冶金儀表智能自動化控制技術應用

萬利

摘 要：本文以冶金儀表智能自動化作為研究對象，通過對冶金儀表智能自動化的特征進行描述，分別從冶金儀表的監測精確度、冶金儀表的監測誤差和冶金儀表的監測控制等方面詳細闡述冶金儀表智能自動化的實際應用。

關鍵詞：冶金儀表；自動化；智能應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）11-0065-02

0 引言

冶金儀表，也被叫做工業自動化儀表，或者過程檢測控制儀表，主要用來進行冶金行業的過程控制，是對化工生產工藝參數進行檢測與控制的技術，冶金儀表隨著社會的進步與科技的發展，目前已經實現冶金儀表智能自動化，可以精準的檢測出各種工藝參數的變化情況，并將參數進行科學有效的控制，保證參數可以在給定的值中，從而保證生產的質量，提高生產效率。

1 冶金自動化控制系統的設計理念

1.1 集中監控

冶金生產中的集控系統信息量十分龐大，并且運行有個嚴格的數據要求。所以對于運行數據的處理主要集中在中央處理器中，這也是為了系統安全性。而CAN總線技術可以對整個系統的安穩性進行確定，不僅可以大大的降低生產運營成本，也可以對網絡信息的數據更為靈活的掌握，從而，避免生產事故的發生。

1.2 遠程監控

遠程監控指的是利用無線傳感器來對電氣設備進行實時而有效的監控，可以消除距離所帶來的阻礙，同時也可以對檢測的對象的動態變化進行偵測，從而為電氣設備的安全提供保障。

2 冶金儀表智能自動化的特征

在工業生產中，冶金儀表智能自動化得到了廣泛的應用，其獨特的優勢使冶金儀表有了以下幾點特征：（1）化工儀表可以對數據進行處理，冶金行業生產過程中，冶金儀表需要對生產中存在的數據進行檢測和處理，防止由于數據被干擾影響正常生產。傳統的冶金儀表沒有智能自動化功能和軟件功能，導致冶金儀表的硬件運行加重荷載，對冶金儀表造成損害，且嚴重影響生產效率。現如今冶金儀表智能自動化可以有效避免以上情況，不僅能夠降低高荷載給硬件帶來的損害，還能夠提高冶金儀表數據存儲能力，為工作人員提供冶金儀表數據處理意見，避免冶金生產中出現人為的紕漏。（2）冶金儀表可以對信息進行監測與計算，智能自動化的冶金儀表中有微型計算單元，可以對監測到的復雜信息自動計算，同時冶金儀表智能自動化中有特殊的傳輸渠道，可以對監測到的信息進行保密，保證信息的準確性。（3）冶金儀表智能自動化可以進行自我監測，內含通訊傳感器可以對冶金儀表存在故障進行監測，保證冶金儀表與主控室之間信息是準確的，防止信號在傳輸的途中被減弱，防止信號干擾的情況出現，降低生產成本，提高生產效率。

3 冶金儀表自動化控制系統的功能

3.1 智能監控

冶金儀表自動化技術主要是對生產中的數據進行有效監控和傳輸，在這個控制系統中最為關鍵的技術環節就是傳感器技術的應用。利用傳感器可以對冶金生產中的介質參數：溫度，壓力，流量等不同類型數據及時反饋給操作中心。一般傳感器的工作原理都是利用紅外線發光二極管來完成程序的收發，當信號接受到時進行有效識別，完成工作信息數據的采集。一般在設備正產運轉時都會發出紅外線波，將所有的數據記錄在數據采集系統中，如果在信息的傳輸中收到了外界因素的干擾或者阻擋，那么信息傳輸就會進行有效的切斷，切斷的信號一般都會從另外一套系統中反饋到操作站室的工作人員那里，這樣的監控模式可以實現對電氣自動化的無人值守監控，極大程度的節約了企業運營成本。

