CN104899704A - 一种预焙阳极信息追溯系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预焙阳极信息追溯系统及方法，该系统包括：信息采集单元，包含阳极生产与质量信息采样模块、阳极更换信息采集模块等，同时以唯一阳极编号作为阳极整个生命周期的身份编号；数据存储单元，用于组织所接收到的采集数据，并以相关联的方式存储，同时通过数据库间的访问实现与铝电解实时生产数据互联；以及追溯查询单元，用于向数据存储单元发送质量信息查询请求和所查询阳极的关键字，以查询该阳极的生产批次信息和对应电解槽的历史生产数据，完成炭素阳极整个生命周期的信息追溯，生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策。基于本发明实现阳极质量信息与铝电解槽况的关联量化，为阳极质量的优化及铝电解生产精细化管理提供支持。

Description

一种预焙阳极信息追溯系统及方法

技术领域

本发明属于铝电解槽领域，特别是涉及一种预焙阳极信息追溯系统及方法。

背景技术

传统霍尔-埃鲁特法(Hall-Héroult)铝电解工艺一直是工业炼铝的唯一方法，铝电解槽则其核心设备。当前主流电解槽皆为大型或特大型预焙铝电解槽。作为铝电解的“心脏”，阳极质量的稳定直接影响着电解槽的稳定运行与能耗。当前铝电解行业为追求低能耗而执行的低电压工艺，导致电解槽的物料平衡、热平衡与磁流体稳定性皆处于高度敏感的临界区域。现今铝电解生产的换极过程中，不同批次预焙阳极之间质量的差异，会使得铝电解生产中的各项工艺参数指标随之变动，不利于铝电解的稳定生产与深度综合节能。

虽然当前铝电解生产的自动化、信息化程度有所提高，但仍然忽略了许多重要的信息，尤其是未能够将阳极的全部信息反馈至控制与工艺管理系统中。因此，根据现有的铝电解阳极管理的信息架构，只能初略了解每个批次阳极的质量信息，但对于阳极在电解槽中的电解行为、故障阳极的来源、批次以及质量的信息均不能获得。这将导致我们无法在生产中及时地将当前阳极信息反馈给控制系统，以便控制系统根据当前阳极状况优化生产过程的控制及调整相应的工艺参数，因而在生产中可能会出现不可预期的波动。

因此，就需要一种能够追溯整个阳极生命周期内，阳极信息及相关联电解槽信息的追溯系统及方法。

发明内容

针对上述的需求，本发明的目的是提供一种预焙阳极信息追溯系统及方法。该系统和方法可对当前预焙阳极进行唯一的身份编号，采集阳极质量与换极信息，并与其生产周期内相关的铝电解槽生产数据建立关联关系。通过专门的数据存储单元进行组织存储，为工艺数据查询分析和优化铝电解生产控制提供可能，从而减少生产中可能会出现的不可预期的波动，进一步保证生产过程的平稳运行。

本发明的技术解决方案如下：

一种预焙阳极信息追溯系统，包括：

信息采集单元100，包含阳极生产与质量信息采样模块101、阳极更换信息采集模块102，同时以唯一阳极编号作为阳极整个生命周期的身份编号；

数据存储单元200，包含阳极生产与质量信息处理模块201、阳极更换信息处理模块202，实现组织所接收到的数据，并以相关联的方式存储，同时通过数据库间的访问实现与铝电解实时生产数据互联；

追溯查询单元300，包含结果追溯与反馈决策模块301、查询结果处理模块302，通过向数据管理单元发送质量信息查询请求和所查询阳极的关键字，查询该阳极的生产批次信息和对应电解槽的历史生产数据，完成炭素阳极整个生命周期的信息管理与追溯，生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策。

所述的阳极生产与质量信息包括以下信息中的一种或多种：预焙阳极自身质量特性信息、阳极的供应商、生产批次或生产工艺类型。

所述的阳极更换信息包括以下信息中的一种或多种：铝电解槽编号、阳极更换时间或阳极在电解槽中的布置位置。

所述数据的存储关联方式为以阳极生产与质量信息数据表为父表，其中以阳极编号为主键；以阳极更换信息数据表为子表，其中以阳极编号为外键。

阳极生产与质量信息数据表和阳极更换信息数据表以外键关联的方式关联起来。

查询对象的关键字被包括在预焙阳极质量信息中，或者与预焙阳极质量信息相关联。

【可以向数据管理单元发送查询对象的多个关键字，以精确地找到该查询对象。】

一种预焙阳极信息追溯方法，采用所述的预焙阳极信息追溯系统，对预焙阳极信息进行追溯，包括以下步骤：

步骤a)：数据采集与阳极编号：对预焙阳极进行编号，并采集阳极生产与质量信息、阳极更换信息；

步骤b)：数据组织与关联：组织所接收到的数据，并以相关联的方式存储信息采集单元所采集的数据；

步骤c)：追溯查询与反馈决策：输入质量信息查询请求和所查询阳极的关键字，以查询该阳极的生产与质量信息、换极生产数据及对应槽号的铝电解生产数据，完成炭素阳极整个生命周期的信息追溯，生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策。

