【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種可視化系統，特別是一種鋁電解槽爐膛可視化系統。
技術介紹
1、鋁電解生產上的爐幫是指電解槽內液態電解質與電解槽側部結構內側形成凝固電解質保護層，爐幫主要由冰晶石、氧化鋁、氟化鈣等固態無機鹽組成的混合物。爐幫是構成電解槽槽膛的基礎，槽膛是電解槽反應的熔池。爐幫的主要作用主要有以下幾點：
2、（1）爐幫具有隔熱作用，可保護電解槽側部結構，避免側部塊受到電解質的侵蝕，造成漏爐風險；
3、（2）爐幫是一層絕緣保溫層，能阻止電流從側壁通過，有減少水平電流的作用；
4、（3）密封電解槽內陰極炭塊與周圍扎糊的連接處，防止電解質在連接的縫隙處發生滲漏；
5、（4）爐幫是電解槽熱平衡自調節系統重要的組成部分，具有調節電解槽熱平衡、物料平衡的作用。當電解槽偏冷運行時，爐幫增厚，槽膛縮小，電解槽散熱量減少，阻止電解槽進一步冷趨勢，形成新的熱平衡；反之電解槽在過熱狀態下，爐膛適當融化加強側部散熱。
6、爐幫內型不規整的電解槽，電壓的穩定性較差，電壓不穩定時，槽內鋁液的鏡面波動較大，從而加劇鋁液的二次反應，降低電流效率。較規整的爐幫內型，能減少側部水平電流造成的電能空耗，還能起到保溫作用，從而降低電解槽的能量損失。因此，電解槽爐幫形成的好壞，直接影響到電解生產的經濟指標。在實際鋁電解生產過程中，遵循“以爐膛控制為中心”的管理思路，圍繞爐膛的變化對生產參數進行調整，以確保電解槽的平穩運行。
7、隨著工業自動化和智能化的發展，鋁電解工業對生產過程的監控和管理提出了更高要
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，提供一種鋁電解槽爐膛可視化系統。實現對爐膛狀態的精準監控、可視化展示以及爐膛狀態預測，對于提高生產效率、優化生產決策具有重要意義，也是推動鋁電解工業智能化發展的重要途徑。
2、本專利技術的技術方案：一種鋁電解槽爐膛可視化系統，此系統包括有硬件設備和軟件架構；硬件設備包括電解槽溫度分布、電流分布、磁場分布、流場分布相關測試儀器；軟件架構采用了模塊化設計和分層設計，通過硬件系統和軟件系統共同實現鋁電解槽爐膛實時監測和可視化功能。
3、前述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統中，所述硬件設備分為臨時檢測設備和實時監測設備；臨時檢測設備包括磁場、流場測試、電流分布測試設備，測試數據儲存于鋁電解槽磁流體參數輸入端口基礎數據庫；實時監測設備包括溫度實時測試設備，此設備固定在電解槽側部關鍵部位，測試數據儲存于鋁電解爐膛變化趨勢輸入端口動態數據庫。
4、前述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統中，所述軟件構架根據爐膛可視化系統功能分析，將系統數據庫進行模塊化設計，劃分為實時監測參數模塊、臨時測試參數模塊、生產參數模塊、設計參數模塊；分層設計將進行數據采集層、數據儲存層、數據分析計算層、應用層、用戶人機交互界面設計。
5、前述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統中，所述實時監測數據模塊用于存儲電解槽側部關鍵部位實時溫度數據；所述臨時檢測數據模塊用于存儲電解槽磁場、電場、流場相關單次測試數據；所述生產參數數據模塊用于存儲鋁電解生產過程參數，主要包括電解質水平、鋁水平、電解質成分、槽電壓相關生產過程參數；所述設計參數模塊用于存儲電解槽基本設計參數，主要包括電流強度、陽極組數、陽極尺寸、電解槽爐膛設計尺寸、內襯結構基本參數相關設計參數。
6、前述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統中，所述數據采集層用于對采集到的數據進行清洗、去噪、標準化預處理工作，確保數據的準確性和可靠性；數據儲存層用于用于存儲和管理采集到的實時數據；數據分析計算層應用于爐膛狀態監測，基于預處理后的數據，結合三維模型、仿真計算、機器學習或深度學習算法對爐膛狀態進行實時監測，通過構建爐膛狀態識別模型，實現對爐膛熱槽、冷槽、陽極長包、沉淀、伸腿長等多種狀態的自動識別；應用層用于實現可視化展示，采用可視化技術，將爐膛狀態以圖表、圖像形式直觀展示給生產管理人員；通過可視化界面，用戶可以實時查看爐膛狀態的變化趨勢，了解生產過程中的異常情況；用戶人機交互界面用于管理人員在交互界面可實現數據篩選、縮放、拖拽相關操作。
7、前述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統中，用戶人機交互界面還具備預測與決策支持功能，結合歷史數據和實時數據，利用lstm深度學習模型對爐膛未來的狀態進行預測。
8、本專利技術的有益效果：與現有技術相比，采用上述的技術方案后，本專利技術具有以下幾個方面的優點：
9、（1）實現爐膛狀態的實時監測與可視化：通過構建鋁電解槽爐膛可視化系統，實現對爐膛狀態的實時監測和可視化展示，為生產管理人員提供直觀、準確的信息支持。
