冶金仪表智能自动化控制技术应用管窥

郑 梅

（山东省冶金设计院股份有限公司，山东 济南 250101）

冶金仪表也被称之为工业自动化仪表与过程检测控制仪表，在开展冶金行业过程管控工作的过程中，以及在检测与控制化工生产工艺参数时，主要对其进行使用。现阶段冶金仪表智能自动化工作已经完成，能够对所有工艺参数的变化情形开展相关的检测活动，检测结果具备非常高的科学性与准确性，在此基础上，还可以高效控制相关参数，确保所有参数能够处于设定的范围之中，促使工业生产质量得到了提升，增强了生产工作效率，为制造企业创造了更多的经济效益与社会效益，为企业的长远发展奠定了良好的条件。

1 冶金自动化控制系统的设计理念

1.1 集中监控

中央处理器是冶金自动化控制系统集中处置管理运作数据的场所，因为生产冶金时，会产生大量信息累积在集控系统中，对运行数据也有严格规定，通过中央处理器集中管理数据，有利于规避系统运行可能遭遇的风险。CAN技术凭借能减轻生产和运营时的成本负担、灵活掌握网络信息数据的优势，成为了保证系统安全的决定性因素，降低生产危险事故的发生频率。

1.2 远程监控

这种监控方式可以不受距离干扰，为达到保证电气设备安全稳定的目的，通过无线传感器实时监控电气设备，将监测对象的动态变化控制在给定的值内，不超出可控范围。

2 冶金自动化控制系统的模块组成

2.1 PLC控制模块

在PLC控制模块中，其所包含电气设备种类比较多，电气设备不同。在开展冶金生产工作时，通过PLC控制单元，可以科学管理并控制所有生产数据，能够最大限度体现出各个生产机组的工作效率，还能够确保PLC控制单元的性能配置处于最佳状态之中。与其他模块单元有所不同，在PLC模块单元中，具备比较小的体积，重量也不高，这样在使用时非常便捷，操作起来也比较容易，无需过多的复杂操作活动。在PLC模块单元的操作界面中，其人性化色彩非常浓郁，相比较于生产现场的具体情形，其操作界面中所显示的信息内容不存在任何出入，可以对实际的生产情形作出更加系统的了解，操作人员能够在短时间内掌握相关的规范要求，确保其能够迅速投入工作中去，可以提高工作人员的操作能力和水平，确保PLC模块控制工作的高效完成，显著提升了工作效率与质量。

2.2 通讯模块

针对通讯模块而言，关于有关系统所收集与整理的信息和资源方面，该模块可以科学开展相关的存储活动，并将这些信息和资源输送至计算机网络系统中，集中进行保存。在开展这些信息与资源存储活动时，利用通讯模块，可以促使资源传输活动的科学性与高效性，得到充分保证，与此同时，还可以最大限度确保这些资源的安全性能，不断增强所存储信息资源的合理性与精确性。光纤技术已经普遍应用于自动化仪表的通信模块之中，通过光纤技术，高效控制了外界因素对通讯模块所造成的干扰，在输送有关信息与资源时，代码错误的情形也得到了高效控制，显著降低了产生率。在进行信息与资源输送活动的过程中，依托局域网的技术扶持，可以确保信息传输工作在短时间内快速完成，这样有助于资源与资源间的共享活动，还可以显著提高信息的精确性，为后续各项工作的顺利开展提供更加合理、有效的依据。

2.3 中央控制系统

针对中央控制系统而言，利用相关的微机作用，可以确保总体控制活动的顺利完成。伴随着我国社会和经济突飞猛进的发展，科学技术更是日新月异，先进的科技已经普遍应用于各个领域中，这也在一定程度上，推动了微型计算机的持续改进与优化。在当前的微型计算机中，所包含的通信接口非常多，可以在同一时间开展多个设备的连接活动，针对所分配的任务，能够利用较短时间实现，具备非常突出的工作效率。关于电气自动化中央控制系统方面，通过计算机，能够在短时间内快速完成处理活动，具备比较高的精确性。特别是在开展数据处理活动的过程中，可以显著提升处理工作效率。

3 冶金仪表智能自动化控制技术分析

3.1 数据处理与分析

冶金仪表要全程监视、处置和管控大型设备生产冶金时产生的庞杂数据，例如高炉炼铁在进行冶金生产时产生的数据非常繁多，包括风温、风量、炉顶压力、炉温等大量数据，如果不及时对这些数据进行监控和处理，使数据波动时不超出既定值范围，整个生产过程将变得混乱无序，生产效率低下。在智能自动化控制技术还没有应用到冶金仪表中时，冶金仪表的机械化程度比较高，数据直接被硬件处理，因此，冶金仪表的硬件设施的承载量较重，运行过程中容易发生故障，生产活动不得不临时中止。引入智能自动化控制技术后，冶金仪表的自动化水平得到提升，可以对数据进行智能化处理，数据存储空间也得到了扩充，减轻了冶金仪表硬件设施的荷载量，保证整个生产活动高效地进行。

