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申请/专利权人：南京先维信息技术有限公司

摘要：本发明涉及铝冶炼设备监测技术领域，公开了基于物联网与大数据的铝冶炼设备健康状态监测系统，包括数据采集模块、数据存储模块、第一指标模块、第二指标模块、故障预警模块、故障识别模块；其中，数据采集模块用于测量电解槽的运行参数；数据存储模块用于存储所述运行参数；第一指标模块用于计算电解槽的短期状态指标和健康指数；第二指标模块用于计算电解槽的长期状态指标和损耗指数；故障预警模块用于进行电解槽的故障预警；故障识别模块用于进行电解槽的故障识别；本发明通过物联网技术与大数据分析提升了铝电解槽健康状态评估的智能化程度，结合动态预警和故障识别增强了铝冶炼的安全性和可靠性。

主权项：1.基于物联网与大数据的铝冶炼设备健康状态监测系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据存储模块、第一指标模块、第二指标模块、故障预警模块、故障识别模块；其中：数据采集模块用于实时测量电解槽的运行参数；所述运行参数包括槽电压、槽温、电流强度、产铝量、氟化铝消耗量、下料量；数据存储模块用于存储所述运行参数，并配置有历史数据库；第一指标模块基于所述运行参数，计算电解槽的短期状态指标，并计算电解槽的健康指数；所述第一指标模块包括短期指标单元，用于计算所述短期状态指标；所述短期状态指标包括电压偏差值、电压摆动幅度、电压摆动时长、电压针振幅度、电压针振时长、阳极效应次数、槽温极差；计算方法如下：读取槽电压，统计单位时间内每次电压摆动的幅值并求均值，作为电压摆动幅度；统计单位时间内电压摆动的总时长，作为电压摆动时长；统计单位时间内每次电压针振的幅值并求均值，作为电压针振幅度；统计单位时间内电压针振的总时长，作为电压针振时长；监测单位时间内阳极效应出现的次数，作为阳极效应次数；计算单位时间内槽温最大值与最小值之差，作为槽温极差；获取设定电压，计算单位时间内设定电压与槽电压之差的均值，作为电压偏差值；所述第一指标模块包括健康指数单元，用于计算所述健康指数，公式如下： ；其中，H表示健康指数；表示第i种短期状态指标；i的取值范围为1,2，……，m，m为短期状态指标的种类数；表示的偏移系数；表示的调节系数；表示的权重系数；第二指标模块基于所述运行参数，计算电解槽的长期状态指标，并计算电解槽的损耗指数；所述第二指标模块包括长期指标单元，设置有统计周期，用于计算所述长期状态指标；所述长期状态指标包括平均电压、电流效率、氟化铝单耗、直流电单耗；每隔时长为T的统计周期进行一次长期状态指标的计算；其中，计算直流电单耗的方法如下：计算一个统计周期内的电流强度的均值以及产铝量的总和，并计算电流效率，公式如下： ；其中，表示电流效率；表示一个统计周期内的产铝量的总和；表示一个统计周期内电流强度的均值；T表示周期长度；表示铝的电化当量；所述第二指标模块还包括损耗指数单元，用于计算所述损耗指数，公式如下： ；其中，L表示损耗指数，表示第j种长期状态指标；j的取值范围为1,2，……，n，n为长期状态指标的种类数；表示的参考阈值；表示的权重系数；故障预警模块基于所述健康指数、损耗指数进行电解槽的故障预警；故障识别模块基于所述历史数据库、短期状态指标、长期状态指标进行电解槽的故障识别。

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