《电解铝智能化生产技术规范》+征求意见稿编制说明

《电解铝智能化生产技术规范》(征求意见初稿）编制说明一、任务来源、起草单位、主要起草人根据《广西创新与创业研究会关于下达2025年第三批7号），《电解铝智能化生产技术规范》列入广西创新与创业研究会2025年第三批团体标准制修订计划项目，项目编号为2025-08。（二）起草单位和主要起草人团体标准《电解铝智能化生产技术规范》项目任务下达后，项目组成立了标准编制工作组，制定了标准编写方案，明确任务职责，确定工作技术路线，开展标准研制工作，具体标准编制工作由广西华磊新材料有限公司、湖南博溥立材料科技有限公司等相关人员配合。二、制定标准的必要性和意义铝电解行业现状：铝电解是铝生产的关键环节，传统铝电解槽控制系统多依赖人工操作与经验判断，存在控制精度低、稳定性差、能耗较高等问题，难以满足现代铝工业对高效、节能、环保的生产要求。智能化技术的发展：随着传感器技术、自动化控制技术、计算机技术、通信技术以及人工智能算法等的飞速发展，为铝电解槽的智能化控制提供了技术支撑，使得对铝电解槽生产过程进行更精准、更高效、更智能的监测与控制成为可能。行业升级需求：铝工业作为重要的基础材料产业，面临着转型升级的压力，需要通过制定相关技术规范，推动铝电解槽控制系统的智能化发展，提升整个行业的技术水平和竞争力，以适应市场对高品质铝产品的需求以及可持续发展的要求。（二）标准编制的必要性规范市场秩序：目前市场上电解铝智能化生产的技术水平参差不齐，缺乏统一的标准来规范其设计、生产、安装、调试及运行维护等环节。制定该标准可以明确技术要求，规范市场行为，避免低水平重复建设和恶性竞争，保障用户利保障生产安全与质量：铝电解生产过程中涉及高温、高压、强电流等危险因素，智能化控制系统的可靠性直接关系到生产安全。通过制定标准，确保系统具备完善的故障诊断、报警和保护功能，能够有效预防和减少生产事故的发生，同时提高铝产品质量的稳定性和一致性。推动技术创新与应用：明确的技术规范可以为科研机构和企业开展铝电解槽智能化控制技术的研究与开发提供指导方向，促进技术的不断创新和进步。同时，也有助于加快新技术、新设备在铝电解行业的推广应用，提高行业的整体技术水平。促进节能减排与绿色发展：智能化控制系统能够实现对铝电解槽能量平衡和物料平衡的精准调控，优化生产工艺参数，降低能耗和原材料消耗，减少温室气体排放，符合国家绿色发展的战略要求，对于铝电解行业的可持续发展具有重要意义。（三）标准制定的可行性技术基础：如前文所述，相关智能化技术已经取得了长足的发展，并在其他工业领域得到了广泛应用，为电解铝智能化生产的实现提供了成熟的技术手段。这些技术的集成应用可以满足铝电解槽生产过程的复杂控制需求。实践经验：一些大型铝企业和科研机构已经在铝电解槽智能化控制方面进行了探索和实践，积累了一定的成功经验和案例。这些实践成果可以为标准的制定提供参考依据，使标准更具针对性和可操作性。行业共识：铝电解行业对于提升生产智能化水平有着普遍的需求和共识，企业、科研机构、行业协会等各方都积极参与到相关技术的研究和推广工作中。这种行业内的合作与协同为标准的制定和实施创造了良好的氛围和条件。标准化工作基础：我国在工业领域已经建立了较为完善的标准化体系和工作机制，具备制定和实施团体标准的经验4/19和能力。同时，相关的标准化技术委员会和专业组织可以为该标准的制定提供技术支持和组织保障。（四）标准编制的目的和意义明确技术要求：为电解铝智能化生产的设计、开发、生产、安装、调试、验收及运行维护等各个环节提供明确、统一的技术要求和规范，确保系统的质量和性能。提升行业水平：通过推广先进的智能化控制技术，引导铝电解行业向高效、智能、绿色方向发展，提高整个行业的生产效率、产品质量和资源利用效率，增强行业的核心竞争保障安全生产：规范智能化控制系统的设计和功能，使其具备完善的故障诊断、报警和保护机制，有效预防和减少铝电解生产过程中的安全事故，保障人员和设备的安全。