3.2 自動控制和保護

一般情況儀表電氣自動化的設備高壓部分提交較龐大，其主要功能是實現對電氣設備的切與分。如果電氣自動化設備在運轉中出現了儀表數據采集問題，通過自動化設備控制，可以有效的及時的對自動化設備進行合理配置，從而實現儀表自動化管理。在自動化儀表的管理中心，所涉及的系統十分復雜，從技術層面而言，包括信息自動化技術，通信技術和自動化技術，利用不同的終端和儀表裝置對信息進行采集記錄，并且控制在合理的范圍之內，這種主動監測的自動化控制模式也被稱為綜合自動化控制技術。

3.3 測量功能

在冶金生產過程中，自動化儀表的運轉所發出的信號不僅僅是對生產狀態的反饋，更是對生產數據信息的有效采集，所有的數據傳輸都通過相關設備進行有效監控。衡量標準一般包括電壓，電流和頻率三個方面的內容。在實際生產中，一般都是通過操作集控來實現，這樣的模式也保障了信息自動化的有效傳輸。

4 冶金自動化控制系統的模塊組成

4.1 PLC控制模塊

在PLC控制模塊單元中，不同的電氣設備都被有各自的屏蔽系統，所以在電氣原件的最初設計上都遵循十分嚴格的標準，不管是電氣原件的質量還是對于電信號的拼比上都有嚴格的規定。冶金企業生產中，利用PLC控制單元對每一個生產數據的環節進行有效控制，讓所有的生產機組發揮出最大的工作效率，同時也保障了整個PLC控制單元擁有良好的性能配置。PLC模塊單元體積小，質量輕，在使用的過程中十分簡單方便，所以，并不需要太多的繁瑣操作，同時，PLC控制操作界面一般都十分人性化，顯示的信息和生產現場完全相符，更為直觀的掌握生產進行情況，對于操作者應用也很快就可以熟練掌握，有利用操作人員水平的提升，從而實現PLC模塊控制的有效性。

4.2 通訊模塊

對于通訊模塊來說，它主要是對收集到的信息和資源進行儲存，并統一保存到計算機網絡系統之中，在整個儲存的過程，它不僅可以保障資源能夠得到有效的傳中，同時也可以為資源的安全和準確提供可靠的保障。最近幾年以來，在自動化儀表的通訊模塊中，廣泛的應用到了光纖技術，而光纖技術的應用可以對外界干擾通信模塊的因素進行大幅度的削弱，減少在信息傳送過程中所產生的錯誤代碼情況。同時局域網的出現也可以對通信模塊提供一定的技術支撐，保障信息能夠在第一時間內獲得傳遞，不僅可以實現資源之間的共享，同時也可以對信息的準確性和科學性進行大幅度的提升。

4.3 中央控制系統

在中央控制系統中，可以通過微機的功能來實現整體的控制工作，微型計算機不斷的進步和發展，無論是它的功能和性能都得到了進一步的加強，目前危機具有大量的通訊接口，可以同時連接多個設備，從而對分配的任務高效率的完成，在電氣自動化中央控制系統中，通過對計算機速度快，精度高特征的利用，可以對數據處理的效率進行大幅度的提升，而且中央控制系統的程序具有自身獨特的特征，控制系統可以對系統的運行進行實時的監督，從而為人工預案提供充分的準備時間。

