摘 要：本文以冶金儀表智能自動(dòng)化作為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)冶金儀表智能自動(dòng)化的特征進(jìn)行描述,分別從冶金儀表的監(jiān)測(cè)精確度、冶金儀表的監(jiān)測(cè)誤差和冶金儀表的監(jiān)測(cè)控制等方面詳細(xì)闡述冶金儀表智能自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：冶金儀表,自動(dòng)化,智能應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）11-0065-02

0 引言

冶金儀表,也被叫做工業(yè)自動(dòng)化儀表,或者過(guò)程檢測(cè)控制儀表,主要用來(lái)進(jìn)行冶金行業(yè)的過(guò)程控制,是對(duì)化工生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與控制的技術(shù),冶金儀表隨著社會(huì)的進(jìn)步與科技的發(fā)展,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)冶金儀表智能自動(dòng)化,可以精準(zhǔn)的檢測(cè)出各種工藝參數(shù)的變化情況,并將參數(shù)進(jìn)行科學(xué)有效的控制,保證參數(shù)可以在給定的值中,從而保證生產(chǎn)的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。

1 冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

1.1 集中監(jiān)控

冶金生產(chǎn)中的集控系統(tǒng)信息量十分龐大,并且運(yùn)行有個(gè)嚴(yán)格的數(shù)據(jù)要求。所以對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理主要集中在中央處理器中,這也是為了系統(tǒng)安全性。而CAN總線技術(shù)可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安穩(wěn)性進(jìn)行確定,不僅可以大大的降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本,也可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的數(shù)據(jù)更為靈活的掌握,從而,避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控指的是利用無(wú)線傳感器來(lái)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)而有效的監(jiān)控,可以消除距離所帶來(lái)的阻礙,同時(shí)也可以對(duì)檢測(cè)的對(duì)象的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行偵測(cè),從而為電氣設(shè)備的安全提供保障。

2 冶金儀表智能自動(dòng)化的特征

在工業(yè)生產(chǎn)中,冶金儀表智能自動(dòng)化得到了廣泛的應(yīng)用,其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)使冶金儀表有了以下幾點(diǎn)特征：（1）化工儀表可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,冶金行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,冶金儀表需要對(duì)生產(chǎn)中存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和處理,防止由于數(shù)據(jù)被干擾影響正常生產(chǎn)。傳統(tǒng)的冶金儀表沒(méi)有智能自動(dòng)化功能和軟件功能,導(dǎo)致冶金儀表的硬件運(yùn)行加重荷載,對(duì)冶金儀表造成損害,且嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率?，F(xiàn)如今冶金儀表智能自動(dòng)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(lái)的損害,還能夠提高冶金儀表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力,為工作人員提供冶金儀表數(shù)據(jù)處理意見,避免冶金生產(chǎn)中出現(xiàn)人為的紕漏。（2）冶金儀表可以對(duì)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)與計(jì)算,智能自動(dòng)化的冶金儀表中有微型計(jì)算單元,可以對(duì)監(jiān)測(cè)到的復(fù)雜信息自動(dòng)計(jì)算,同時(shí)冶金儀表智能自動(dòng)化中有特殊的傳輸渠道,可以對(duì)監(jiān)測(cè)到的信息進(jìn)行保密,保證信息的準(zhǔn)確性。（3）冶金儀表智能自動(dòng)化可以進(jìn)行自我監(jiān)測(cè),內(nèi)含通訊傳感器可以對(duì)冶金儀表存在故障進(jìn)行監(jiān)測(cè),保證冶金儀表與主控室之間信息是準(zhǔn)確的,防止信號(hào)在傳輸?shù)耐局斜粶p弱,防止信號(hào)干擾的情況出現(xiàn),降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。

3 冶金儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

3.1 智能監(jiān)控

冶金儀表自動(dòng)化技術(shù)主要是對(duì)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效監(jiān)控和傳輸,在這個(gè)控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)就是傳感器技術(shù)的應(yīng)用。利用傳感器可以對(duì)冶金生產(chǎn)中的介質(zhì)參數(shù)：溫度,壓力,流量等不同類型數(shù)據(jù)及時(shí)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(fā)光二極管來(lái)完成程序的收發(fā),當(dāng)信號(hào)接受到時(shí)進(jìn)行有效識(shí)別,完成工作信息數(shù)據(jù)的采集。一般在設(shè)備正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)發(fā)出紅外線波,將所有的數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(huì)進(jìn)行有效的切斷,切斷的信號(hào)一般都會(huì)從另外一套系統(tǒng)中反饋到操作站室的工作人員那里,這樣的監(jiān)控模式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化的無(wú)人值守監(jiān)控,極大程度的節(jié)約了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

3.2 自動(dòng)控制和保護(hù)