10、（2）提高生產效率和產品質量：通過實時監測和預測爐膛狀態，及時發現并處理生產過程中的異常情況，優化生產計劃和生產參數，提高生產效率和產品質量。
11、（3）降低生產成本：通過精準監控和預測爐膛狀態，減少因生產異常導致的資源浪費和成本增加，降低生產成本。
12、（4）推動鋁電解工業智能化發展：本專利技術將推動鋁電解工業向智能化方向發展，為鋁電解工業的轉型升級提供技術支撐和示范引領。
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1.一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：此系統包括有硬件設備和軟件架構；硬件設備包括電解槽溫度分布、電流分布、磁場分布、流場分布相關測試儀器；軟件架構采用了模塊化設計和分層設計，通過硬件系統和軟件系統共同實現鋁電解槽爐膛實時監測和可視化功能。
2.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述硬件設備分為臨時檢測設備和實時監測設備；臨時檢測設備包括磁場、流場測試、電流分布測試設備，測試數據儲存于鋁電解槽磁流體參數輸入端口基礎數據庫；實時監測設備包括溫度實時測試設備，此設備固定在電解槽側部關鍵部位，測試數據儲存于鋁電解爐膛變化趨勢輸入端口動態數據庫。
3.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述軟件構架根據爐膛可視化系統功能分析，將系統數據庫進行模塊化設計，劃分為實時監測參數模塊、臨時測試參數模塊、生產參數模塊、設計參數模塊；分層設計將進行數據采集層、數據儲存層、數據分析計算層、應用層、用戶人機交互界面設計。
4.根據權利要求3的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述實時監測數據模塊用于存儲電解
5.根據權利要求3的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述數據采集層用于對采集到的數據進行清洗、去噪、標準化預處理工作，確保數據的準確性和可靠性；數據儲存層用于用于存儲和管理采集到的實時數據；數據分析計算層應用于爐膛狀態監測，基于預處理后的數據，結合三維模型、仿真計算、機器學習或深度學習算法對爐膛狀態進行實時監測，通過構建爐膛狀態識別模型，實現對爐膛熱槽、冷槽、陽極長包、沉淀、伸腿長等多種狀態的自動識別；應用層用于實現可視化展示，采用可視化技術，將爐膛狀態以圖表、圖像形式直觀展示給生產管理人員；通過可視化界面，用戶可以實時查看爐膛狀態的變化趨勢，了解生產過程中的異常情況；用戶人機交互界面用于管理人員在交互界面可實現數據篩選、縮放、拖拽相關操作。
6.根據權利要求5所述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：用戶人機交互界面還具備預測與決策支持功能，結合歷史數據和實時數據，利用LSTM深度學習模型對爐膛未來的狀態進行預測。
...【技術特征摘要】
1.一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：此系統包括有硬件設備和軟件架構；硬件設備包括電解槽溫度分布、電流分布、磁場分布、流場分布相關測試儀器；軟件架構采用了模塊化設計和分層設計，通過硬件系統和軟件系統共同實現鋁電解槽爐膛實時監測和可視化功能。
2.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述硬件設備分為臨時檢測設備和實時監測設備；臨時檢測設備包括磁場、流場測試、電流分布測試設備，測試數據儲存于鋁電解槽磁流體參數輸入端口基礎數據庫；實時監測設備包括溫度實時測試設備，此設備固定在電解槽側部關鍵部位，測試數據儲存于鋁電解爐膛變化趨勢輸入端口動態數據庫。
3.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述軟件構架根據爐膛可視化系統功能分析，將系統數據庫進行模塊化設計，劃分為實時監測參數模塊、臨時測試參數模塊、生產參數模塊、設計參數模塊；分層設計將進行數據采集層、數據儲存層、數據分析計算層、應用層、用戶人機交互界面設計。
4.根據權利要求3的一種鋁電解槽爐膛可視化系統，其特征在于：所述實時監測數據模塊用于存儲電解槽側部關鍵部位實時溫度數據；所述臨時檢測數據模塊用于存儲電解槽磁場、電場、流場相關單次測試數據；所述生產參...
【專利技術屬性】
技術研發人員：敖紅敏，劉正，楊溢，何嵩，盧劍，陸紹遠，王瑞雪，楊幸雨，宋培培，
申請(專利權)人：貴陽鋁鎂設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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