摘要：在电解铝生产过程当中对控制系统进行研究和应用有着十分重要的意义。随着国民经济的不断发展，我国电解铝行业的生产也得到了迅速的扩张，在这样的情况下，对电解铝生产过程控制系统进行研究和应用，有利于管理模式进行创新，同时有利于铝厂自动化和运行水平的提升。
关键词：电解铝；生产过程；控制系统；研究应用
引言：
目前我国已经处在电解铝行业高速发展的阶段，随着新建电解铝项目规模的不断扩大，供电电流的逐渐增大，电解铝行业的安全生产和高效管理被社会各界广泛重视。目前从铝业自动化系统的建设模式上来看，电解铝生产仍然采用的是计算机采集监视人工操作的生产模式，现在仍然以人与人电话沟通与操作值班为主，所以导致沟通慢、事故处理协调能力弱等各种各样问题的出现，在这样的情况下，对电解铝生产过程控制系统进行研究和应用，有利于提升电解铝的自动化水平。
一、系统架构
在电解铝生产过程当中，对控制系统进行研究和应用有着十分重要的作用，因此，研究系统架构的现实意义十分重大。电解铝生产过程当中的控制系统应该以安全运行生产为目的，在这样的基础上进行整体设计，从而令控制系统能够满足安全性、可靠性和实用性的要求，在电解铝生产的过程当中建立面向全局、开放式、分层分布的控制系统，从而能够有效地对电解与生产过程进行优化[1]。
电解铝生产过程当中控制系统的收集等系统信息应该实行信息共享，对生产信息和设备状态也应该进行数据分析处理；如果出现了一些安全问题，那么要有安全保障机制来兜底；另外，在生产过程当中可能会出现能源消耗的现象，那么采取有效的措施减少能源消耗的现象有着十分重要的意义，能够令能源指标合理优化，所以在电解铝生产过程当中，针对控制系统的系统架构进行研究，有利于令设备管理水平得到提升，达到安全运行生产的目的。
二、系统功能及软件设计
电解铝生产过程控制系统应该按照四大功能体系来进行设计规划，这四大功能体系分别是生产运行自动化、设备状态监测与全寿命管理、生产安全保障、能耗与节能管理。
生产运行自动化是指在电解铝生产过程当中对所需要的一系列设备和信息都进行生产运行的全面监控。
设备状态监测与全寿命管理，指的是在综合自动化系统平台上，将设备状态监测功能与设备全寿命管理等高级的应用进行融合，从而令设备管理功能得到提升，不断促进系统管理能力的提高，令设备的全寿命管理得到理论方面的知识和实践方面的基础。
生产安全保障主要指的是在电解铝生产过程当中，能够提高生产运行的安全性和可靠性，在运行的过程当中，运行系统可以进行自动防护，在事故发生之前，可以进行预测与告警；在事故发生之后，可以对事故进行追溯和繁衍。所以在电解铝生产过程控制系统发展的过程当中，生产安全保障能够对生产设备提供坚持控制及管理功能，同时也能够采取全面可靠的安全保障措施，不断促进电解铝生产过程控制系统的发展[2]。
能耗与节能管理指的是在铝厂扩大电解铝产能的过程当中，能够对能源进行合理科学的计划和利用控制电解槽的能源消耗情况，真正的做到节约能源，从而令电解铝生产过程当中的经济效益得到提高。
三、系统应用
电解铝生产过程当中的控制系统性应用是一项非常复杂的过程，因此一定要有一套详细的电解铝生产过程控制系统解决方案，这一套方案应该包括生产运行自动化系统、设备状态监测系统、生产安全保障系统、能耗与节能管理系统。
（一）生产运行自动化系统
生产运行自动化系统所包含的子系统很多，主要包括系统监控监控系统和设备层子系统。因此，在运用生产运行自动化系统时，应该对系统监控系统、整流所自动化子系统、电解槽控制系统、常用电子系统、智能直流电源子系统、视频监控子系统进行科学和合理的规划，只有这样才能够令这些系统更好的发挥出自身的作用。
