冶金仪表智能自动化控制技术应用

万利

摘 要：本文以冶金仪表智能自动化作为研究对象，通过对冶金仪表智能自动化的特征进行描述，分别从冶金仪表的监测精确度、冶金仪表的监测误差和冶金仪表的监测控制等方面详细阐述冶金仪表智能自动化的实际应用。

关键词：冶金仪表；自动化；智能应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）11-0065-02

0 引言

冶金仪表，也被叫做工业自动化仪表，或者过程检测控制仪表，主要用来进行冶金行业的过程控制，是对化工生产工艺参数进行检测与控制的技术，冶金仪表随着社会的进步与科技的发展，目前已经实现冶金仪表智能自动化，可以精准的检测出各种工艺参数的变化情况，并将参数进行科学有效的控制，保证参数可以在给定的值中，从而保证生产的质量，提高生产效率。

1 冶金自动化控制系统的设计理念

1.1 集中监控

冶金生产中的集控系统信息量十分庞大，并且运行有个严格的数据要求。所以对于运行数据的处理主要集中在中央处理器中，这也是为了系统安全性。而CAN总线技术可以对整个系统的安稳性进行确定，不仅可以大大的降低生产运营成本，也可以对网络信息的数据更为灵活的掌握，从而，避免生产事故的发生。

1.2 远程监控

远程监控指的是利用无线传感器来对电气设备进行实时而有效的监控，可以消除距离所带来的阻碍，同时也可以对检测的对象的动态变化进行侦测，从而为电气设备的安全提供保障。

2 冶金仪表智能自动化的特征

在工业生产中，冶金仪表智能自动化得到了广泛的应用，其独特的优势使冶金仪表有了以下几点特征：（1）化工仪表可以对数据进行处理，冶金行业生产过程中，冶金仪表需要对生产中存在的数据进行检测和处理，防止由于数据被干扰影响正常生产。传统的冶金仪表没有智能自动化功能和软件功能，导致冶金仪表的硬件运行加重荷载，对冶金仪表造成损害，且严重影响生产效率。现如今冶金仪表智能自动化可以有效避免以上情况，不仅能够降低高荷载给硬件带来的损害，还能够提高冶金仪表数据存储能力，为工作人员提供冶金仪表数据处理意见，避免冶金生产中出现人为的纰漏。（2）冶金仪表可以对信息进行监测与计算，智能自动化的冶金仪表中有微型计算单元，可以对监测到的复杂信息自动计算，同时冶金仪表智能自动化中有特殊的傳输渠道，可以对监测到的信息进行保密，保证信息的准确性。（3）冶金仪表智能自动化可以进行自我监测，内含通讯传感器可以对冶金仪表存在故障进行监测，保证冶金仪表与主控室之间信息是准确的，防止信号在传输的途中被减弱，防止信号干扰的情况出现，降低生产成本，提高生产效率。

3 冶金仪表自动化控制系统的功能

3.1 智能监控

冶金仪表自动化技术主要是对生产中的数据进行有效监控和传输，在这个控制系统中最为关键的技术环节就是传感器技术的应用。利用传感器可以对冶金生产中的介质参数：温度，压力，流量等不同类型数据及时反馈给操作中心。一般传感器的工作原理都是利用红外线发光二极管来完成程序的收发，当信号接受到时进行有效识别，完成工作信息数据的采集。一般在设备正产运转时都会发出红外线波，将所有的数据记录在数据采集系统中，如果在信息的传输中收到了外界因素的干扰或者阻挡，那么信息传输就会进行有效的切断，切断的信号一般都会从另外一套系统中反馈到操作站室的工作人员那里，这样的监控模式可以实现对电气自动化的无人值守监控，极大程度的节约了企业运营成本。

