冶金儀表智能自動化控制技術應用管窺

鄭 梅

（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南 250101）

冶金儀表也被稱之為工業自動化儀表與過程檢測控制儀表，在開展冶金行業過程管控工作的過程中，以及在檢測與控制化工生產工藝參數時，主要對其進行使用。現階段冶金儀表智能自動化工作已經完成，能夠對所有工藝參數的變化情形開展相關的檢測活動，檢測結果具備非常高的科學性與準確性，在此基礎上，還可以高效控制相關參數，確保所有參數能夠處于設定的范圍之中，促使工業生產質量得到了提升，增強了生產工作效率，為制造企業創造了更多的經濟效益與社會效益，為企業的長遠發展奠定了良好的條件。

1 冶金自動化控制系統的設計理念

1.1 集中監控

中央處理器是冶金自動化控制系統集中處置管理運作數據的場所，因為生產冶金時，會產生大量信息累積在集控系統中，對運行數據也有嚴格規定，通過中央處理器集中管理數據，有利于規避系統運行可能遭遇的風險。CAN技術憑借能減輕生產和運營時的成本負擔、靈活掌握網絡信息數據的優勢，成為了保證系統安全的決定性因素，降低生產危險事故的發生頻率。

1.2 遠程監控

這種監控方式可以不受距離干擾，為達到保證電氣設備安全穩定的目的，通過無線傳感器實時監控電氣設備，將監測對象的動態變化控制在給定的值內，不超出可控范圍。

2 冶金自動化控制系統的模塊組成

2.1 PLC控制模塊

在PLC控制模塊中，其所包含電氣設備種類比較多，電氣設備不同。在開展冶金生產工作時，通過PLC控制單元，可以科學管理并控制所有生產數據，能夠最大限度體現出各個生產機組的工作效率，還能夠確保PLC控制單元的性能配置處于最佳狀態之中。與其他模塊單元有所不同，在PLC模塊單元中，具備比較小的體積，重量也不高，這樣在使用時非常便捷，操作起來也比較容易，無需過多的復雜操作活動。在PLC模塊單元的操作界面中，其人性化色彩非常濃郁，相比較于生產現場的具體情形，其操作界面中所顯示的信息內容不存在任何出入，可以對實際的生產情形作出更加系統的了解，操作人員能夠在短時間內掌握相關的規范要求，確保其能夠迅速投入工作中去，可以提高工作人員的操作能力和水平，確保PLC模塊控制工作的高效完成，顯著提升了工作效率與質量。

2.2 通訊模塊

針對通訊模塊而言，關于有關系統所收集與整理的信息和資源方面，該模塊可以科學開展相關的存儲活動，并將這些信息和資源輸送至計算機網絡系統中，集中進行保存。在開展這些信息與資源存儲活動時，利用通訊模塊，可以促使資源傳輸活動的科學性與高效性，得到充分保證，與此同時，還可以最大限度確保這些資源的安全性能，不斷增強所存儲信息資源的合理性與精確性。光纖技術已經普遍應用于自動化儀表的通信模塊之中，通過光纖技術，高效控制了外界因素對通訊模塊所造成的干擾，在輸送有關信息與資源時，代碼錯誤的情形也得到了高效控制，顯著降低了產生率。在進行信息與資源輸送活動的過程中，依托局域網的技術扶持，可以確保信息傳輸工作在短時間內快速完成，這樣有助于資源與資源間的共享活動，還可以顯著提高信息的精確性，為后續各項工作的順利開展提供更加合理、有效的依據。

2.3 中央控制系統

針對中央控制系統而言，利用相關的微機作用，可以確保總體控制活動的順利完成。伴隨著我國社會和經濟突飛猛進的發展，科學技術更是日新月異，先進的科技已經普遍應用于各個領域中，這也在一定程度上，推動了微型計算機的持續改進與優化。在當前的微型計算機中，所包含的通信接口非常多，可以在同一時間開展多個設備的連接活動，針對所分配的任務，能夠利用較短時間實現，具備非常突出的工作效率。關于電氣自動化中央控制系統方面，通過計算機，能夠在短時間內快速完成處理活動，具備比較高的精確性。特別是在開展數據處理活動的過程中，可以顯著提升處理工作效率。

3 冶金儀表智能自動化控制技術分析

3.1 數據處理與分析

冶金儀表要全程監視、處置和管控大型設備生產冶金時產生的龐雜數據，例如高爐煉鐵在進行冶金生產時產生的數據非常繁多，包括風溫、風量、爐頂壓力、爐溫等大量數據，如果不及時對這些數據進行監控和處理，使數據波動時不超出既定值范圍，整個生產過程將變得混亂無序，生產效率低下。在智能自動化控制技術還沒有應用到冶金儀表中時，冶金儀表的機械化程度比較高，數據直接被硬件處理，因此，冶金儀表的硬件設施的承載量較重，運行過程中容易發生故障，生產活動不得不臨時中止。引入智能自動化控制技術后，冶金儀表的自動化水平得到提升，可以對數據進行智能化處理，數據存儲空間也得到了擴充，減輕了冶金儀表硬件設施的荷載量，保證整個生產活動高效地進行。

