本发明涉及电解铝领域，特别涉及一种空气阀门控制方法、系统及设备。
背景技术：
电解铝工业历经30多年发展，逐步成为中国重要的基础产业，但由于生产过程中耗电高，历来被称为“高耗能产业”，也是国家重点调控的产业之一。在铝电解槽生产期间，金属铝以一定的速度在阴极上析出，积存于炉膛底部。为了维持最佳的生产技术条件，产出的原铝要定期取出(大型预焙铝电解槽一般每天一次)，这一操作称为出铝作业。
每个电解槽周期性(如每天)利用动力风进行抽铝作业，抽取一定重量(如2吨)的铝液抽到抬包中，当抽取重量即将达到目标重量时，控制部件自动发送控制指令关停动力风的风源。实时秤取抬包重量的秤以及重量数据在频繁移动的多功能天车上，而动力风的风源在地面的情况非常普遍，重量数据(或者阀门关闭指令)从天车发送到地面往往要用到无线传输，而电解车间的强磁场对无线传输造成巨大干扰，数据延迟、丢包现象非常严重，因而造成阀门无法及时关闭，大大影响了抽铝作业的精度，甚至造成抬包溢出的严重事故。
因此，如何提供一种空气阀门控制方法，以实现在数据延迟、丢包的情况下，仍然能准确、及时关闭动力空气阀门，进而有效提高出铝控制的精度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空气阀门控制方法，以实现在数据延迟、丢包的情况下，仍然能准确、及时关闭动力空气阀门，进而有效提高出铝控制的精度。其具体方案如下：
一种空气阀门控制方法，包括：
获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据；
将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度；
根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭；
其中，所述目标数据模型为预先对获取到的目标样本进行分析而建立的包括抽铝速度及抽铝速度趋势的模型，其中，所述目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。
优选的，所述获取抽铝速度关联因子的相应数据的步骤之前，进一步包括：
确定每一关联因子与抽铝作业中抽铝速度的关系，得到抽铝速度关联因子。
优选的，所述将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型的步骤之前，进一步包括：
利用所述目标样本，通过数据分析的方法建立所述目标数据模型。
优选的，所述利用所述目标样本，通过数据分析的方法建立所述目标数据模型的步骤之后，进一步包括：
对所述目标数据模型测试，以确保所述目标数据模型的准确性。
优选的，所述获取抽铝速度关联因子的相应数据的步骤，包括：
获取每一型号的抬包对应的吸铝管最高处水平高度与电解槽中的铝液水平高度的落差高度，得到外部落差高度因子；
获取每一电解车间动力风源管径及动力风源空压表的压力数据，得到动力风源管径因子及动力风风压因子；
获取每一抬包的抬包内剩余体积，得到抬包剩余体积因子；
获取每一电解车间的阀门关闭延迟量，得到阀门关闭延迟量因子。
优选的，所述获取每一抬包的抬包内剩余体积的步骤，包括：
根据铝液密度、每一抬包抽铝的实时净重以及每一抬包内空半径确定出相应的抬包内铝液高度；
利用抬包内空总高度减去相应的抬包内铝液高度，得到相应的抬包剩余内空高度；
利用相应的抬包剩余内空高度确定出抬包内剩余体积。
优选的，所述根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度确定动力风源阀门的关闭时刻的步骤，包括：
根据接收到的目标抬包重量，记录第一时刻到第二时刻之间抬包重量增加的轨迹趋势；
根据所述轨迹趋势，利用容错算法和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻。
优选的，所述根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻的步骤，包括：
利用当前抽铝速度以及相应的抽铝速度趋势对所述目标时刻进行刷新，以减少所述目标时刻的偏差。
相应的，本发明还提供了一种空气阀门控制系统，包括：
待输入关联因子数据获取模块，用于获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据；
抽铝速度确定模块，用于将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度；
动力风源阀门关闭时刻确定模块，用于根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭；