3.2 有效监测与数据计算

智能自动化冶金仪表的机械化程度较低，内部有一个小型计算单元，主要负责自动高效智能化地处理和计算通过监控、检测等方法获取到的每一项运行数据，该单元运用了云计算技术，方法是在程序中写入一些生产参量的计算公式，主要是与生产冶金有关的各个生产参量。科技工作人员获得计算出来的最终数据后，通过对这些数据进行剖析辨别后，能够从中挑选出异常数据，及时对这些数据进行分析处理，找出导致异常的深层原因，采用科学合理的方案解决问题，调整程序，使冶金设备能够正常运行，冶金生产活动顺利开展。

3.3 故障自我监测功能

在进行冶金生产活动时，工作条件非常艰苦，基本是在极度潮湿炎热，并且高压的环境下进行生产作业，这使得冶金设备的生存条件也比较恶劣，运转时容易出现故障，运转速度减慢或是直接停止运行的状况时常出现，严重阻碍了生产活动的正常进行，最终导致生产效率低且生产出来的产品质量差的情况。将智能自动化技术引入冶金仪表中，冶金仪表和与主控室之间将拥有高效的信息交换的渠道，双方的沟通交流活动始终顺畅，信号不会中断，传输信息的活动不受阻碍。这是源于在生产活动发生故障、运行中止时，智能自动化控制技术可以带来能够自动监测和智能分析的传感器，通过对设备运行故障进行自动监控与分析，找出故障发生部位和引起故障的根本原因，运用科学合理的措施消除故障，使冶金生产活动回到正轨。为冶金生产作业减少了损失，增加了经济效益。

4 冶金仪表智能自动化控制技术应用

4.1 监测精准度大幅提升

冶金仪表智能自动化技术改变了过去机械冶金仪表检测出来的参数数据准确性低经常出现高炉内部温度、炉顶压力过高或过低的极端数据的现象，提高了数据的精准度，使监测出来的数据与实际数据相差不大，有利于保证生产出来的产品质量高，生产活动效率高。智能自动化冶金仪表内部有小型计算单元，它的作用等同于人脑，众所周知，人脑具有主观能动性，能够主动思考分析各项事物，比较智能，这就好比冶金智能仪表转换成了一个人脑，经它监测、分析和处理过的数据，和事实上的数据将会相差无几，计算结果的精准度得到大幅度提升，生产活动的周期大大缩减，效率显著升高。旧式的机械化冶金仪表正在渐渐被淘汰，取而代之的是新式智能化冶金仪表，它解决了机械化冶金仪表中存在的问题，更便于监测和处理冶金生产作业中产生的各项数据。

4.2 监测误差大幅缩减

智能自动化冶金仪表监测出来的数据精准度较高，与实际数据相差小，监测误差也就得到了大幅度缩减。同时，冶金仪表的自动化控制能力增强，抗干扰水平也会得到升高，不易受到其他生产设备产生的核磁、电波等外来负面因素干扰，保证冶金生产活动顺利得以进行。

如果想精准检测高炉的炉温度，最佳测量工具是热电偶仪表。下面来介绍一下热电偶仪表：热电偶一般用于测量温度，属于温度测量仪，组成部分包括热电极、绝缘套保护管和接线盒，很少单独使用，一般会用显示仪表、记录仪表和电子调节器与其搭配使用。热电偶在温度测量中运用广泛的原因是拥有制作便捷、构造简约、检测内容多、精准度高、能够远距离传输信号等优势，而且热电偶使用起来比较方便，容易上手，它在工作时不用额外再加电源。以往使用机械化冶金仪表时，会受到外界电磁波干扰，造成温度变化不会一直呈线性变化，最终检测出来的数据会比实际数据高出很多，测量结果偏差太大。当在冶金仪表中加入智能自动化控制技术，便会在测量温度时及时发现温度超过了临界值，开始呈非线性变化，此时，智能自动化系统会发出信号，提醒工作人员要对热电偶的某些功能进行人工处理，缩小误差。

4.3 监测范围得到拓展

当智能自动化技术引入冶金仪表中后，冶金仪表的检测范围不再只是高炉炉温、风温、炉顶压力等生产活动过程中的项目，将会对生产活动前的一些准备工作也进行监视和测量。检测结果对生产人员来说，非常有参考价值，将提醒他们不要盲目投入生产材料，避免出现原材料浪费的现象，生产时一定谨遵国家已出台的各项法律法规和规章制度，严格遵循生产程序，提高生产效率。

5 结语

当今时代是一个科技迅猛发展的时代，自动化技术、计算机技术、人工智能技术均得到了大力发展，并应用到了冶金行业，使冶金仪表实现了质的飞跃。冶金仪表向精细化、智能化转变有利于推动冶金生产活动高效进行，适应冶金生产活动的需要，降低冶金行业生产过程中冶金设备的损坏率以及安全事故的发生率，推动生产活动顺利进行，智能自动化控制技术在冶金行业中的应用取得了巨大成功。本文详细分析了冶金仪表的三个智能自动化控制技术，以及三个应用成果，可以为之后的运用提供参考。