促进可持续发展：推动铝电解行业节能减排，降低对环境的影响，实现经济、社会和环境效益的协调统一，促进铝工业的可持续发展。对企业的意义：有助于企业选择合适的技术和设备，降低投资风险，提高生产管理水平和经济效益。同时，也为企业参与市场竞争提供了技术依据和质量保证，有利于企业提升品牌形象和市场份额。对行业的意义：统一的技术规范可以促进铝电解槽智能化控制技术的交流与合作，加速技术的创新和推广，推动整个行业的技术进步和产业升级，提升我国铝电解行业在国际上的地位和影响力。对社会的意义：铝电解行业的智能化发展可以减少对劳动力的依赖，提高生产效率，降低生产成本，从而为社会提供更多质优价廉的铝产品。同时，节能减排的实现有助于缓解资源和环境压力，为社会的可持续发展做出贡献。三、主要起草过程团体标准《电解铝智能化生产技术规范》项目任务下达后，广西华磊新材料有限公司、湖南博溥立材料科技有限公司等成立了标准编制工作组，制定了标准编写方案，确定工作技术路线，开展标准研制工作，明确任务职责。（二）收集整理文献资料本标准起草人员的前期研究工作分为资料调查与研究、行业现状调查与研究、总结完善3个步骤进行：1、收集国内外铝电解槽控制标准并对比分析，研究技术文献和专利，梳理行业规范与政策法规，为标准制定提供理论基础和技术支持；2、调研代表性企业，访谈行业专家，收集并分析行业数据，深入了解行业现状、需求及痛点，明确标准制定的目标和方向；3、对调研结果进行整理和分析，论证技术方案的合理性与可行性，规范编写标准初稿，广泛征求意见并修改完善，形成高质量的标准送审稿，确保标准的科学性和实用性。（三）研讨确定标准主体内容标准编制工作组在对调研结果进行整理研究之后，标准编制工作组召开了标准编制会议，对标准的整体框架结构进行了研究，并对标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究，标准的主体内容确定为术语和定义、总体要求、智能控制技术要求、设备使用环境条件等。（四）编写组第一次工作会议2025年6月25日，为顺利推进团体标准《电解铝智能化生产技术规范》的编制工作，编制组召开第一次会议，会议明确了标准编制的目标、原则和任务分工，重点讨论了标准的框架结构和技术要点。会后，编制组根据会议意见编写了工作大纲，详细规划了各阶段任务，制定了时间节点表。接下来，编制组将按照计划开展资料收集、企业调研、技术研讨等工作，确保标准编制工作有序推进，按时高质量完成任务，为电解铝智能化生产的发展提供有力技术支撑。标准编制大纲的编制遵循、引用和参考各省市最新发布关于铝电解槽智能化控制技术的规章和标准文件，以确保其内容与最新的行业规范保持一致。与有关国家标准、行业标准的协调情况（一）制定标准的原则和依据1、科学性原则标准内容基于科学理论和技术研究成果，参考国内外先进技术和实践经验，确保技术要求合理、准确。各项技术指标和参数需有充分数据支持，通过实验验证和实际运行数据统计，确保标准科学、可操作。2、先进性原则标准体现当前铝电解槽智能化控制领域的先进技术水平，推动行业技术进步，避免滞后于行业发展。同时，考虑未来技术发展趋势，为新技术、新设备应用预留空间，确保标准在较长时间内保持适用性。3、实用性原则标准紧密结合铝电解生产企业的实际需求，解决生产过程中的问题，提高生产效率、质量和安全性。技术要求和规范明确具体，便于企业理解和执行，避免模糊表述。4、安全性原则标准确保电解铝智能化生产在运行过程中能够有效预防和处理各类安全事故，保障人员和设备安全。同时，规范数据采集、传输、存储和使用，防止数据泄露和恶意篡改，确保系统数据安全。5、协调性原则标准与国家、行业现有的相关标准和规范协调一致，避免冲突和重复。同时，考虑与其他生产管理系统的集成，确保系统的整体性和协同性。