CN114913675A - 一种铝电解生产实时监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了涉及铝电解技术领域，用于解决现有的电解槽的生产数据信息仅能通过固定的安装电解工作站的电脑上进行查看以及对电解槽进行实时监控和维护，受区域、空间以及当班人员技术水平的制约，难以进行高质量的管控和调整的问题，具体涉及一种铝电解生产实时监控系统，包括数据采集模块、处理器、指纹采集模块、数据库、终端操作模块以及维护分析模块；终端操作模块包括电脑终端、手机终端以及异常警示单元，该系统能够精确的判断电解槽是否出现异常，从而对电解槽进行实时监控，保证了电解槽的长期安全稳定运行，而且该系统确保了管理人员一定能够接收到，从而能够及时作出反应，从而避免损失甚至造成安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解技术领域，具体涉及一种铝电解生产实时监控系统。
背景技术
目前电解槽的生产数据信息仅能通过固定的安装电解工作站的电脑上进行查看，受区域、空间制约性较大，难以达到电解槽长期安全稳定运行的目的，同时，在管理人员下班的情况下，尤其中夜班期间的管理，仅靠当班作业人员的管控，受制于当班人员的技术水平制约，难以进行高质量的管控和调整，而且依赖当班作业人员对电脑实时监控，如果当班作业人员监控时出现疏忽且不能及时作出反应，一旦电解槽发生异常会造成严重损失甚至出现安全隐患。
因此，如何对电解槽进行24h不间断的高质量实时监控是本发明的关键，因此，亟需一种铝电解生产实时监控系统来解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种铝电解生产实时监控系统：通过指纹采集模块采集管理人员指纹，并将采集的指纹标记为验证指纹发送至数据库中储存，数据库中还储存有排班表以及铝电解生产过程中产生的生产数据信息，之后利用终端操作模块的电脑终端可以实时查看生产数据信息，通过终端操作模块的手机终端可以经过指纹验证后可以实时查看生产数据信息，之后可以对生产数据进行调整或者及时对电解槽进行维修，解决了现有的电解槽的生产数据信息仅能通过固定的安装电解工作站的电脑上进行查看以及对电解槽进行实时监控和维护，受区域、空间以及当班人员技术水平的制约，难以进行高质量的管控和调整的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种铝电解生产实时监控系统，包括处理器、终端操作模块以及维护分析模块；
所述处理器用于将接收到的温度参数、电流均匀参数以及维护值进行分析处理，得到预警信号，并将报警信号发送至终端操作模块；
所述终端操作模块用于根据接收到报警信号后，产生信息反馈信号对管理人员进行警示处理，同时将信息反馈信号发送至维护分析模块，管理人员根据生产数据信息判断异常出现原因，之后对生产数据信息进行调整或者进行维修，终端操作模块包括电脑终端、手机终端以及异常警示单元，信息反馈信号包括信息接收信号与警示接收信号，具体过程如下：
异常警示单元接收到报警信号后，电脑终端或手机终端显示出“生产异常”字样，管理人员通过电脑终端发送信息接收信号，并将信息接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，之后管理人员通过电脑终端获取数据库中的生产数据信息，根据生产数据信息判断异常出现原因，之后管理人员对生产数据信息进行调整或者进行维修；
若异常警示单元在预设时间之内未接收到信息接收信号，异常警示单元从数据库中获取排班表，按照排班表对应的日期获取当天管理人员信息，将管理人员信息按照排班表顺序进行依次排列，异常警示单元根据管理人员信息对位于第一位的管理人员进行拨打电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，停止拨通电话，接通电话的管理人员通过手机终端登录app，录入指纹，指纹录制成功后发送至数据库与验证指纹进行匹配，若匹配成功后管理人员通过手机终端成功登录app，成功登录app后管理人员通过手机终端生成警示接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，异常警示单元接收到警示接收信号后停止拨通电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，预设时间之内未成功登录app，异常警示单元未接收到警示接收信号，或者位于第一位的管理人员未接通电话，根据管理人员信息对位于第二位的管理人员进行拨打电话，以此类推，直至拨通电话且异常警示单元接收到警示接收信号为止；