3.2 有效監測與數據計算

智能自動化冶金儀表的機械化程度較低，內部有一個小型計算單元，主要負責自動高效智能化地處理和計算通過監控、檢測等方法獲取到的每一項運行數據，該單元運用了云計算技術，方法是在程序中寫入一些生產參量的計算公式，主要是與生產冶金有關的各個生產參量。科技工作人員獲得計算出來的最終數據后，通過對這些數據進行剖析辨別后，能夠從中挑選出異常數據，及時對這些數據進行分析處理，找出導致異常的深層原因，采用科學合理的方案解決問題，調整程序，使冶金設備能夠正常運行，冶金生產活動順利開展。

3.3 故障自我監測功能

在進行冶金生產活動時，工作條件非常艱苦，基本是在極度潮濕炎熱，并且高壓的環境下進行生產作業，這使得冶金設備的生存條件也比較惡劣，運轉時容易出現故障，運轉速度減慢或是直接停止運行的狀況時常出現，嚴重阻礙了生產活動的正常進行，最終導致生產效率低且生產出來的產品質量差的情況。將智能自動化技術引入冶金儀表中，冶金儀表和與主控室之間將擁有高效的信息交換的渠道，雙方的溝通交流活動始終順暢，信號不會中斷，傳輸信息的活動不受阻礙。這是源于在生產活動發生故障、運行中止時，智能自動化控制技術可以帶來能夠自動監測和智能分析的傳感器，通過對設備運行故障進行自動監控與分析，找出故障發生部位和引起故障的根本原因，運用科學合理的措施消除故障，使冶金生產活動回到正軌。為冶金生產作業減少了損失，增加了經濟效益。

4 冶金儀表智能自動化控制技術應用

4.1 監測精準度大幅提升

冶金儀表智能自動化技術改變了過去機械冶金儀表檢測出來的參數數據準確性低經常出現高爐內部溫度、爐頂壓力過高或過低的極端數據的現象，提高了數據的精準度，使監測出來的數據與實際數據相差不大，有利于保證生產出來的產品質量高，生產活動效率高。智能自動化冶金儀表內部有小型計算單元，它的作用等同于人腦，眾所周知，人腦具有主觀能動性，能夠主動思考分析各項事物，比較智能，這就好比冶金智能儀表轉換成了一個人腦，經它監測、分析和處理過的數據，和事實上的數據將會相差無幾，計算結果的精準度得到大幅度提升，生產活動的周期大大縮減，效率顯著升高。舊式的機械化冶金儀表正在漸漸被淘汰，取而代之的是新式智能化冶金儀表，它解決了機械化冶金儀表中存在的問題，更便于監測和處理冶金生產作業中產生的各項數據。

4.2 監測誤差大幅縮減

智能自動化冶金儀表監測出來的數據精準度較高，與實際數據相差小，監測誤差也就得到了大幅度縮減。同時，冶金儀表的自動化控制能力增強，抗干擾水平也會得到升高，不易受到其他生產設備產生的核磁、電波等外來負面因素干擾，保證冶金生產活動順利得以進行。

如果想精準檢測高爐的爐溫度，最佳測量工具是熱電偶儀表。下面來介紹一下熱電偶儀表：熱電偶一般用于測量溫度，屬于溫度測量儀，組成部分包括熱電極、絕緣套保護管和接線盒，很少單獨使用，一般會用顯示儀表、記錄儀表和電子調節器與其搭配使用。熱電偶在溫度測量中運用廣泛的原因是擁有制作便捷、構造簡約、檢測內容多、精準度高、能夠遠距離傳輸信號等優勢，而且熱電偶使用起來比較方便，容易上手，它在工作時不用額外再加電源。以往使用機械化冶金儀表時，會受到外界電磁波干擾，造成溫度變化不會一直呈線性變化，最終檢測出來的數據會比實際數據高出很多，測量結果偏差太大。當在冶金儀表中加入智能自動化控制技術，便會在測量溫度時及時發現溫度超過了臨界值，開始呈非線性變化，此時，智能自動化系統會發出信號，提醒工作人員要對熱電偶的某些功能進行人工處理，縮小誤差。

4.3 監測范圍得到拓展

當智能自動化技術引入冶金儀表中后，冶金儀表的檢測范圍不再只是高爐爐溫、風溫、爐頂壓力等生產活動過程中的項目，將會對生產活動前的一些準備工作也進行監視和測量。檢測結果對生產人員來說，非常有參考價值，將提醒他們不要盲目投入生產材料，避免出現原材料浪費的現象，生產時一定謹遵國家已出臺的各項法律法規和規章制度，嚴格遵循生產程序，提高生產效率。

5 結語

當今時代是一個科技迅猛發展的時代，自動化技術、計算機技術、人工智能技術均得到了大力發展，并應用到了冶金行業，使冶金儀表實現了質的飛躍。冶金儀表向精細化、智能化轉變有利于推動冶金生產活動高效進行，適應冶金生產活動的需要，降低冶金行業生產過程中冶金設備的損壞率以及安全事故的發生率，推動生產活動順利進行，智能自動化控制技術在冶金行業中的應用取得了巨大成功。本文詳細分析了冶金儀表的三個智能自動化控制技術，以及三個應用成果，可以為之后的運用提供參考。