基于数字孪生的铝电解管控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的铝电解管控系统，包括自动检测装置：数据融合单元，接收自动检测装置的数据，并进行数据处理；人机交互单元，连接数据融合单元，提供信息输出口以及操作输入口；智能执行机构，布置于铝电解产线，根据数据融合单元以及人机交互单元的数据或操作指令执行管控工作；仿真分析平台，接收数据融合单元的数据，在虚拟空间中映射铝电解全生命周期过程，并结合若干数据库给出预警或管控措施。本发明专利技术以采集的真实数据为基础，经过仿真并与产线真实反应的情况进行对比参考，保留了真实系统和仿真系统各自的特点，实时映射出物理系统的运行过程，为调参、控制优化等提供了精确的策略，能够有效地提高电流效率和降低能耗。

Aluminum electrolysis management and control system based on digital twin

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的铝电解管控系统
本专利技术涉及铝电解生产过程控制领域，尤其是涉及一种基于数字孪生的铝电解管控系统。
技术介绍
目前，铝电解过程控制仍然依赖于单一实时参数与离线测量和人工采样化验数据结合的方式，并基于专家知识经验进行,但随着铝电解槽的大型化，这种控制装备和策略已不能满足现实需求。虽然国内外相关科研机构和高校做了大量的技术研究和系统研发，如授权公告号CN108360021B的专利技术公开了一种基于数据与知识的铝电解槽过程控制参数获取方法及设备；授权公告号CN103984832B的专利技术公开了一种铝电解槽电场仿真分析方法。一定程度上促进了控制水平的提高，但依然无法做到精准控制，电解效率和节能水平还是得不到有效提高。因此，运用大数据技术、物联网技术和物理信息融合技术等新兴信息技术结合工艺机理、数据算法开发新一代铝电解控制系统已成为业界努力的方向。同时，如何精确可靠获取多种关键状态参数的在线实时数据，开展多源数据融合研究及有别于传统仿真的基于实时数据仿真建模的方法同样也是急需解决的问题。目前在检测方面已经出现较多成熟技术，如：铝电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的铝电解管控系统，包括自动检测装置，其特征在于，还包括：/n数据融合单元，接收自动检测装置的数据，并进行数据处理；/n人机交互单元，连接数据融合单元，提供信息输出口以及操作输入口；/n智能执行机构，布置于铝电解产线，根据数据融合单元以及人机交互单元的数据或操作指令执行管控工作；/n仿真分析平台，接收数据融合单元的数据，在虚拟空间中映射铝电解全生命周期过程，并结合若干数据库给出预警或管控措施。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的铝电解管控系统，包括自动检测装置，其特征在于，还包括：
数据融合单元，接收自动检测装置的数据，并进行数据处理；
人机交互单元，连接数据融合单元，提供信息输出口以及操作输入口；
智能执行机构，布置于铝电解产线，根据数据融合单元以及人机交互单元的数据或操作指令执行管控工作；
仿真分析平台，接收数据融合单元的数据，在虚拟空间中映射铝电解全生命周期过程，并结合若干数据库给出预警或管控措施。


2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的铝电解管控系统，其特征在于，所述自动检测装置包括：阳极电流分布在线检测设备、电解槽阴极温度在线检测设备、铝液和电解质水平自动检测设备以及电解质和铝液成分自动检测设备，自动检测装置按需部署于阳极导杆、电解槽阴极钢棒、电解槽上部机构或电解槽大面中的一处或多处。


3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的铝电解管控系统，其特征在于，所述数据融合单元包括数据集成系统、单向传输物理隔离系统和服务器，单向传输物理隔离系统连接自动检测装置以及人机交互单元；数据集成系统进行数据集成、数据清洗、数据治理以及据可视化处理，服务器按照规定的标准提供数据管理、数据存储和数据抽取服务。


4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的铝电解管控系统，其特征在于，所述人机交互单元包括可视化槽控机以及数字移动助手。


5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的铝电解管控系统，其特征在于，所述可视化槽控机包括显示屏、控制器和控制模型库，控制模型库包含浓度控制、电热平衡、效应预报以及槽稳定性判断的过程控制模型；控制器基于自动检测装置的实时数据，调用控制模型库...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹斌，王明刚，黄若愚，路辉，崔家瑞，徐杨，刘俊，
申请(专利权)人：中铝智能科技发展有限公司，贵阳铝镁设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33