一般情況儀表電氣自動(dòng)化的設(shè)備高壓部分提交較龐大,其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的切與分。如果電氣自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了儀表數(shù)據(jù)采集問(wèn)題,通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備控制,可以有效的及時(shí)的對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行合理配置,從而實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)化管理。在自動(dòng)化儀表的管理中心,所涉及的系統(tǒng)十分復(fù)雜,從技術(shù)層面而言,包括信息自動(dòng)化技術(shù),通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù),利用不同的終端和儀表裝置對(duì)信息進(jìn)行采集記錄,并且控制在合理的范圍之內(nèi),這種主動(dòng)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化控制模式也被稱為綜合自動(dòng)化控制技術(shù)。

3.3 測(cè)量功能

在冶金生產(chǎn)過(guò)程中,自動(dòng)化儀表的運(yùn)轉(zhuǎn)所發(fā)出的信號(hào)不僅僅是對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)的反饋,更是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的有效采集,所有的數(shù)據(jù)傳輸都通過(guò)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)控。衡量標(biāo)準(zhǔn)一般包括電壓,電流和頻率三個(gè)方面的內(nèi)容。在實(shí)際生產(chǎn)中,一般都是通過(guò)操作集控來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣的模式也保障了信息自動(dòng)化的有效傳輸。

4 冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)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(shè)備都被有各自的屏蔽系統(tǒng),所以在電氣原件的最初設(shè)計(jì)上都遵循十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),不管是電氣原件的質(zhì)量還是對(duì)于電信號(hào)的拼比上都有嚴(yán)格的規(guī)定。冶金企業(yè)生產(chǎn)中,利用PLC控制單元對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制,讓所有的生產(chǎn)機(jī)組發(fā)揮出最大的工作效率,同時(shí)也保障了整個(gè)PLC控制單元擁有良好的性能配置。PLC模塊單元體積小,質(zhì)量輕,在使用的過(guò)程中十分簡(jiǎn)單方便,所以,并不需要太多的繁瑣操作,同時(shí),PLC控制操作界面一般都十分人性化,顯示的信息和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完全相符,更為直觀的掌握生產(chǎn)進(jìn)行情況,對(duì)于操作者應(yīng)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(shí)現(xiàn)PLC模塊控制的有效性。

4.2 通訊模塊

對(duì)于通訊模塊來(lái)說(shuō),它主要是對(duì)收集到的信息和資源進(jìn)行儲(chǔ)存,并統(tǒng)一保存到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中,在整個(gè)儲(chǔ)存的過(guò)程,它不僅可以保障資源能夠得到有效的傳中,同時(shí)也可以為資源的安全和準(zhǔn)確提供可靠的保障。最近幾年以來(lái),在自動(dòng)化儀表的通訊模塊中,廣泛的應(yīng)用到了光纖技術(shù),而光纖技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)外界干擾通信模塊的因素進(jìn)行大幅度的削弱,減少在信息傳送過(guò)程中所產(chǎn)生的錯(cuò)誤代碼情況。同時(shí)局域網(wǎng)的出現(xiàn)也可以對(duì)通信模塊提供一定的技術(shù)支撐,保障信息能夠在第一時(shí)間內(nèi)獲得傳遞,不僅可以實(shí)現(xiàn)資源之間的共享,同時(shí)也可以對(duì)信息的準(zhǔn)確性和科學(xué)性進(jìn)行大幅度的提升。

4.3 中央控制系統(tǒng)

在中央控制系統(tǒng)中,可以通過(guò)微機(jī)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的控制工作,微型計(jì)算機(jī)不斷的進(jìn)步和發(fā)展,無(wú)論是它的功能和性能都得到了進(jìn)一步的加強(qiáng),目前危機(jī)具有大量的通訊接口,可以同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備,從而對(duì)分配的任務(wù)高效率的完成,在電氣自動(dòng)化中央控制系統(tǒng)中,通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)速度快,精度高特征的利用,可以對(duì)數(shù)據(jù)處理的效率進(jìn)行大幅度的提升,而且中央控制系統(tǒng)的程序具有自身獨(dú)特的特征,控制系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督,從而為人工預(yù)案提供充分的準(zhǔn)備時(shí)間。

5 冶金儀表智能自動(dòng)化的應(yīng)用

5.1 提高了冶金儀表的監(jiān)測(cè)精確度

冶金行業(yè)生產(chǎn)中,冶金儀表智能自動(dòng)化可以大幅度提高監(jiān)測(cè)的精度,內(nèi)置微型計(jì)算機(jī),提高工作效率可達(dá)到1兆赫茲以上。如果將冶金儀表的主時(shí)鐘設(shè)定為一周期一毫秒,每條操作語(yǔ)言需要五個(gè)字節(jié),整條操作語(yǔ)言在執(zhí)行的過(guò)程中僅需要幾秒即可。冶金儀表智能自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的功能,模擬量可以存儲(chǔ)在內(nèi)部?jī)?chǔ)存器中,冶金儀表可以監(jiān)測(cè)到數(shù)以萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù),即使數(shù)據(jù)再多,冶金儀表智能自動(dòng)化也能夠在最短時(shí)間內(nèi)完成。未來(lái),我國(guó)對(duì)于冶金儀表的研究,將要重點(diǎn)發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性、智能化壓力、流量、物位、成份儀表與高可靠執(zhí)行器,智能電網(wǎng)先進(jìn)量測(cè)儀器儀表AMI,材料分析精密測(cè)試儀器與力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備,新型無(wú)損檢測(cè)及環(huán)境、多用熱值測(cè)定儀、安全檢測(cè)儀器,國(guó)防特種測(cè)試儀器等各類試驗(yàn)設(shè)備自我國(guó)十二五規(guī)劃以來(lái),高端裝備制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為了戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容,無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)中、還是海洋探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、核能檢測(cè)等,智能傳感器都得到了越來(lái)越多的重視,美國(guó)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(yī)療設(shè)備與低壓工業(yè)應(yīng)用中,這款高精度儀表設(shè)備的工作電壓從1.8上升到5.5,電池供電的血壓血糖檢測(cè)儀中開始應(yīng)用,該儀表適合于誤差源大到不可容忍的應(yīng)用。