6、经济性原则在确保技术先进性和安全性的前提下，考虑系统的经济性，避免过度设计和技术冗余，降低企业投资和运行成本。同时，促进资源高效利用，减少能源消耗和环境污染，符合国家可持续发展战略。7、开放性原则标准支持多种技术和设备接入，避免对特定技术或设备的垄断，促进市场竞争和技术创新。同时，广泛征求行业内外意见和建议，确保标准充分反映各方利益和需求。（二）与现行法律、法规的关系，与有关国家标准、行业标准的协调情况1、与之相关的国家标准、行业标准以及本标准和国家标准、行业标准内容的异同（1）对于电解铝智能化生产技术规范，国内相关国家标准GB/T34492-2017《500kA铝电解槽技术规范》适用于500kA级铝电解槽的设计、制造、安装及使用，涵盖电解槽的基本结构设计、操作条件、环境保护、安全措施及维护保养等内容；行业标准YS/T784《铝电解槽技术参数测量方法》规定了铝电解槽运行过程中的关键技术参数测量方法，为提高铝电解主要技术经济指标提供科学依据；本标准适用于电解铝智能化生产的全流程技术要求，在智能化控制技术方面更为详细，涵盖了槽控机、上位机、监控软件等具体功能，尤其适合中小企业和新兴技术应用，能够更好地指导现代铝电解槽智能话控制。（2）《电解铝智能化生产技术规范》充分结合国内相关经验，以及我国标准编制规范指南和国内相关标准，既符合目前电解铝智能化生产的实际需求，又满足未来一定时期的发展要求。《电解铝智能化生产技术规范》对术语和定义、总体要求、智能控制技术要求、设备使用环境条件进行标准化规定，满足技术可靠性要求。标准编制工作组承诺：本标准的内容符合国家相关法律法规，技术要求不低于强制性国家标准的相关技术要求，与相关的国家、行业推荐性标准协调一致，标准的编写符合GB/T1.1-2020的要求。2、与之相关的法律法规及强制性标准（1）国家标准：GB/T34492-2017《500kA铝电解槽技术规范》；（2）国家标准：GB30439.6—2014《工业自动化产品安全要求》；（3）行业标准：YS/T784《铝电解槽技术参数测量方五、主要条款的说明，主要技术指标、参数、试验验证团体标准《电解铝智能化生产技术规范》主要章节内容包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、智能控制技术要求、设备使用环境条件。本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。编写工作组调研了关于铝电解槽智能化控制技术相关情况以及存在的问题，研究分析后有必要编写团体标准《电解铝智能化生产技术规范》，保证了电解铝智能化生产的规范化与标准化，提升产品质量和生产效率，为行业提供统一技术指导，推动铝工业高质量发展，助力企业降本增效，增强市场竞争力。1、标准名称本标准计划申请的标准名称为《电解铝智能化生产技术规范》。为保证标准的全面性和针对性，本标准名称一方面界定了电解铝智能化生产的术语和定义，规定了总体要求、智能控制技术要求、设备使用环境条件；另一方面限定了适用对象为电解铝智能化生产。本标准适用于电解铝智能化生产。3、术语和定义3.1、电解铝智能化生产：利用先进的传感器技术、自动化控制技术、计算机技术、通信技术及人工智能算法等，对铝电解槽生产过程进行实时监测、智能控制与优化管理的系统，实现对电解槽能量平衡、物料平衡、工艺参数及设备运行状态的精准调控，提升铝电解生产的整体效能。3.2、槽控机：直接连接并控制单个铝电解槽的现场控制设备，实时采集槽电压、系列电流等现场信号以及人工操作指令，根据预设控制策略和算法，自动调节和控制电解槽的能量平衡与物料平衡，配合上位机完成智能控制任务。3.3、上位机：处于控制系统上层，负责与槽控机进行数据通讯，实时监视各电解槽的生产运行过程，实现控制参数修改、信息收集、汇总、报表制作打印、数据存储至网络数据库等生产管理功能，并为操作人员提供人机交互界面。