其中，所述目标数据模型为预先对获取到的目标样本进行分析而建立的包括抽铝速度及抽铝速度趋势的模型，其中，所述目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。
优选的，该系统进一步包括：
目标数据模型建立模块，用于利用目标样本，通过数据分析的方法建立所述目标数据模型。
相应的，本发明还提供了一种空气阀门控制设备，包括：
地面控制部件；所述地面控制部件包括处理器，所述处理器用于执行存储器中的计算机程序以实现获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据；将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度；根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭；其中，所述目标数据模型为预先对获取到的目标样本进行分析而建立的包括抽铝速度及抽铝速度趋势的模型，其中，所述目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。
本发明提供的空气阀门控制方法，首先，通过获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据；然后，将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度；最后，根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭。
本发明提供的空气阀门控制方法，充分考虑到在铝电解的抽铝过程中，各种因素对抽铝速度的影响以及数据延迟、丢包的原因，在需要进行抽铝作业时，通过实时获取所述抽铝速度关联因子的相应数据，并将这些数据输入至预先通过对相应的抽铝速度关联因子对应的数据进行分析而建立的目标数据模型，进而可以较为准确地确定出抽铝速度，当知道目标抬包重量时，只需根据由所述目标数据模型确定出的抽铝速度便可确定出动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭。由此可见，本发明提供的空气阀门控制方法，利用部署在天车上的信号采集部件通过无线传输方式将重量数据发送到地面，即使电解厂房强干扰环境下经常出现数据延迟、丢包等情况下，地面控制部件仍然能够通过有线信号准确控制动力风源的阀门及时地关闭，从而显著提高出铝控制的精度的同时，避免抬包溢出的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种空气阀门控制方法流程图；
图2为本发明公开的一种空气阀门控制方法中目标抬包重量由部署在多功能天车上的信号采集部件通过无线传输方式发送到地面控制部件示意图；
图3为本发明公开的一种具体的空气阀门控制方法流程图；
图4为本发明公开的一种具体的空气阀门控制方法中的抬包结构示意图；
图5为本发明公开的一种具体的空气阀门控制方法中根据所述轨迹趋势，确定动力风源阀门的关闭时刻示意图；
图6为本发明公开的一种空气阀门控制系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种空气阀门控制方法，参照图1所示，该方法包括：
步骤S11：获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据。
其中，所述抽铝速度关联因子为在抽铝作业中影响抽取铝液速度的原因或因素，经研究发现，抽铝速度并不是衡定不变的，而是和诸多因素相关，例如抽铝速度跟动力风风压、动力风管径、落差高度、抬包剩余体积等众多因素均存在一定的关联关系，此外，阀门关闭延迟量对抽铝速度也有一定影响。所述阀门关闭延迟量指的是阀门关闭指令发出去后还会抽取一定重量的铝液。因此，本申请实施例中，所述抽铝速度关联因子可以是一个，也可以是两个或两个以上，本申请实施例对所述抽铝速度关联因子的数量及类别不做任何限制，只要合理均可。
此外，在抽铝作业中，每一电解车间的相应关联因子对应的数据可能是随着抽铝作业的进行而实时变动的，故为了保证后续抽铝作业的精确度，本步骤中所述带输入关联因子数据的获取可以是实时获取的。
步骤S12：将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度。
需要说明的是，若在抽铝作业中，属于第一次使用本申请实施例公开的空气阀门控制方法进行抽铝时，在步骤S12之前还可以先建立目标数据模型，再将所述带输入关联因子数据输入至上述目标数据模型，具体的，可以利用目标样本，通过数据分析的方法建立所述目标数据模型，其中，目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。可以理解的是，为了保证所述目标数据模型的准确，可以在所述目标数据模型建立成功后采用相应的测试方法对其进行测试或训练。
