一种基于大数据的铝电解生产监测管理方法与流程

本发明涉及铝电解监测，尤其涉及一种基于大数据的铝电解生产监测管理方法。

背景技术：

1、铝电解就是通过电解得到的铝，现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。

2、现有技术中，在对铝电解过程中，通入电流在高温下进行电解，在电解过程中存在以下缺陷：

3、①：工作人员在进行工作时，不能够根据铝电解过程中周围环境进行监测，对工作人员进行管理，在环境发生变化时，不能及时的提醒，影响工作人员的身体安全；

4、②：在铝电解过程中，电解槽工作容易发生损耗，在进行使用时，根据使用时间进行更换，不能够在铝电解过程中实时对电解槽进行监测，及时对电解槽进行更换，影响铝电解的生产效率；

5、③铝电解过程中，随着电解槽的使用，铝电解过程中的产量以会变低，生产成本会逐渐升高，不能够有效对铝电解过程中进行监测，进行合理生产，因此本发明提出了一种基于大数据的铝电解生产监测管理方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于大数据的铝电解生产监测管理方法，本发明在对铝电解进行监测，对铝电解生产过程中的生产数据以及环境数据进行获取，根据生产数据对铝电解过程中电解槽的使用进行判断，根据环境数据对铝电解过程中的环境进行判断，提高了铝电解生产的监测效果，提高铝电解的生产效率。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于大数据的铝电解生产监测管理方法，其特征在于，所述在进行监测过程中，具体包括以下步骤：

3、步骤s1：对铝电解过程中的电解槽工作温度进行获取，得到温度信息，对铝电解过程中的阴阳极电流以及工作t时间段后铝液的产量进行获取，得到电流信息以及铝液产量信息，对电解槽工作过程中的环境信息进行获取；

4、步骤s2：接收温度信息中的加工温度信息以及外界温度信息进行分析，通过加工温度信息对到达加工温度的加工时间值进行获取，通过外界温度信息对温度数值进行获取；

5、步骤s3：接收电流信息，根据每次铝电解过程中阴极电流值和阳极电流值的电流通电时间进行记录，得到记录时间，根据阴极电流值和阳极电流值结合记录时间对铝电解过程中的用电总量进行求取，根据铝液产量信息对用电总量对应的电解铝重量值进行获取；

6、步骤s4：接收加工时间值、温度数值、用电总量、电解铝重量值结合标准生产数据对生产参考值进行求取，对电解槽需要更换时铝电解的加工时间值、温度数值、用电总量、电解铝重量值进行获取，对生产临界值进行获取；

7、步骤s5：接收环境信息对电解槽工作过程中的外界环境数值进行获取，对标准环境信息进行获取，结合获取的环境信息对环境差异值进行求取；

8、步骤s6：接收生产参考值以及对铝电解过程中电解槽使用进行判断，根据生产参考值以及环境差异值设定安全使用区间以及危险区间，当到达危险区间，发出警报。

9、进一步地，所述步骤s1中，对温度信息以及铝液的产量进行获取具体如下：

10、步骤s11：获取的n次铝电解的加工温度，得到的n个加工温度为温度信息；

11、步骤s12：通过电流测试仪对每次铝电解过程中的阴极电流和阳极电流进行获取，得到阴极电流值和阳极电流值，n次得到的阴极电流值和阳极电流值为电流信息；

12、步骤s13：铝电解完成后，通过真空抬包对电解槽内的铝液进行抽取，在铝液冷却固化后通过称量器进行称量，得到电解铝重量值，n次得到的电解铝重量值为铝液产量信息。

13、进一步地，对环境信息进行获取，具体如下：

14、通过烟雾浓度传感器对烟雾浓度进行获取，得到烟雾浓度值，温度监测仪对环境温度进行测量得到外界温度值，二氧化碳传感器对空气中的二氧化碳浓度进行获取，得到二氧化碳浓度值，氧气传感器对空气中的氧气浓度进行监测得到氧气浓度值，粉尘浓度传感器对空气中的粉尘浓度进行获取得到粉尘浓度值；