3.4、控制系统软件：分为槽控机控制软件、管理机监控软件以及电解车间工作站的网络应用软件，并包括控制系统的通讯软件、电解槽阳极效应语音报警软件等；提供的槽控机控制软件能够满足500KA大型预焙电解槽的工艺流程控制要求，技术成熟、可靠；提供的接口机监控软件和电解车间工作站网络应用软件应是操作界面友好、简便、功能齐备。本标准4.1.1规定了槽控机是铝电解槽运行控制的关键设备，独立配置可确保每台电解槽的控制精准性和独立性，避免因共用设备导致的控制延迟或错误。强大的数据处理能力和实时控制功能是实现电解槽稳定运行和高效生产的必要条件，能够及时响应生产过程中的各种变化和需求。本标准4.1.2规定了槽控机应通过与传感器和执行器的连接，槽控机能够实时获取电解槽的运行数据，如温度、压力、电流等，为控制算法提供准确的输入。闭环控制能够根据实时数据自动调整执行器的动作，确保电解槽的运行状态始终处于最佳控制范围内，提高生产效率和产品质量。本标准4.1.3规定了槽控机应具备本地手动控制功能，在系统故障或特殊情况下，自动控制可能无法正常工作，此时本地手动控制功能可以作为应急手段，确保电解槽的运行不会因控制系统的故障而中断。记录手动操作信息并上传至上位机，便于对操作过程进行追溯和分析，有助于故障排查和生产管理。本标准4.2.1规定了上位机作为监控管理层的核心设备，需要具备高性能和良好的人机交互界面，以便操作人员能够方便地监控和管理电解槽的运行。实时显示运行参数、工艺曲线和设备状态等信息，为操作人员提供全面的生产数据，便于及时发现和处理问题。提供操作指令输入、参数设置和报警信息查看等功能，能够满足生产过程中的各种操作需求。本标准4.2.2规定了高速、可靠的数据通讯是确保上位机与槽控机之间信息交互的基础，能够保证生产数据的实时性和准确性。对数据进行存储、分析、处理和显示，可以为生产管理提供数据支持，帮助操作人员更好地了解生产过程。将控制指令和参数修改信息准确无误地传输至槽控机，能够实现对电解槽的远程控制和参数调整，提高生产管理的灵活性和效率。本标准4.2.3规定了上位机应配备功能完善的监控软件，实时监控功能能够直观地展示电解槽的运行状态，帮助操作人员及时发现异常情况。报警管理功能可以对异常情况进行实时监测和报警，确保生产安全。参数设置与优化功能允许操作人员根据生产需要调整控制参数，提高生产效率。报表生成与打印功能为生产管理提供数据记录和分析依据。历史数据存储与查询功能便于对生产过程进行回顾和分析，为生产优化和故障诊断提供支持。5智能控制技术要求本标准5.1规定了槽控机控制软件需要具备多种功能，以实现对电解槽的全面控制和管理。这些功能能够确保电解槽在不同生产阶段的稳定运行，提高生产效率和产品质量。例如，Al2O3和AlF3的自动加料功能可以保证电解槽的物料供应稳定；噪声控制、阳极极距调整等功能可以优化电解槽的运行环境和条件；异常槽况和系统故障报警功能可以及时发现和处理问题，确保生产安全。本标准5.2规定了管理机监控软件需要具备全面的生产管理功能，以满足生产过程中的各种需求。生产管理报表统计和打印功能为生产管理提供数据支持；离线数据录入功能可以补充在线数据的不足；实时数据库和历史数据库为数据存储和查询提供基础；电解生产控制状况历史数据查询功能便于对生产过程进行回顾和分析；登陆日志管理功能可以记录操作人员的操作行为，便于责任追溯；电解生产正常/非正常工作制度管理功能可以适应不同的生产需求；提供与服务器数据接口，便于数据共享和集成；系列槽况分析功能可以为生产优化提供依据；多种表格和动态曲线显示方式便于直观展示生产数据；铝电解控制参数的查询设定和修改功能可以满足生产过程中的调整需求；班报、日报、月报数据的制做和打印功能为生产管理提供定期报告；单槽台帐统计、槽效应报表、槽状态报表、工区统计报表的查询和打印功能为生产管理提供详细的槽况信息；综合历史曲线的显示和打印功能便于对生产过程进行长期观察；工艺数据的显示和打印功能为生产管理提供工艺参数信息；电解生产控制管理重要信息的语音自动播出/报警功能可以及时提醒操作人员；将电解生产的重要控制参数和数据送入服务器数据库，便于数据共享和分析；确认并接收其他被授权人员通过电解车间工作站对电解工艺参数所做的修改并下发至槽控机，可以实现多人协同工作；各槽参数修改的记录功能可以追溯参数修改的历史，便于问题排查和责任认定。