有益效果：

本发明的优点：

(1)实现铝电解企业对预焙阳极信息采集的需求，能够自动地采集并存储阳极质量数据。

(2)建立了预焙阳极信息可追溯体系，数据管理有序。通过阳极更换信息管理模块，可以从生产数据直接追溯到对应阳极的质量信息，也可以从唯一阳极编号直接查询其生产情况。

(3)新建了阳极更换信息数据表，搭建起阳极质量信息和铝电解生产数据信息之间的桥梁，方便数据操作，使得追溯查询的逻辑操作更清晰。并且无需改动铝电解生产数据库结构，保证了原有系统的稳定。

(4)以外键关联的方式将阳极质量信息和阳极更换信息关联起来，可以在数据库层面保证数据的逻辑性和合理性，并且能够在生产过程中保持二者数据的一致性、完整性。

(5)与现有的铝电解生产数据管理的互联。本发明的系统可以建立阳极质量信息与相关生产数据的关联性，并可以自动根据追溯查询结果，为阳极生产、换极工艺的提供决策支持。如在铝电解生产中，可以根据历史生产数据和历史阳极质量信息，分析出并根据阳极质量选用适宜当前运行状态的阳极，进一步保证生产过程的平稳运行。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的追溯系统；

图2示出了阳极生产与质量信息的一个示例；

图3示出了阳极更换信息的一个示例；

图4示出了根据本发明实施例的用户查询输入界面的屏幕图；

图5示出了预焙阳极质量信息追溯查询结果的屏幕图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不受实施例所限。

根据本发明实施例的预焙阳极信息追溯系统如图1所示，是预焙阳极信息追溯系统的结构示意图。该追溯与管理系统包含：信息采集单元100，包含阳极生产与质量信息采样模块101、阳极更换信息采集模块102，同时以唯一阳极编号作为阳极整个生命周期的身份编号；

数据存储单元200，包含阳极生产与质量信息处理模块201、阳极更换信息处理模块202，实现组织所接收到的数据，并以相关联的方式存储，同时通过数据库间的访问实现与铝电解实时生产数据互联；

追溯查询单元300，包含结果追溯与反馈决策模块301、查询结果处理模块302，通过向数据管理单元发送质量信息查询请求和所查询阳极的关键字，查询该阳极的生产批次信息和对应电解槽的历史生产数据，完成炭素阳极整个生命周期的信息管理与追溯，生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策。

下面结合图1来描述此预焙阳极信息追溯系统的操作流程。

首先，炭素原料经过一定炭素工艺在炭素车间被制作成预焙阳极，此时预焙阳极的质量信息通过网络系统传输到阳极生产与质量信息采样模块101，同时采集模块对各个预焙阳极进行编号。阳极生产与质量信息包括以下信息中的一种或多种：预焙阳极自身质量特性信息、阳极的供应商、生产批次、生产工艺类型。在铝电解生产的正常生产周期内，需要定时更换上新的预焙阳极，更换信息通过云架构传输到阳极更换信息采集模块102中。阳极更换信息包括以下信息中的一种或多种：铝电解槽编号、阳极更换时间、阳极在电解槽中的布置位置等。

图2、3示出了阳极生产与质量信息和阳极更换信息的一个示例。

该信息采集单元可以是自动采集设备，例如自动扫描仪，用于扫描预焙阳极导杆上喷涂的条码，也可以是键盘等输入设备，用于由用户手动输入信息。如图1所示，信息采集单元100包括阳极生产与质量信息采样模块101和阳极更换信息采集模块102，用于分别采集阳极生产与质量信息和阳极更换信息。

信息采集单元100在采集了所需的数据后，把这些数据通过网络发送到数据存储单元200，并由数据存储单元对其进行存储与整理。数据存储单元可以包括阳极生产与质量信息处理模块201和阳极更换信息处理模块202，分别存储与处理阳极生产与质量信息和阳极更换信息。