15、获取的烟雾浓度值、外界温度值、二氧化碳浓度值、氧气浓度值以及粉尘浓度值为获取的环境信息。

16、进一步地，所述步骤s4中，对标准电解数据进行获取，具体步骤如下：

17、步骤s41：对电解槽初始使用过程中电解氧化铝所用的电解时间以及外界温度数值进行获取，对每个外界温度数值对应的电解时间进行获取；

18、步骤s42：将电解时间按照降序进行排列，获取最短的电解时间对应的外界温度数值，将最短的电解时间定义为标准电解时间，将对应的外界温度数值定义为标准温度数值；

19、步骤s43：对标准温度数值获取的al重量进行获取，得到标准重量值；

20、步骤s44：对标准电解时间工作过程中的用电总量进行获取，若获取一个用电总量则判定当前用电总量为标准用电总量，若获取多个用电总量，选取最小的用电总量，将最小的用电总量定义为标准用电总量。

21、进一步地，所述步骤s5中，对环境差异值进行求取，具体步骤如下：

22、步骤s51：对铝电解过程中同一时间获取环境信息中的烟雾浓度值、外界温度值、二氧化碳浓度值、氧气浓度值以及粉尘浓度值接收；

23、步骤s52：对标准环境信息中的标准烟雾浓度值、标准外界温度值、标准二氧化碳浓度值、标准氧气浓度值以及标准粉尘浓度值进行获取；

24、步骤s53：对环境差异值进行求取。

25、进一步地，所述步骤s6中，根据环境差异值进行区间划分具体如下：

26、接收环境差异值，将环境差异值按照从小到大的顺序进行排列，获取最小的环境差异值hjcymin与最大的环境差异值hjcymax；

27、将最小的环境差异值与最大的环境差异值进行比较，若3×hjcymin＜hjcymax，则设定在[hjcymin，3×hjcymin)为安全环境区间；

28、在[3×hjcymin，hjcymax]为危险环境区间，若在危险环境区间，服务器控制警报模块直接发出第一警报信号；

29、若3×hjcymin＞hjcymax，则判断为安全环境，警报模块不发生警报。

30、进一步地，所述步骤s6中，根据生产参考值进行区间划分具体如下：

31、接收生产参考值和生产临界值lscz进行判断，获取最小的生产参考值，设定为sczmin；

32、在[sczmin，lscz]之间设定生产安全空间和生产危险区间，生产安全区间取值在[sczmin，3/4×lscz]之间；

33、生产危险区间取值在(3/4×lscz，lscz]之间，获取的生产参考值在生产危险区间时，及时对铝电解过程中的电解槽进行更换。

34、进一步地，对环境差异值进行求取具体公式如下：

35、hjcy＝a1×|byw-yw|+a2×|bwd-wd|+a3×|btnd-tnd|+a4×|bynd-ynd|+a5×|bfnd-fnd|；

36、其中，标准环境信息包括标准烟雾浓度值、标准外界温度值、标准二氧化碳浓度值、标准氧气浓度值以及标准粉尘浓度值；

37、a1、a2、a3、a4以及a5是固定数值的比例系数，且a1、a2、a3、a4以及a5均大于零，byw表示标准烟雾浓度值，yw表示烟雾浓度值，bwd表示标准外界温度值，wd表示外界温度值，btnd表示标准二氧化碳浓度值，tnd表示二氧化碳浓度值，bynd表示标准氧气浓度值，ynd表示氧气浓度值，bfnd表示标准粉尘浓度值，fnd表示粉尘浓度值。

38、进一步地，所述步骤s4中，对生产参考值进行求取，具体如下：

39、通过公式scz＝c1×(btg-tg)2+c2×(bws-ws)2+c3×(bq-q)2+c4×(bgl-gl)2；对生产参考值进行求取；

40、scz表示生产参考值，c1、c2、c3以及c4为固定数值的比例系数，取值均大于0，btg表示标准电解时间，tg表示加工时间值，bws表示标准温度数值，ws表示温度数值，bq表示标准用电总量，q表示用电总量，bgl表示标准重量值，gl表示电解铝重量值。

41、进一步地，对用电总量ydzl进行求取具体请参阅以下公式：

42、ydzl＝y1a×tj+y2a×tj；

43、y1a表示阴极电流值，y2a表示阳极电流值，tj表示记录时间。

44、本发明的有益效果：

45、1.本发明在对铝电解进行监测，对铝电解生产过程中的生产数据以及环境数据进行获取，根据生产数据对铝电解过程中电解槽的使用进行判断，根据环境数据对铝电解过程中的环境进行判断，提高了铝电解生产的监测效果，提高铝电解的生产效率。

46、2.本发明通过对电解槽初始使用对铝电解过程中的多个数据进行获取，将获取的数据定义为标准数据，通过设置多个标准数据结合电解槽工作过程中的数据对电解槽生产参考值进行求取，根据生产参考值对电解槽进行判断，对电解槽进行及时的更换。