[发明专利]一种铝电解槽生产智能控制系统

权利要求书

1.一种铝电解槽生产智能控制系统，其特征在于：包括氧化铝浓度识别模块、过热度识别模块、双轨迹氧化铝浓度控制模块、多模式ALF3浓度控制模块、多级噪声控制模块和炉膛类型识别模块，控制系统在建立铝电解槽“静态平衡参数”和“电流效率”最佳关系的基础上，实现铝电解槽生产过程中“动态平衡”关键参数的智能化控制，即通过在线测量电压、电流、噪声值、过欠比的数据与离线输入槽温、分子比、温度趋势的数据进行综合分析，结合炉膛类型识别模块的炉堂类型识别，并配合氧化铝浓度识别模块和过热度识别模块识别出电解槽的氧化铝浓度和过热度，将氧化铝浓度和过热度作为反馈，采用双轨迹氧化铝浓度控制模块、多模式ALF3浓度控制模块、多级噪声控制模块实现电解槽“氧化铝浓度”、“氟化铝浓度”、“过热度”、“噪声值”、“电压平衡”的智能化控。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽生产智能控制系统，其特征在于：氧化铝浓度识别模块的实现方法为：识别氧化铝浓度所在区间，采取相应的控制方法来调整氧化铝浓度，确保氧化铝浓度在目标控制区间，即具体方法为：采用先欠加工、再过加工来识别浓度区间，若欠加工阶段电阻上升且过加工阶段电阻下降，表明氧化铝浓度在U形曲线左半区，即目标控制区间，反之，若欠加工阶段电阻下降或过加工阶段电阻上升，则表明氧化铝浓度在U形曲线右半区，即高浓度区。

3.根据权利要求2所示的一种铝电解槽生产智能控制系统，其特征在于：过热度识别模块的实现方法为：识别电解槽过热度区间，通过多模式ALF3加料控制模块和多级噪声控制模块来调整电解槽过热度，确保电解槽能量收支平衡，即具体方法为：通过在线采集电压、电流、噪声值与电压偏离的数据与离线输入槽温，分子比、温度趋势的数据来综合识别电解槽的过热度，根据识别出来的过热度将电解槽分为高温热槽、热槽、正常槽、冷槽、低温冷槽和阴阳槽；若槽温比设定目标温度低5℃以上且噪声值高于设定目标噪声值且电压偏离目标电压50毫伏以上，则判断为低温冷槽；槽温比设定目标温度低3℃以上且噪声值高于设定目标噪声值，则判断为冷槽；槽温在设定目标温度正负3℃之内且噪声值低于设定目标噪声值且电压偏离小于20毫伏，则判断为正常槽；槽温比设定目标温度高3℃以上且噪声值低于设定目标噪声值，则判断为热槽；槽温比设定目标温度高5℃以上且噪声值低于设定目标噪声值且电压偏离值小于20毫伏，则判断为高温热槽；槽温高且噪声值高或者槽温低且噪声值低的槽判断为阴阳槽。

4.根据权利要求3所述的一种铝电解槽生产智能控制系统，其特征在于：双轨迹氧化铝浓度控制模块的实现方法为：根据氧化铝浓度识别模块识别出的浓度区间以及过热度识别模块识别出的过热度范围，采用不同过/欠方式来实时调整氧化铝添加量，最终将氧化铝浓度控制在U形曲线的左半区的1.5%至2.5%之间，使电解槽达到最佳电流效率，即具体方法为：当浓度检测模块检测出氧化铝浓度在U形曲线左半区，表明氧化铝浓度在目标控制区间，保持现有过/欠加料速率和过欠电压幅度；若氧化铝浓度识别模块检测出氧化铝浓度在U形曲线右半区，则一次过/欠加料循环结束后，根据电压偏差值抬高目标电压同时拉长氧化铝加料间隔，将氧化铝浓度调整到目标控制区间；同时，根据过热度识别模块识别出电解槽的类型，若是冷槽，则自动缩短过/欠循环周期，且降低过/欠转换电压幅度。

5.根据权利要求4所述的一种铝电解槽生产智能控制系统，其特征在于：针对更换阳极后新阳极附近局部氧化铝浓度偏高的情况，轨迹氧化铝浓度控制模块自动对浓度偏高的区域降低下料频率或者短暂停止下料，实现整槽氧化铝浓度均匀控制。

6.根据权利要求3所述的一种铝电解槽生产智能控制系统，其特征在于：多模式ALF3浓度控制模块的实现方法为：根据过热度识别模块识别出的不同过热度槽型，每2~3个小时进行ALF3量的增量/减量调整，即具体方法为：对高温热槽、热槽加大ALF3量添加，对正常槽保持原ALF3量添加，对冷槽、低温冷槽减少ALF3量添加，阴阳槽停止ALF3添加。