5 冶金儀表智能自動化的應用

5.1 提高了冶金儀表的監測精確度

冶金行業生產中，冶金儀表智能自動化可以大幅度提高監測的精度，內置微型計算機，提高工作效率可達到1兆赫茲以上。如果將冶金儀表的主時鐘設定為一周期一毫秒，每條操作語言需要五個字節，整條操作語言在執行的過程中僅需要幾秒即可。冶金儀表智能自動化實現了數字模擬轉換的功能，模擬量可以存儲在內部儲存器中，冶金儀表可以監測到數以萬計的數據，即使數據再多，冶金儀表智能自動化也能夠在最短時間內完成。未來，我國對于冶金儀表的研究，將要重點發展高精度、高穩定性、智能化壓力、流量、物位、成份儀表與高可靠執行器，智能電網先進量測儀器儀表AMI，材料分析精密測試儀器與力學性能測試設備，新型無損檢測及環境、多用熱值測定儀、安全檢測儀器，國防特種測試儀器等各類試驗設備自我國“十二五”規劃以來，高端裝備制造業的發展已經成為了戰略新興產業的重要內容，無論是在工業生產中、還是海洋探測、環境監測、核能檢測等，智能傳感器都得到了越來越多的重視，美國模擬器件公司推出了一款高精度低噪音低成本的儀表放大器——AD8553，專門用在醫療設備與低壓工業應用中，這款高精度儀表設備的工作電壓從1.8V上升到5.5V，電池供電的血壓血糖檢測儀中開始應用，該儀表適合于誤差源大到不可容忍的應用。

5.2 縮小了冶金儀表的監測誤差

在智能自動化儀表沒有被推廣的時候，傳統冶金儀表經常受到外界的干擾，監測到的數據往往存在較大的誤差，影響冶金行業的正常生產，帶來不小的經濟損失。隨著時代的發展與科技的進步，冶金儀表智能自動化的產生，降低了外界因素給冶金儀表帶來的干擾，并對數據監測功能進行科學有效的調整，極大程度上提高了數據的準確性。在冶金行業生產現場中，使用熱電偶控制溫度電路，如果溫度超出了一定范圍，越過臨界點后就會出現非線性變化，生產過程出現干擾，冶金生產被影響，而冶金儀表智能自動化不一樣，程序可以自動進行調整，如果即將超出熱電偶的臨界點，冶金儀表智能自動化系統就會自動發出警報，根據實際情況進行一定調整。

5.3 豐富了冶金儀表的監測控制

在冶金行業生產中，通過智能自動化的使用，彌補了傳統冶金儀表中存在的不足，有效對監測數據進行控制，例如水分檢測儀，該儀器在物理和化學的反應可以監測出冶金產品中含水量是多少，通過含水量可以判斷出該冶金產品生產是否符合標準，通過有效的監測控制，保證所有生產出來的冶金產品都能正常進入市場。

未來，我國將不斷豐富冶金儀表智能自動化的能力范圍，研發專家系統和模糊控制邏輯等控制理論，加強對冶金儀表智能自動化的研究，從而滿足我國當前冶金市場的行業需求，將我國從冶金制造轉變為冶金智造。當前冶金行業中，冶金儀表智能自動化的應用還不夠全面，只發揮出不到一半的能力，因此，我國冶金行業需要充分利用現場數據總線，加強企業與生產商之間的溝通，加強合作，避免不必要的資源浪費，力求將冶金儀表智能自動化應用更加廣泛。2018年由中國儀器儀表學會產品信息工作委員會主辦，和利時科技集團有限公司協辦的鋼鐵冶金儀表自動化技術國產化推進研討會在和利時集團國際會議廳舉行，會議中表面我國鋼鐵冶金行業近幾年來發展態勢良好，冶金儀表智能自動化技術也在不斷優化與創新，在保障我國鋼鐵化工行業高效安全運行方面起到了至關重要的作用，會議中專家們圍繞我國當前的實際情況進行分析，根據國家冶金儀表智能自動化技術存在的不足和未來市場需求進行討論，力求將我國鋼鐵冶金儀表智能自動化技術提高產業升級能力，是我國朝著制造強國方向邁進。

6 結語

總而言之，隨著我國經濟的發展和市場環境的變化，面對越來越激烈的市場競爭，我國必須保證充分的活力，將化工儀表智能自動化應用深入到更廣闊的空間中去，將傳統化工儀器進行質的飛躍，提高數據監測的準確性，保證冶金行業生產可以穩步運行，提高企業的經濟效益。

參考文獻

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