控制设计[J].中国锰业，2018，3601：130-133.

[2]李冰.基于在线计算机监测的电解铝电解过程监测系统设计[J].中国锰业，2018，3603：155-158.

[3]陈少华.复杂电解质体系下铝电解工艺控制技术[J].科技创新与应用，2019（35）.

[4]陈勇，周晓锋，李帅.铝电解关键指标预测方法的研究与应用[J].计算机工程与应用，2019（12）.