系统监控系统能够对数据实现收集汇总和信息的共享，当发生了事故时，可以进行预警和故障快速处理。而整流所自动化子系统能够为系统提供可靠的电力；电解槽控制系统能够对电解槽进行监控，综合监控系统与操控及通信在电解各工区配置就地工作站和大屏幕显示工作站能够令操控信息和画面的形象化、智能化真正地展现出来。此外，电解槽控制系统也能够实现电解工区的数据录入报警事件查询、数据查询和三维信息展示等功能，所以在电解槽控制系统运用的过程当中，应该配置无线报警及广播终端，如果电解槽在工作的过程当中出现了异常的现象，那么就会进行语音告警提示或者广播[3]。
另外，在生产运行自动化系统运用的过程当中，常用电子系统也非常的重要，通过常用电子系统能够实现节能分析和经济性分析，从而能够给出节能的建议，对整个电解铝生产过程的控制系统进行优化整合。
智能直流电源子系统能够实现对蓄电池组定期的充电和放电维护，从而使各种测试功能能够得到更好的实现，。
视频监控紫系统配置在与生产联系非常紧密的视频监控点内发挥了非常重要的作用，视频监控子系统与综合监控紫系统能够进行无缝集成，从而实现电解整流的视频联动故障处理的过程录像，能够提升系统的自动化程度和运行管理水平。
（二）设备状态监测系统
在电解铝企业发展的过程当中，设备状态监测系统非常的重要，这主要是因为如果设备出现了非正常停运或者突发性事故，往往有可能会造成经济损失和人员伤亡，而利用设备状态监测系统能够有效的避免这些现象的发生。能够稳定设备的安全，令这些设备能够可靠地运行，这对于铝厂的安全运行有着非常重要的作用，因此，通过完善设备在线监测系统，能够对设备相关的信息量进行采集，避免设备在工作过程当中出现突发性事故或非正常停运的现象，真正令设备实现在线监测和寿命管理功能。
（三）生产安全保障系统
生产安全保障系统能够有效促进电解铝生产过程的安全化和可靠化，生产安全保障系统能够将事故从萌芽、发生、发展、发生后的过程进行实时的监控，从而对事故发生过程当中的各种参数进行可靠的分析，对其进行处理，使事故得到有效的控制，最大限度的实现事故隔离后局部分解。通过事故处理的自动化，避免事故扩大，将电解铝生产企业的经济损失降低到最小，所以在生产选保障系统运行的过程当中，每个环节和流程都能够形成闭环式的控制系统，最终实现生产运行系统的安全最优防护体系。
（四）能耗与节能管理系统
能耗与节能管理系统能够令电解铝生产企业全面地掌握每个环节所具体产生的能量损耗现象，从而令各个环节和各个时间段的能量关系展现出来，在电解铝生产企业发展的过程当中，为了降低能源成本，增加企业的收益，能耗与节能管理系统有着非常重要的意义。所以在电解铝项目发展的过程当中，采用能耗与管理系统，可以对整个生产过程的消耗和产量有一个更为清晰的认识，各个生产车间可以根据该系统内所计算出的能耗进行相应的比较，使自己的生产过程更加的合理，不断促进电解铝生产企业的收益。
四、结束语
在电解铝企业发展的过程当中，提升电解铝生产过程控制系统的自动化有着十分重要的意义，有利于令生产过程自动化水平得到提高，同时，能够改善电解铝企业的工作环境，对电解铝生产运行的设备寿命进行预测和评估，真正的实现安全生产，建立安全生产防护机制，使电解铝生产企业能够安全稳定有序的运行。在电解铝企业发展的过程当中，引进生产流程，优化理念，不断地提高电解铝的工作质量和效率，降低电解铝的生产成本，使电解铝企业能够在生产的过程当中节约能源消耗，提升自身的经济效益，。对控制系统自动化进行研究是一个循序渐进渐进的过程，所以在电解铝生产的过程当中，研究控制系统有利于促进我国电解铝生产过程的运行管理水平提升。
参考文献：
[1]朱邦成. 电解铝生产过程控制系统的研究和应用[J]. 世界有色金属, 2019(4).
[2]许和平, 郭王勇, 张国秦,等. 电解铝生产过程控制系统的研究和应用[C]// 中国科协年会:, 全国铝冶金技术研讨会. 2013.
[3]唐秀茂. 探析电解铝生产设备的智能化操控系统[J]. 低碳世界, 2018, 185(11):292-293.