步骤S13：根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭。
其中，所述目标数据模型为预先对获取到的目标样本进行分析而建立的包括抽铝速度及抽铝速度趋势的模型，其中，所述目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。
具体的，当知道目标抬包重量时，只需根据由所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势便可确定出动力风源阀门的关闭时刻，然后地面控制部件便可以通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭。
需要说明的是，参照图2所示，所述目标抬包重量可以是在任一电解车间内的地面控制部件接收到的由部署在多功能天车上的信号采集部件通过无线传输方式发送的抬包内的目标铝液净重。
本发明提供的空气阀门控制方法，充分考虑到在铝电解的抽铝过程中，各种因素对抽铝速度的影响以及数据延迟、丢包的原因，在需要进行抽铝作业时，通过实时获取所述抽铝速度关联因子的相应数据，并将这些数据输入至预先通过对相应的抽铝速度关联因子对应的数据进行分析而建立的目标数据模型，进而可以较为准确地确定出抽铝速度，当知道目标抬包重量时，只需根据由所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势便可确定出动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件可以通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭。由此可见，本申请实施例公开的空气阀门控制方法，利用部署在天车上的信号采集部件采集的数据、即使在通过无线传输的过程中有较大干扰、以至于存在延迟、丢包等情况的前提下，地面控制部件仍然能够准确及时地通过有线信号使动力风源的阀门在所述关闭时刻及时关闭，从而显著提高出铝控制的精度的同时，避免抬包溢出的现象。
本发明实施例还公开了一种具体的空气阀门控制方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参照图3所示，该方法具体包括：
步骤S31：获取每一型号的抬包对应的吸铝管最高处水平高度与电解槽中的铝液水平高度的落差高度，得到外部落差高度因子；获取每一电解车间动力风源管径及动力风源空压表的压力数据，得到动力风源管径因子及动力风风压因子；获取每一抬包的抬包内剩余体积，得到抬包剩余体积因子；获取每一电解车间的阀门关闭延迟量，得到阀门关闭延迟量因子。
需要说明的是，电解车间用风作业众多、风压存在实时波动，而风压会影响抽铝速度。本申请实施例可以通过获取实时读取动力风源的空压表的压力数据；不同的电解车间动力风源管径存在差异，会对抽铝速度造成一定影响；不同的型号的抬包，吸铝管最高处水平高度跟电解槽中的铝液水平高度的落差高度H1有差异，会影响抽铝速度；随着抽铝的进行，抬包内的铝液增多而导致抬包内剩余体积不断变小，该因素同样会影响抽铝速度；当地面控制部件通过有线信号发出空气阀门关闭指令后，从空气阀门收到关闭指令到阀门关闭执行再到抬包空气压力变化都需要一定时延，地面控制部件发出空气阀门关闭指令时的抬包净重到最终结束抽铝作业时的抬包净重之间存在一个差值L。不同车间网络延迟有差异，不同类型阀门执行时间有差异，从而导致L值有差异，同样会影响抽铝速度。
可以理解的是，地面控制部件通过有线信号发出空气阀门关闭指令后，从所述空气阀门收到关闭指令到阀门关闭执行，再到抬包空气压力变化都需要一定时延，故地面控制部件发出指令时抬包净重到最终抬包净重存在一个差值L。而不同车间网络延迟存在一定差异，不同类型阀门的执行时间也有一定差异，从而导致所述L值有差异，本申请实施例可以通过大数据分析，可以得到各个车间、各个风源下的差值L。
其中，获取每一抬包的抬包内剩余体积的步骤，参照图4所示，可以具体包括以下步骤：
根据铝液密度、每一抬包抽铝的实时净重以及每一抬包内空半径确定出相应的抬包内铝液高度；利用抬包内空总高度减去相应的抬包内铝液高度，得到相应的抬包剩余内空高度；利用相应的抬包剩余内空高度确定出抬包内剩余体积。具体的，可以根据抽铝作业时抬包内铝液的实时净重m吨、抬包内空半径r米以及铝液密度(2.7吨/立方米)，可以计算出抬包内铝液高度H3；抬包内空总高度H2减去抬包内铝液高度H4得到抬包剩余内空高度H3；进而计算出抬包内剩余体积C。相关计算公式如下：
H4＝m/(p*π*r2)；
H3＝H2-H4；
C＝π*r2*H3；
式中，m表示抽铝作业时抬包内铝液的实时净重，单位可以为吨；p表示铝液密度，具体可以为2.7吨/立方米；H2表示抬包内空总高度；H3表示抬包内铝液高度；H4表示抬包内铝液高度，r表示抬包内空半径；π表示圆周率；C表示抬包内剩余体积。