本标准5.3规定了电解车间工作站网络应用软件需要具备多种功能，以满足电解车间的生产管理和操作需求。通过密码设置权限等级，可以确保操作的安全性和规范性；就地调整工艺控制参数和查询系列槽况信息的功能，可以方便操作人员在车间内进行实时操作和监控；生产工艺技术人员根据槽况修改相关设定参数的功能，可以实现对生产过程的精细调整；异常信息查询功能可以帮助操作人员及时发现和处理异常情况；本机查询分析即时槽信息及24小时历史曲线，可以为操作人员提供详细的槽况信息；铝电解控制参数的设定和修改功能可以满足生产过程中的调整需求；班报、日报、月报数据的制做和打印功能为生产管理提供定期报告；综合历史曲线的显示和打印功能便于对生产过程进行长期观察；可依据授权的不同分别查询全厂网络数据库中的各类信息，可以实现信息共享和协同工作；槽龄累加功能可以记录电解槽的使用时间；分子比、CAF2含量、AL2O3浓度、原铝的Si和Fe等杂质含量化验分析数据的录入，可以为生产管理提供详细的工艺数据；电解槽测量数据的录入功能可以补充在线数据的不足；工艺参数合格率的统计功能可以评估生产过程的质量；槽控箱状态查询和加工状况显示与统计功能可以为设备管理和生产管理提供支持。本标准5.4规定了服务器作为电解计算机控制系统的核心设备，需要具备高性能和高可靠性，以确保数据管理的稳定性和安全性。采用SQLServer数据库可以实现数据的高效管理和共享，为控制局域网内的用户提供数据支持；生产过程数据备份功能可以防止数据丢失，确保数据的完整性；安全防范措施可以保护数据免受攻击和泄露；与企业管理网相连的数据接口可以实现数据的共享和集成，便于企业级的生产管理和决策。本标准5.5规定了网络功能是实现电解计算机控制系统与其他系统互联互通的基础。资源共享、文件传输、数据库查询等功能可以提高工作效率，便于数据共享和协同工作；集中监控功能可以实现对整个电解车间的统一管理；连接整个铝厂办公管理系统和互联网，可以实现企业级的信息共享和协同工作，提高企业的管理水平和竞争力。本标准5.6规定了电解槽控制管理工作站（上位机）需要具备多种功能，以满足对电解槽的控制和管理需求。单槽槽况及实时数据的显示功能可以帮助操作人员实时了解电解槽的运行状态；故障信息显示、统计查询及自动语音报警功能可以及时提醒操作人员处理故障；数据录入、参数设置与修改、槽状态设置功能可以满足生产过程中的调整需求；查阅电阻、电压的历史工作曲线及跟踪曲线功能可以为操作人员提供详细的槽况信息；化验分析数据的统计及图表显示功能可以为生产管理提供详细的工艺数据；槽龄统计和单槽技术台帐统计功能可以记录电解槽的使用情况；报表显示及打印功能为生产管理提供数据记录和分析依据；解析信息统计查询功能可以为生产优化和故障诊断提供支持。本标准5.7规定了电解厂房网络PC工作站需要具备多种功能，以满足电解厂房内的生产管理和操作需求。厂房电解槽状况的监视功能可以帮助操作人员实时了解电解槽的运行状态；工艺参数变更、人工测量、化验分析数据的查询功能可以为操作人员提供详细的生产数据；查阅、预览各种统计报表功能可以为生产管理提供数据记录和分析依据；查阅历史数据和解析信息功能可以为操作人员提供详细的槽况信息；工艺技术控制参数及人工数据的查询功能可以为生产管理提供详细的工艺数据；历史曲线的解析信息浏览查询功能可以为生产优化和故障诊断提供支持。6设备使用环境条件本章规定了设备使用环境条件是确保设备正常运行的重要因素。环境空气中的有害物质、工作环境的温度、湿度、磁场强度等条