管理人员通过手机终端获取数据库中的生产数据信息，根据生产数据信息判断异常出现原因，之后管理人员对生产数据信息进行调整或者进行维修；
所述维护分析模块用于根据信息反馈信号进行维护分析，并将维护分析的结果发送至处理器。
作为本发明进一步的方案：还包括数据采集模块、指纹采集模块以及数据库；
所述指纹采集模块用于采集管理人员指纹，并将采集的指纹标记为验证指纹发送至数据库中储存；所述数据库用于储存验证指纹、排班表以及铝电解生产过程中产生的生产数据信息；所述数据采集模块用于采集电解槽数据，并将采集的电解槽数据发送至处理器中；电解槽数据包括温度参数、电流均匀参数。
作为本发明进一步的方案：所述数据采集模块采集电解槽数据的过程如下：
数据采集模块包括温度采集单元与电流采集单元，温度采集单元采集电解槽的槽温以及外部环境温度，并将槽温与环境温度分别标记为Tc和Th，将槽温 Tc和环境温度Th的数值代入公式Wc＝αTc+βTh得到温度参数Wc，其中，α、β均为预设权重系数，α＞β＞0，且α+β＝1，电流采集单元采集若干根碳阳极上的电流，将碳阳极依次标记为Yj，j＝1……n，n为正整数，将对应碳阳极上采集的电流标记为IYj，将若干个电流IYj按照从小到大的顺序进行排列，若碳阳极个数为单数，选择位于中间位置的一个电流IYj标记为中位电流IYz，若碳阳极个数为双数，选择位于中间位置的两个电流IYj的平均数标记为中位电流IYz，将若干个电流IYj以及中位电流IYz的数值代入公式
得到电流均匀参数IYc，数据采集模块将温度参数Wc与电流均匀参数IYc发送至处理器中。
作为本发明进一步的方案：所述处理器分析处理的过程如下：
处理器接收到温度参数Wc、电流均匀参数IYc以及维护值Wh后代入公式 YJz＝d1×Wc+d2×IYc+d3×Wh得到预警值YJz，其中d1、d2、d3均为预设比例系数，其中d2＞d1＞d3，处理器将预警值YJz与预设的报警阈值YJy进行比较，若预警值YJz＜报警阈值YJy，则不进行任何操作，若预警值YJz≥报警阈值YJy，则生成报警信号，处理器将报警信号发送至终端操作模块。
作为本发明进一步的方案：所述维护分析模块维护分析的过程如下：
维护分析模块将信息反馈信号的接收时刻与上一次的接收时刻的时间差标记为SJc，若是上一次的未接收信息反馈信号，则将信息反馈信号的接收时刻与电解槽的安装时间的时间差标记为SJc，维护分析模块将信息接收信号与警示接收信号的接收次数分别标记为Xc与Jc，维护分析模块将信息接收信号接收次数 Xc、警示接收信号接收次数Jc以及时间差SJc的数值代入公式Wh＝(Xc+ Jc)γ+δ×SJc得到维护值Wh，其中γ、δ均为预设权重因子，γ＞δ＞0，且γ+δ＝1，维护分析模块将维护值Wh发送至处理器中。
本发明的有益效果：
本发明的一种铝电解生产实时监控系统，通过指纹采集模块采集管理人员指纹，并将采集的指纹标记为验证指纹发送至数据库中储存，数据库中还储存有排班表以及铝电解生产过程中产生的生产数据信息，之后利用终端操作模块的电脑终端可以实时查看生产数据信息，通过终端操作模块的手机终端可以经过指纹验证后可以实时查看生产数据信息，因此，管理人员可以24小时在线查看电解槽的实时曲线、加料状态、工作状态、工艺曲线、两小时快线这些生产数据信息，对异常信息可提前进行预判和调整，不再受限于电脑、区域限制，只要手机能够联网，就能够使用该系统，而且手机终端在查看过程中需要指纹验证，实现了生产数据信息与访问者之间信息安全隔离，保证了生产数据信息的安全性；
通过数据获取模块采集温度参数、电流均匀参数，通过维护分析模块获取维护值，处理器将接收到的温度参数、电流均匀参数以及维护值进行分析得到预警值，处理器将预警值与预设的报警阈值进行比较，若预警值≥报警阈值，则生成报警信号，通过对温度参数、电流均匀参数以及维护值数据分析得到预警值，能够将三个影响因素进行综合处理，得到一个综合数据，从而能够精确的判断电解槽是否出现异常，从而对电解槽进行实时监控，保证了电解槽的长期安全稳定运行；
通过终端操作模块进行警示处理，若电脑终端前存在管理人员，在出现异常时能够及时的通过电脑终端对异常信息进行处理，若是电脑终端前不存在管理人员，通过异常警示单元对管理人员进行警示，之后管理人员通过手机终端对异常信息进行处理，异常警示单元确保了管理人员一定能够接收到，从而对电解槽能够进行实时监控从而避免了异常情况发生且一旦发生能够及时作出反应，从而避免损失甚至造成安全隐患。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中一种铝电解生产实时监控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1所示，本实施例为一种铝电解生产实时监控系统，包括：