阳极生产与质量信息处理模块201中的阳极生产与质量信息数据表，是以阳极编号为主键建立的二维表。阳极更换信息处理模块202中的阳极更换信息数据表，是以阳极编号为外键建立的二维表。两个表以外键关联的方式关联起来，对表的结构添加这个约束，可以保证表中数据的完整性和一致性。当需要改变表中的数据时，需要同时改变两个表中的数据。

在本发明的实施例中，对预焙阳极进行编号，可以记录每一个预焙阳极的具体编号，并根据这个唯一阳极编号，能够达到阳极追溯的目的；同时，通过把预焙阳极的编号和与现有的铝电解生产数据的互联，建立阳极质量信息与相关生产数据的关联性，有助于今后控制系统根据阳极质量信息来优化生产控制，为阳极生产、换极工艺的提供决策支持。

当用户通过追溯查询单元300输入阳极的编号或关联名称，查询该阳极的质量信息时，追溯查询单元300会处理所输入的请求，并以所输入的编号或关联名称作为关键字，向数据管理单元200发送质量信息查询请求和关键字，以进行查询。

数据存储单元200向在接收到质量信息查询请求和关键字时，在所存储的数据中搜索，查询与该编号或名称有关的预焙阳极质量信息。然后，数据存储单元200向追溯查询单元300反馈与该阳极有关的质量信息和生产数据。追溯查询单元300还包括查询结果处理模块302，用于对查询结果进行处理，以便于用户查看的方式显示查询结果。

当然，用户可以通过追溯查询单元300输入多个关键字进行组合查询，以定位所要追溯的阳极。如图4所示，用户使用例如输入SQL语句的方式输入组合查询条件时，数据管理单元200以所输入的多个关键字对所存储的数据进行匹配，并将匹配的结果如图5显示在屏幕上，呈现给用户。

图5示出了预焙阳极质量信息追溯查询结果的一个示例。

追溯查询单元300还可以包含结果追溯与反馈决策模块301。在数据存储单元200完成查询并返回了该阳极的生产与质量信息、换极生产数据及对应槽号的铝电解生产数据之后，通过结果追溯与反馈决策模块301，可以生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策，并将其反馈到炭素阳极制备过程与铝电解生产过程中。

Claims (7)

1.一种预焙阳极信息追溯系统，其特征在于，包括：

信息采集单元100，包含阳极生产与质量信息采样模块101、阳极更换信息采集模块102，同时以唯一阳极编号作为阳极整个生命周期的身份编号；

数据存储单元200，包含阳极生产与质量信息处理模块201、阳极更换信息处理模块202，实现组织所接收到的数据，并以相关联的方式存储，同时通过数据库间的访问实现与铝电解实时生产数据互联；

追溯查询单元300，包含结果追溯与反馈决策模块301、查询结果处理模块302，通过向数据管理单元发送质量信息查询请求和所查询阳极的关键字，查询该阳极的生产批次信息和对应电解槽的历史生产数据，完成炭素阳极整个生命周期的信息管理与追溯，生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策。

2.根据权利要求1所述的预焙阳极信息追溯系统，其特征在于：所述的阳极生产与质量信息包括以下信息中的一种或多种：预焙阳极自身质量特性信息、阳极的供应商、生产批次或生产工艺类型。

3.根据权利要求1所述的预焙阳极信息追溯与管理系统，其特征在于：所述的阳极更换信息包括以下信息中的一种或多种：铝电解槽编号、阳极更换时间或阳极在电解槽中的布置位置。

4.根据权利要求1所述的预焙阳极信息追溯系统，其特征在于：所述数据的存储关联方式为以阳极生产与质量信息数据表为父表，其中以阳极编号为主键；以阳极更换信息数据表为子表，其中以阳极编号为外键。

5.根据权利要求1所述的预焙阳极信息追溯系统，其特征在于：阳极生产与质量信息数据表和阳极更换信息数据表以外键关联的方式关联起来。

6.根据权利要求1所述的预焙阳极信息追溯系统，其特征在于：查询对象的关键字被包括在预焙阳极质量信息中，或者与预焙阳极质量信息相关联。

7.一种预焙阳极信息追溯方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的预焙阳极信息追溯系统，对预焙阳极信息进行追溯，包括以下步骤：

步骤a)：数据采集与阳极编号：对预焙阳极进行编号，并采集阳极生产与质量信息、阳极更换信息；

步骤b)：数据组织与关联：组织所接收到的数据，并以相关联的方式存储信息采集单元所采集的数据；

步骤c)：追溯查询与反馈决策：输入质量信息查询请求和所查询阳极的关键字，以查询该阳极的生产与质量信息、换极生产数据及对应槽号的铝电解生产数据，完成炭素阳极整个生命周期的信息追溯，生成炭素阳极与电解槽操作工艺参数的决策。