步骤S32：利用目标样本，通过数据分析的方法建立目标数据模型。
具体的，可以收集大量抽铝速度关联因子以及对应抽铝速度数据，通过分析的方式建立抽铝速度、趋势数据模型，也即上述目标数据模型。
步骤S33：将外部落差高度因子、动力风源管径因子、动力风风压因子、抬包剩余体积因子以及阀门关闭延迟量因子输入至上述目标数据模型，以确定抽铝速度及对应的抽铝速度趋势。
步骤S34：根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭。
需要说明的是，本申请实施例中所述的根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度以及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻可以通过以下步骤加以实现：
根据接收到的目标抬包重量m3，记录第一时刻t1到第二时刻t2之间抬包重量从m1增加到m2的轨迹趋势；参照图5所示，根据所述轨迹趋势，利用容错算法和所述目标数据模型确定出的抽铝速度确定动力风源阀门的关闭时刻t3，也即预测出完成任务的时间点。
需要说明的是，在本申请以上所有实施例中所述的所述根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度以及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻的步骤均可以具体包括：
利用当前抽铝速度以及相应的抽铝速度趋势对所述目标时刻进行刷新，以减少所述目标时刻的偏差。
需要说明的是，在本申请实施例中的步骤S31、步骤S32的顺序可根据实际情况而作相应调整，只要在进行抽铝作业前完成即可。
本申请实施例公开的空气阀门控制方法除了具备上述实施例的有益效果之外，还具有以下有益效果：通过容错算法可以计算出部分丢失数据包的数据，再结合上述目标数据模型可以较为精准地确定出完成目标重量的时间点，故地面控制部件仍然能够准确及时地通过有线信号使动力风源的阀门在所述关闭时刻及时关闭，本容错算法能很好地解决该问题，在数据延迟、丢包的情况下，仍然能准确、及时关闭动力空气阀门，显著提高出铝精度，使得电解槽物料、能源平衡，进而提高电解槽的电流效率。
相应的，本申请实施例还公开了一种空气阀门控制系统，参照图6所示，该系统包括：
待输入关联因子数据获取模块61，用于获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据；
抽铝速度确定模块62，用于将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度；
动力风源阀门关闭时刻确定模块63，用于根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭；
其中，所述目标数据模型为预先对获取到的目标样本进行分析而建立的包括抽铝速度及抽铝速度趋势的模型，其中，所述目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。
需要说明的是，本申请实施例公开的空气阀门控制系统还可以具体包括：
目标数据模型建立模块64，用于利用目标样本，通过数据分析的方法建立所述目标数据模型。
需要说明的是，本实施例中的各个模块的工作原理及相应技术部分的具体内容以及有益效果可参见本文上述实施例公开的空气阀门控制方法，在此不再赘述。
相应的，本申请实施例还公开了一种空气阀门控制设备，包括：
地面控制部件；所述地面控制部件包括处理器，所述处理器用于执行存储器中的计算机程序以实现获取抽铝速度关联因子的相应数据，得到待输入关联因子数据；将所述待输入关联因子数据输入至预先建立的目标数据模型，以确定抽铝速度；根据接收到的目标抬包重量和所述目标数据模型确定出的抽铝速度及对应的抽铝速度趋势确定动力风源阀门的关闭时刻，以便地面控制部件通过有线信号控制动力风源的阀门在所述关闭时刻关闭；其中，所述目标数据模型为预先对获取到的目标样本进行分析而建立的包括抽铝速度及抽铝速度趋势的模型，其中，所述目标样本包括抽铝速度关联因子以及对应的抽铝速度。
其中，本申请实施例中的地面控制部件可以是计算机，当然也可以是其他控制部件，例如PLC(Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器)。
需要说明的是，本申请实施例技术部分的具体内容及有益效果可参见本文上述实施例，在此不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种空气阀门控制方法、系统及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。