指纹采集模块，用于采集管理人员指纹，并将采集的指纹标记为验证指纹发送至数据库中储存；
数据库，用于储存验证指纹、排班表以及铝电解生产过程中产生的生产数据信息；排班表包括日期以及管理人员信息，管理人员信息包括姓名以及电话号码，生产数据信息包括电解槽实时曲线、加料状态、工作状态、工艺曲线、两小时快线；
数据采集模块，用于采集电解槽数据，并将采集的电解槽数据发送至处理器中；电解槽数据包括温度参数、电流均匀参数；
数据采集模块采集电解槽数据的过程如下：
数据采集模块包括温度采集单元与电流采集单元，温度采集单元采集电解槽的槽温以及外部环境温度，并将槽温与环境温度分别标记为Tc和Th，将槽温 Tc和环境温度Th的数值代入公式Wc＝αTc+βTh得到温度参数Wc，其中，α、β均为预设权重系数，α＞β＞0，且α+β＝1，取α为0.83，β为0.17，温度采集单元将槽温以及外部环境温度进行综合处理，从而得到综合数据，从而能够避免由于槽温以及外部环境温度过高从而对电解槽的异常造成影响，电流采集单元采集若干根碳阳极上的电流，电解槽上阳极的数量一般为从24到60根之间，将碳阳极依次标记为Yj，j＝1……n，n为正整数，将对应碳阳极上采集的电流标记为IYj，将若干个电流IYj按照从小到大的顺序进行排列，若碳阳极个数为单数，选择位于中间位置的一个电流IYj标记为中位电流IYz，若碳阳极个数为双数，选择位于中间位置的两个电流IYj的平均数标记为中位电流IYz，将若干个电流IYj以及中位电流IYz的数值代入公式
得到电流均匀参数IYc，电流采集单元将若干根碳阳极上的电进行综合处理，从而得到综合数据，从而能够避免由于单根或者几根碳阳极上的电流异常变大或者异常降低从而导致碳阳极电流分布不均匀从而对电解槽的异常造成影响，数据采集模块将温度参数Wc与电流均匀参数IYc发送至处理器中；
处理器，用于将接收到的温度参数、电流均匀参数以及维护值进行分析处理，得到预警信号，并将报警信号发送至终端操作模块；
处理器分析处理的过程如下：
处理器接收到温度参数Wc、电流均匀参数IYc以及维护值Wh后代入公式 YJz＝d1×Wc+d2×IYc+d3×Wh得到预警值YJz，其中d1、d2、d3均为预设比例系数，其中d2＞d1＞d3，d1取2.314，d2取1.882，d3取1.618，处理器将预警值YJz与预设的报警阈值YJy进行比较，若预警值YJz＜报警阈值YJy，则不进行任何操作，若预警值YJz≥报警阈值YJy，则生成报警信号，处理器将报警信号发送至终端操作模块；
终端操作模块，用于根据接收到报警信号后，产生信息反馈信号对管理人员进行警示处理，同时将信息反馈信号发送至维护分析模块，管理人员根据生产数据信息判断异常出现原因，之后对生产数据信息进行调整或者进行维修；信息反馈信号包括信息接收信号与警示接收信号；
终端操作模块警示处理的过程如下：
异常警示单元接收到报警信号后，电脑终端或手机终端显示出“生产异常”字样，管理人员通过电脑终端发送信息接收信号，并将信息接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，之后管理人员通过电脑终端获取数据库中的生产数据信息，根据生产数据信息判断异常出现原因，之后管理人员对生产数据信息进行调整或者进行维修；
若异常警示单元在五分钟之内未接收到信息接收信号，异常警示单元从数据库中获取排班表，按照排班表对应的日期获取当天管理人员信息，将管理人员信息按照排班表顺序进行依次排列，异常警示单元根据管理人员信息对位于第一位的管理人员进行拨打电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，停止拨通电话，接通电话的管理人员通过手机终端登录app，录入指纹，指纹录制成功后发送至数据库与验证指纹进行匹配，若匹配成功后管理人员通过手机终端成功登录app，成功登录app后管理人员通过手机终端生成警示接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，异常警示单元接收到警示接收信号后停止拨通电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，五分钟之内未成功登录app，异常警示单元未接收到警示接收信号，或者位于第一位的管理人员未接通电话，根据管理人员信息对位于第二位的管理人员进行拨打电话，以此类推，直至拨通电话且异常警示单元接收到警示接收信号为止；
管理人员通过手机终端获取数据库中的生产数据信息，根据生产数据信息判断异常出现原因，之后管理人员对生产数据信息进行调整或者进行维修。
实施例2：