3.2 自动控制和保护

一般情况仪表电气自动化的设备高压部分提交较庞大，其主要功能是实现对电气设备的切与分。如果电气自动化设备在运转中出现了仪表数据采集问题，通过自动化设备控制，可以有效的及时的对自动化设备进行合理配置，从而实现仪表自动化管理。在自动化仪表的管理中心，所涉及的系统十分复杂，从技术层面而言，包括信息自动化技术，通信技术和自动化技术，利用不同的终端和仪表装置对信息进行采集记录，并且控制在合理的范围之内，这种主动监测的自动化控制模式也被称为综合自动化控制技术。

3.3 测量功能

在冶金生产过程中，自动化仪表的运转所发出的信号不仅仅是对生产状态的反馈，更是对生产数据信息的有效采集，所有的数据传输都通过相关设备进行有效监控。衡量标准一般包括电压，电流和频率三个方面的内容。在实际生产中，一般都是通过操作集控来实现，这样的模式也保障了信息自动化的有效传输。

4 冶金自动化控制系统的模块组成

4.1 PLC控制模块

在PLC控制模块单元中，不同的电气设备都被有各自的屏蔽系统，所以在电气原件的最初设计上都遵循十分严格的标准，不管是电气原件的质量还是对于电信号的拼比上都有严格的规定。冶金企业生产中，利用PLC控制单元对每一个生产数据的环节进行有效控制，让所有的生产机组发挥出最大的工作效率，同时也保障了整个PLC控制单元拥有良好的性能配置。PLC模块单元体积小，质量轻，在使用的过程中十分简单方便，所以，并不需要太多的繁琐操作，同时，PLC控制操作界面一般都十分人性化，显示的信息和生产现场完全相符，更为直观的掌握生产进行情况，对于操作者应用也很快就可以熟练掌握，有利用操作人员水平的提升，从而实现PLC模块控制的有效性。

4.2 通讯模块

对于通讯模块来说，它主要是对收集到的信息和资源进行储存，并统一保存到计算机网络系统之中，在整个储存的过程，它不仅可以保障资源能够得到有效的传中，同时也可以为资源的安全和准确提供可靠的保障。最近几年以来，在自动化仪表的通讯模块中，广泛的应用到了光纤技术，而光纤技术的应用可以对外界干扰通信模块的因素进行大幅度的削弱，减少在信息传送过程中所产生的错误代码情况。同时局域网的出现也可以对通信模块提供一定的技术支撑，保障信息能够在第一时间内获得传递，不仅可以实现资源之间的共享，同时也可以对信息的准确性和科学性进行大幅度的提升。

4.3 中央控制系统

在中央控制系统中，可以通过微机的功能来实现整体的控制工作，微型计算机不断的进步和发展，无论是它的功能和性能都得到了进一步的加强，目前危机具有大量的通讯接口，可以同时连接多个设备，从而对分配的任务高效率的完成，在电气自动化中央控制系统中，通过对计算机速度快，精度高特征的利用，可以对数据处理的效率进行大幅度的提升，而且中央控制系统的程序具有自身独特的特征，控制系统可以对系统的运行进行实时的监督，从而为人工预案提供充分的准备时间。

5 冶金仪表智能自动化的应用

5.1 提高了冶金仪表的监测精确度

冶金行业生产中，冶金仪表智能自动化可以大幅度提高监测的精度，内置微型计算机，提高工作效率可达到1兆赫兹以上。如果将冶金仪表的主时钟设定为一周期一毫秒，每条操作语言需要五个字节，整条操作语言在执行的过程中仅需要几秒即可。冶金仪表智能自动化实现了数字模拟转换的功能，模拟量可以存储在内部儲存器中，冶金仪表可以监测到数以万计的数据，即使数据再多，冶金仪表智能自动化也能够在最短时间内完成。未来，我国对于冶金仪表的研究，将要重点发展高精度、高稳定性、智能化压力、流量、物位、成份仪表与高可靠执行器，智能电网先进量测仪器仪表AMI，材料分析精密测试仪器与力学性能测试设备，新型无损检测及环境、多用热值测定仪、安全检测仪器，国防特种测试仪器等各类试验设备自我国“十二五”规划以来，高端装备制造业的发展已经成为了战略新兴产业的重要内容，无论是在工业生产中、还是海洋探测、环境监测、核能检测等，智能传感器都得到了越来越多的重视，美国模拟器件公司推出了一款高精度低噪音低成本的仪表放大器——AD8553，专门用在医疗设备与低压工业应用中，这款高精度仪表设备的工作电压从1.8V上升到5.5V，电池供电的血压血糖检测仪中开始应用，该仪表适合于误差源大到不可容忍的应用。

