隨著國內(nèi)經(jīng)濟下行壓力增大，我國的鋁行業(yè)已到了“爬坡過坎，轉(zhuǎn)型升級”的關(guān)鍵時期。大力促進鋁行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為企業(yè)運營的重中之重。將人工智能，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和電氣控制的智能化引入鋁企將達到優(yōu)化崗位設(shè)置，精減崗位人員，車間生產(chǎn)協(xié)調(diào)效率更高，管理更一致的效果。

　　一、電解鋁企業(yè)自動化現(xiàn)狀和不足

　　1、電解鋁企業(yè)自動化現(xiàn)狀

　　20世紀50年代，我國就開始引進有色冶金工業(yè)自動化技術(shù)，目前我國鋁企自動化設(shè)備的覆蓋率較高。一般而言，全廠自動化系統(tǒng)包括電解槽控系統(tǒng)、車間PLC控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)，均通過以太網(wǎng)絡(luò)接入到全廠控制中心。

　　2、電解鋁企業(yè)自動化不足

　　配電所未配備智能化電氣設(shè)備，沒有搭建智能化配電系統(tǒng)，電氣巡檢人員多，用電故障排查不及時，電網(wǎng)高低峰電價、負荷及電解槽的信息協(xié)同優(yōu)化沒有開展。重要工藝設(shè)備儀表測點缺乏冗余，當(dāng)儀表損壞或受干擾時無法提供準確數(shù)據(jù)。某些鋁企的槽控箱為90年代產(chǎn)品，在高磁場、高電流的作用下，扛干擾能力差。

　　此外，鋁電解情況復(fù)雜，受出鋁、效應(yīng)等因素影響，現(xiàn)場需要技術(shù)經(jīng)驗豐富的工人進行手動調(diào)控，才能確保電解槽穩(wěn)定運行。鋁企集團總部與下屬分廠以及分廠各生產(chǎn)車間之間未實現(xiàn)統(tǒng)一信息平臺，不能有效發(fā)揮各廠及部門的生產(chǎn)優(yōu)勢。

　　二、鋁企優(yōu)化措施

　　1、升級鋁企配電系統(tǒng)

　　首先設(shè)備升級，高壓開關(guān)柜接地刀采用電動設(shè)計，以便實現(xiàn)遠程操作。在開關(guān)柜內(nèi)安裝攝像頭，當(dāng)電動操作時，對柜內(nèi)電動底盤車及接地刀進行實時視頻監(jiān)測。廠用變壓器、低壓柜的進線和各重要負荷出線配置具有通訊功能的多功能儀表，通過通訊管理機將各特性參數(shù)上傳至后臺服務(wù)器，實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測。

　　其次建立智能供配電管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化配電解決方案，結(jié)合云計算和大數(shù)據(jù)分析與服務(wù)，將配電系統(tǒng)中的智能設(shè)備互聯(lián)互通，實現(xiàn)高效維護，保障配電運行更加可靠，全方位改善配電系統(tǒng)。通過高速采集和處理所有智能配電設(shè)備（斷路器、變壓器、絕緣監(jiān)測、電容補償裝置）的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量管理、電氣資產(chǎn)管理和運行維護管理。對過載、過溫、設(shè)備老化及電能質(zhì)量起到預(yù)警作用，縮短停電時間，減少停電次數(shù)并延長設(shè)備壽命。通過互聯(lián)網(wǎng)接口與供電公司信息對接，優(yōu)化排產(chǎn)，以實現(xiàn)最低電價。

　　2、提升鋁企工藝設(shè)備的傳感器配置

　　（1）對于核心工藝設(shè)備配置冗余智能型傳感器，傳感器能夠自動篩選有效的數(shù)據(jù)并初步加工，降低控制中心自動化系統(tǒng)的負荷壓力。

　　（2）采用冗余配置，故障狀態(tài)下能夠選擇自動切換至備用部件，避免設(shè)備故障引起工藝流程的中斷，從而保障生產(chǎn)安全可靠性。

　　3、選用智能模糊控制槽控機

　　電解槽控機之間通過CAN總線連接，槽控機硬件以16位工業(yè)級CPU為控制核心，箱內(nèi)集成知名廠家元器件，硬件系統(tǒng)具有靈活的模塊插拔功能。軟件系統(tǒng)具有專家模糊控制和槽況專家診斷等功能。專家模糊控制由推理機和模糊控制共同完成，推理機主要實現(xiàn)槽況分析、系統(tǒng)工作點和控制器性能的自調(diào)整等功能，而模糊控制則是完成下料速率調(diào)節(jié)和級距調(diào)節(jié)。

　　槽況專家診斷采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成知識庫系統(tǒng)，監(jiān)視和控制槽況的變化趨勢，自動從數(shù)據(jù)庫調(diào)入所需數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，之后進行診斷并形成控制決策。智能模糊控制槽控機將現(xiàn)有的以單槽為單位的實時在線優(yōu)化方法升級為以整系列為單位的全局優(yōu)化措施，并以標(biāo)準化為手段，通過降低外圍因素的擾動，實現(xiàn)單臺指標(biāo)在不同時間、不同電解槽上的可復(fù)制性，實現(xiàn)對電解全方位管理，達到更好的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。

　　4、建立完善的鋁企智能化平臺

　　智能化鋁企需搭建一套完善的工業(yè)化和信息化綜合網(wǎng)絡(luò)平臺，一級平臺為集團的ERP系統(tǒng)，通過云服務(wù)實現(xiàn)對各分廠的數(shù)據(jù)交換和共享。二級平臺包括信息展示、智能槽控系統(tǒng)、能源管理、專家決策、數(shù)據(jù)模型、生產(chǎn)管控、巡檢管理、智能工廠數(shù)據(jù)庫等；三級平臺包括電力系統(tǒng)管理、安防管理、智能網(wǎng)關(guān)、工控管理、辦公網(wǎng)絡(luò)、傳感器、工藝智能化設(shè)備等，此平臺的建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)智能化和管理智能化。

　　工業(yè)自動化與智能化是我國傳統(tǒng)電解鋁行業(yè)向世界領(lǐng)先水平邁進的一大戰(zhàn)略需求，大型電解鋁企業(yè)的發(fā)展方向轉(zhuǎn)向了綜合性能與智能化的提高，鋁企智能化建設(shè)離不開大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，即使實現(xiàn)管、控、決策、物流等全面智能化之路任重道遠，鋁企也應(yīng)多加重視并探索。

資訊來源：中商碳素研究院

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)