请参阅图1所示，本实施例为一种铝电解生产实时监控系统，还包括：
维护分析模块，用于根据信息反馈信号进行维护分析，并将维护分析的结果发送至处理器；
维护分析模块维护分析的过程如下：
维护分析模块将信息反馈信号的接收时刻与上一次的接收时刻的时间差标记为SJc，若是上一次的未接收信息反馈信号，则将信息反馈信号的接收时刻与电解槽的安装时间的时间差标记为SJc，维护分析模块将信息接收信号与警示接收信号的接收次数分别标记为Xc与Jc，维护分析模块将信息接收信号接收次数 Xc、警示接收信号接收次数Jc以及时间差SJc的数值代入公式Wh＝(Xc+ Jc)γ+δ×SJc得到维护值Wh，其中γ、δ均为预设权重因子，γ＞δ＞0，且γ+δ＝1，取γ为0.66，δ为0.34，维护分析模块将维护值Wh发送至处理器中；维护分析模块将信息接收信号接收次数、警示接收信号接收次数以及时间差进行综合处理，从而得到综合数据，从而能够避免由于电解槽维修次数过多以及维护时间过长从而对电解槽的异常造成影响。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
实施例3：
请参阅图1所示，结合实施例1与实施例2，本实施例为一种铝电解生产实时监控系统的工作过程，包括如下步骤：
步骤一：指纹采集模块采集管理人员指纹，并将采集的指纹标记为验证指纹发送至数据库中储存，其中数据库中还储存排班表以及铝电解生产过程中产生的生产数据信息；
步骤二：数据采集模块通过温度采集单元采集电解槽的槽温以及外部环境温度，并将槽温与环境温度分别标记为Tc和Th，将槽温Tc和环境温度Th的数值经过计算得到温度参数Wc，数据采集模块通过电流采集单元采集若干根碳阳极上的电流，将碳阳极依次标记为Yj，j＝1……n，n为正整数，将对应碳阳极上采集的电流标记为IYj，将若干个电流IYj按照从小到大的顺序进行排列，若碳阳极个数为单数，选择位于中间位置的一个电流IYj标记为中位电流IYz，若碳阳极个数为双数，选择位于中间位置的两个电流IYj的平均数标记为中位电流IYz，将若干个电流IYj以及中位电流IYz的数值经过计算得到电流均匀参数 IYc，数据采集模块将温度参数Wc与电流均匀参数IYc发送至处理器中；
步骤三：处理器接收到温度参数Wc、电流均匀参数IYc以及维护值Wh后经过计算得到预警值YJz，处理器将预警值YJz与预设的报警阈值YJy进行比较，若预警值YJz＜报警阈值YJy，则不进行任何操作，若预警值YJz≥报警阈值YJy，则生成报警信号，处理器将报警信号发送至终端操作模块；
步骤四：终端操作模块中的异常警示单元接收到报警信号后，电脑终端或手机终端显示出“生产异常”字样，管理人员通过电脑终端发送信息接收信号，并将信息接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，之后管理人员通过终端操作模块的电脑终端获取数据库中的生产数据信息，根据生产数据信息判断异常出现原因，之后管理人员对生产数据信息进行调整或者进行维修；
若异常警示单元在五分钟之内未接收到信息接收信号，异常警示单元从数据库中获取排班表，按照排班表对应的日期获取当天管理人员信息，将管理人员信息按照排班表顺序进行依次排列，异常警示单元根据管理人员信息对位于第一位的管理人员进行拨打电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，停止拨通电话，接通电话的管理人员通过终端操作模块的手机终端登录app，录入指纹，指纹录制成功后发送至数据库与验证指纹进行匹配，若匹配成功后管理人员通过手机终端成功登录app，成功登录app后管理人员通过手机终端生成警示接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，异常警示单元接收到警示接收信号后停止拨通电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，五分钟之内未成功登录app，异常警示单元未接收到警示接收信号，或者位于第一位的管理人员未接通电话，根据管理人员信息对位于第二位的管理人员进行拨打电话，以此类推，直至拨通电话且异常警示单元接收到警示接收信号为止；
管理人员通过手机终端获取数据库中的生产数据信息，根据生产数据信息判断异常出现原因，之后管理人员对生产数据信息进行调整或者进行维修；