5.2 缩小了冶金仪表的监测误差

在智能自动化仪表没有被推广的时候，传统冶金仪表经常受到外界的干扰，监测到的数据往往存在较大的误差，影响冶金行业的正常生产，带来不小的经济损失。随着时代的发展与科技的进步，冶金仪表智能自动化的产生，降低了外界因素给冶金仪表带来的干扰，并对数据监测功能进行科学有效的调整，极大程度上提高了数据的准确性。在冶金行业生产现场中，使用热电偶控制温度电路，如果温度超出了一定范围，越过临界点后就会出现非线性变化，生产过程出现干扰，冶金生产被影响，而冶金仪表智能自动化不一样，程序可以自动进行调整，如果即将超出热电偶的临界点，冶金仪表智能自动化系统就会自动发出警报，根据实际情况进行一定调整。

5.3 丰富了冶金仪表的监测控制

在冶金行业生产中，通过智能自动化的使用，弥补了传统冶金仪表中存在的不足，有效对监测数据进行控制，例如水分检测仪，该仪器在物理和化学的反应可以监测出冶金产品中含水量是多少，通过含水量可以判断出该冶金产品生产是否符合标准，通过有效的监测控制，保证所有生产出来的冶金产品都能正常进入市场。

未来，我国将不断丰富冶金仪表智能自动化的能力范围，研发专家系统和模糊控制逻辑等控制理论，加强对冶金仪表智能自动化的研究，从而满足我国当前冶金市场的行业需求，将我国从冶金制造转变为冶金智造。当前冶金行业中，冶金仪表智能自动化的应用还不够全面，只发挥出不到一半的能力，因此，我国冶金行业需要充分利用现场数据总线，加强企业与生产商之间的沟通，加强合作，避免不必要的资源浪费，力求将冶金仪表智能自动化应用更加广泛。2018年由中国仪器仪表学会产品信息工作委员会主办，和利时科技集团有限公司协办的钢铁冶金仪表自动化技术国产化推进研讨会在和利时集团国际会议厅举行，会议中表面我国钢铁冶金行业近几年来发展态势良好，冶金仪表智能自动化技术也在不断优化与创新，在保障我国钢铁化工行业高效安全运行方面起到了至关重要的作用，会议中专家们围绕我国当前的实际情况进行分析，根据国家冶金仪表智能自动化技术存在的不足和未来市场需求进行讨论，力求将我国钢铁冶金仪表智能自动化技术提高产业升级能力，是我国朝着制造强国方向迈进。

6 结语

总而言之，随着我国经济的发展和市场环境的变化，面对越来越激烈的市场竞争，我国必须保证充分的活力，将化工仪表智能自动化应用深入到更广阔的空间中去，将传统化工仪器进行质的飞跃，提高数据监测的准确性，保证冶金行业生产可以稳步运行，提高企业的经济效益。

参考文献

[1] 辛明.智能自动化仪表在煤化工行业的应用与趋势[J].科技创新导报，2015（08）：98.

[2] 郭闰双.自动化仪表的设计与施工技术分析[J].工程建设与设计，2019（02）：127.

[3] 鲁晓斌，王迪，刘宇闲.油田自动化仪表管理维护的探讨[J].化工管理，2019（06）：27.

[4] 柴建宁.自动化仪表的故障分析及维护[J].科学技术创新，2018（36）：4.