5.2 縮小了冶金儀表的監(jiān)測(cè)誤差

在智能自動(dòng)化儀表沒(méi)有被推廣的時(shí)候,傳統(tǒng)冶金儀表經(jīng)常受到外界的干擾,監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)往往存在較大的誤差,影響冶金行業(yè)的正常生產(chǎn),帶來(lái)不小的經(jīng)濟(jì)損失。隨著時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步,冶金儀表智能自動(dòng)化的產(chǎn)生,降低了外界因素給冶金儀表帶來(lái)的干擾,并對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能進(jìn)行科學(xué)有效的調(diào)整,極大程度上提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在冶金行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)臨界點(diǎn)后就會(huì)出現(xiàn)非線性變化,生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)干擾,冶金生產(chǎn)被影響,而冶金儀表智能自動(dòng)化不一樣,程序可以自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,如果即將超出熱電偶的臨界點(diǎn),冶金儀表智能自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào),根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定調(diào)整。

5.3 豐富了冶金儀表的監(jiān)測(cè)控制

在冶金行業(yè)生產(chǎn)中,通過(guò)智能自動(dòng)化的使用,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)冶金儀表中存在的不足,有效對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制,例如水分檢測(cè)儀,該儀器在物理和化學(xué)的反應(yīng)可以監(jiān)測(cè)出冶金產(chǎn)品中含水量是多少,通過(guò)含水量可以判斷出該冶金產(chǎn)品生產(chǎn)是否符合標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)有效的監(jiān)測(cè)控制,保證所有生產(chǎn)出來(lái)的冶金產(chǎn)品都能正常進(jìn)入市場(chǎng)。

未來(lái),我國(guó)將不斷豐富冶金儀表智能自動(dòng)化的能力范圍,研發(fā)專家系統(tǒng)和模糊控制邏輯等控制理論,加強(qiáng)對(duì)冶金儀表智能自動(dòng)化的研究,從而滿足我國(guó)當(dāng)前冶金市場(chǎng)的行業(yè)需求,將我國(guó)從冶金制造轉(zhuǎn)變?yōu)橐苯鹬窃?。?dāng)前冶金行業(yè)中,冶金儀表智能自動(dòng)化的應(yīng)用還不夠全面,只發(fā)揮出不到一半的能力,因此,我國(guó)冶金行業(yè)需要充分利用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線,加強(qiáng)企業(yè)與生產(chǎn)商之間的溝通,加強(qiáng)合作,避免不必要的資源浪費(fèi),力求將冶金儀表智能自動(dòng)化應(yīng)用更加廣泛。2018年由中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)產(chǎn)品信息工作委員會(huì)主辦,和利時(shí)科技集團(tuán)有限公司協(xié)辦的鋼鐵冶金儀表自動(dòng)化技術(shù)國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)研討會(huì)在和利時(shí)集團(tuán)國(guó)際會(huì)議廳舉行,會(huì)議中表面我國(guó)鋼鐵冶金行業(yè)近幾年來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,冶金儀表智能自動(dòng)化技術(shù)也在不斷優(yōu)化與創(chuàng)新,在保障我國(guó)鋼鐵化工行業(yè)高效安全運(yùn)行方面起到了至關(guān)重要的作用,會(huì)議中專家們圍繞我國(guó)當(dāng)前的實(shí)際情況進(jìn)行分析,根據(jù)國(guó)家冶金儀表智能自動(dòng)化技術(shù)存在的不足和未來(lái)市場(chǎng)需求進(jìn)行討論,力求將我國(guó)鋼鐵冶金儀表智能自動(dòng)化技術(shù)提高產(chǎn)業(yè)升級(jí)能力,是我國(guó)朝著制造強(qiáng)國(guó)方向邁進(jìn)。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)環(huán)境的變化,面對(duì)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),我國(guó)必須保證充分的活力,將化工儀表智能自動(dòng)化應(yīng)用深入到更廣闊的空間中去,將傳統(tǒng)化工儀器進(jìn)行質(zhì)的飛躍,提高數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,保證冶金行業(yè)生產(chǎn)可以穩(wěn)步運(yùn)行,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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