步骤五：维护分析模块将信息反馈信号的接收时刻与上一次的接收时刻的时间差标记为SJc，若是上一次的未接收信息反馈信号，则将信息反馈信号的接收时刻与电解槽的安装时间的时间差标记为SJc，维护分析模块将信息接收信号与警示接收信号的接收次数分别标记为Xc与Jc，维护分析模块将信息接收信号接收次数Xc、警示接收信号接收次数Jc以及时间差SJc的数值经过计算得到维护值Wh，维护分析模块将维护值Wh发送至处理器中。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种铝电解生产实时监控系统，其特征在于，包括处理器、终端操作模块以及维护分析模块；
所述处理器用于将接收到的温度参数、电流均匀参数以及维护值进行分析处理，得到预警信号，并将报警信号发送至终端操作模块；
所述终端操作模块用于根据接收到报警信号后，产生信息反馈信号对管理人员进行警示处理，同时将信息反馈信号发送至维护分析模块，终端操作模块包括电脑终端、手机终端以及异常警示单元，信息反馈信号包括信息接收信号与警示接收信号，具体过程如下：
异常警示单元接收到报警信号后，电脑终端或手机终端显示出“生产异常”字样，管理人员通过电脑终端发送信息接收信号，并将信息接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块；
若异常警示单元在预设时间之内未接收到信息接收信号，异常警示单元从数据库中获取排班表，按照排班表对应的日期获取当天管理人员信息，将管理人员信息按照排班表顺序进行依次排列，异常警示单元根据管理人员信息对位于第一位的管理人员进行拨打电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，停止拨通电话，接通电话的管理人员通过手机终端登录app，录入指纹，指纹录制成功后发送至数据库与验证指纹进行匹配，若匹配成功后管理人员通过手机终端成功登录app，成功登录app后管理人员通过手机终端生成警示接收信号发送至异常警示单元和维护分析模块，异常警示单元接收到警示接收信号后停止拨通电话；
若位于第一位的管理人员接通电话后，预设时间之内未成功登录app，异常警示单元未接收到警示接收信号，或者位于第一位的管理人员未接通电话，根据管理人员信息对位于第二位的管理人员进行拨打电话，以此类推，直至拨通电话且异常警示单元接收到警示接收信号为止；
所述维护分析模块用于根据信息反馈信号进行维护分析，并将维护分析的结果发送至处理器。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解生产实时监控系统，其特征在于，还包括数据采集模块、指纹采集模块以及数据库；
所述指纹采集模块用于采集管理人员指纹，并将采集的指纹标记为验证指纹发送至数据库中储存；所述数据库用于储存验证指纹、排班表以及铝电解生产过程中产生的生产数据信息；所述数据采集模块用于采集电解槽数据，并将采集的电解槽数据发送至处理器中；电解槽数据包括温度参数、电流均匀参数。
3.根据权利要求2所述的一种铝电解生产实时监控系统，其特征在于，所述数据采集模块采集电解槽数据的过程如下：
数据采集模块包括温度采集单元与电流采集单元，温度采集单元采集电解槽的槽温以及外部环境温度，并将槽温与环境温度分别标记为Tc和Th，将槽温Tc和环境温度Th经过分析得到温度参数Wc，电流采集单元采集若干根碳阳极上的电流，将碳阳极依次标记为Yj，j=1……n，n为正整数，将对应碳阳极上采集的电流标记为IYj，将若干个电流IYj按照从小到大的顺序进行排列，若碳阳极个数为单数，选择位于中间位置的一个电流IYj标记为中位电流IYz，若碳阳极个数为双数，选择位于中间位置的两个电流IYj的平均数标记为中位电流IYz，将若干个电流IYj以及中位电流IYz经过分析得到电流均匀参数IYc，数据采集模块将温度参数Wc与电流均匀参数IYc发送至处理器中。
4.根据权利要求3所述的一种铝电解生产实时监控系统，其特征在于，所述处理器分析处理的过程如下：
处理器接收到温度参数Wc、电流均匀参数IYc以及维护值Wh后经过分析得到预警值YJz，处理器将预警值YJz与预设的报警阈值YJy进行比较，若预警值YJz＜报警阈值YJy，则不进行任何操作，若预警值YJz≥报警阈值YJy，则生成报警信号，处理器将报警信号发送至终端操作模块。
5.根据权利要求1所述的一种铝电解生产实时监控系统，其特征在于，所述维护分析模块维护分析的过程如下：
维护分析模块将信息反馈信号的接收时刻与上一次的接收时刻的时间差标记为SJc，若是上一次的未接收信息反馈信号，则将信息反馈信号的接收时刻与电解槽的安装时间的时间差标记为SJc，维护分析模块将信息接收信号与警示接收信号的接收次数分别标记为Xc与Jc，维护分析模块将信息接收信号接收次数Xc、警示接收信号接收次数Jc以及时间差SJc经过分析得到维护值Wh，维护分析模块将维护值Wh发送至处理器中。
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