冶金工业中自动化仪表的应用探究

刘汉金

（临沂钢铁投资集团特钢有限公司，山东临沂 276624）

1 自动化仪表在冶金工业中的应用优势分析

在自动化技术快速发展的背景下，仪表控制的自动化已经成为其主要发展方向，通过与自动化控制技术的融合，使得仪表运行控制效率得到很大提升，具有多项直观的技术优势。根据冶金工业企业的生产实践来看，自动化控制技术在仪表中的应用优势包括如下几项。

（1）提高仪表监测效率。自动化控制技术与仪表的结合形成了自动化仪表，在计算机中输入相应的程序，仪表就会按照这个程序运行，计算机在这个过程中作为仪表的监控和发出指令的中心，通过计算机强大的计算与存储能力，在很大程度上提高了仪表检测的速率。仪表检测速率是自动化仪表最明显的优势，与传统的仪表对比来看，自动化仪表能够自动检测所需要检测的数据，并根据自动化程序完成相应的操作，检测速率大大提高[1]。

（2）提高仪表控制精准性。自动化的仪表可以对仪表的检测结果进行监控，且能够及时发现和修正错误的检测数据，从而减少仪表的检测误差，提高仪表检测的准确率。在控制程序中输入相应的检测数值，当仪表所检测的数值出现偏差时就会自动发现误差并修正。与传统的仪表相比，受到人为不稳定因素的影响较小，从而在很大程度上提高了仪表检测的准确率，是自动化仪表的主要技术优势。

（3）提高控制与处理能力。传统的仪表不能够对复杂的工程进行检测，只能简单地监测数据，但是自动化仪表因为与自动化技术、智能化技术相结合，借助计算机强大的计算能力，使自动化仪表能够完成复杂的工程检测工作。对于一些控制难度较高的系统，自动化仪表也有着很好的表现，通过自动化技术的应用，自动化仪表能够很好地处理和控制多项复杂的工作。

2 冶金工业中自动化仪表的主要功能分析

在冶金工业生产过程中，仪表是一项基础设备，主要用于对各项生产参数进行监测。但是传统的仪表设备功能较为单一，仪表运行管理效果较差，在冶金工业生产规模以及技术升级的背景下，传统仪表无法满足冶金工业生产要求，为此自动化仪表开始应用。相较于传统仪表设备，自动化仪表的功能更加丰富，且性能更加强大，在冶金工业中的应用效果更为良好。自动化仪表功能包括如下几项。

（1）自动计算功能。自动化仪表中安装有微型计算机，使得自动化仪表计算能力和数据信息处理能力得到了很大提高，从而使自动化仪表能够处理更加复杂、更加庞大的生产数据，且计算结果的准确性得到了很大提高，对于冶金工业行业的发展起到了很大作用。在冶金工业生产测量工作方面，经常会遇到线性化处理、自检自校、测量数值和工程数值的转换以及抗干扰方面的问题，通过自动化仪表中的微型计算机以及相应的微处理单元能够有效解决上述计算问题，不仅降低了冶金工业生产中硬件设施的负担，自动化仪表还可以完成检索、优化等方面的工作，在计算功能方面的能力较为突出。

（2）编程功能。在计算机技术高速发展的背景下，计算机技术在多个领域都有着广泛的应用，尤其是在仪表中，使得自动化仪表可以编程，在仪表中加入了计算机软件，这些软件可以实现对于硬件逻辑电路的代替，从而使仪表的许多性能都得到了提高。同时，在相应的控制电路中，还可以实现相关接口芯片的有效利用，可以使自动化仪表能够对复杂的功能进行控制。将计算机软件与自动化仪表相结合，可以使工业生产的硬件结构简化，通过自动化仪表编程的逻辑来代替传统的常规电路和硬件，是自动化仪表的主要优势之一[2]。

（3）良好的记忆功能。传统仪表所采用的电路是组合逻辑电路和时序电路，这种电路系统的记忆功能较为落后，记忆程度较低，只能够对某些特定时刻的设备运行状况进行基本且简单记忆，而且随着时间推移，仪表的工作状态记忆也会发生相应的改变，所以仪表之前所记录的数据和信息就会被新信息所取代，所记忆的旧数据和信息就会消失，这对于冶金工业生产会产生不利影响。在微型计算机加入到自动化仪表之中，通过微型计算机强大存储功能，可以对所有状态下的信息和数据进行记忆，且不会因新的数据覆盖而导致之前记忆的数据消失，可以实现记忆数据永久保存，而且对之前某一时刻只能对一种状态进行记忆的情况，作出了相应调整和改进，可以实现在同一时间段内记忆多种数据[3]。

3 冶金工业中自动化仪表的具体应用方式分析

通过上文分析可以明确，在冶金工业生产过程中，自动化仪表已经取得全面应用，通过采用具有自动化功能的仪表设备，能够全面提升冶金工业生产效率，还能够保障冶金工业生产安全，是推动冶金工业生产力进步的关键设备。结合部分冶金企业实践生产经验来看，自动化仪表在应用过程中，具体包括如下几方面应用方式。

3.1 自动化压力仪表的应用

压力测量仪表在冶金工业作业中的应用较为广泛，主要是测量当前作业环境中的压力参数，从而保障生产作业安全。但是传统压力测量仪表在应用过程中会出现一定的误差问题，所以近些年来逐渐开始采用自动化压力仪表，通过其计算功能对测量参数进行纠正，能够提高测量结果准确性。在自动化压力测量仪表应用过程中，需要对生产中不同介质的压力进行测量，所以为了保证测量误差能够得到控制，需要选择合适的压力测量仪表型号。例如，在针对浓度较高的气体压力测量中，自动化压力测量仪表可以采用隔膜式仪表，或者可以通过弹簧管压力仪表对其进行测量，这两种仪表的精确度等级能够将测量误差控制在1.5～2.5，从而能够有效提高压力测量结果准确性。在通过具有标准信号输出的压力仪表时，可以通过将其与压力变速器相结合，对于生产过程中的固体颗粒腐蚀介质进行测量，采用法兰膜片式压力变速器，从而能够对其进行测量；如果生产过程中存在较大振动，则需要采用相应的数字压力变动器。通过对压力测量器的科学选择，能够有效对冶金工业生产过程中的各项压力参数进行测量，并且能够提高测量结果的准确性，为冶金工业生产作业方案调整提供科学的支持，是促进冶金工业生产效率和安全性提高的重要方式，自动化压力测量仪表发挥着重要作用[4]。

3.2 自动化温度监测仪表的应用

温度作为冶金工业生产过程中的重要生产参数，在冶金工业早期应用的温度仪表中，所采用的仪表不具有自动化功能，虽然能够监测冶金生产过程中的温度情况，但是难以做到实时展现出生产环境的具体温度。在冶金工业中，不同的温度测量仪表具有不同工作原理，通过与自动化技术的结合，能够提高温度监测效率，与自动化技术结合的温度监测仪表，能够在温度相对较高情况下实现对温度参数的准确测量；当前冶金工业一般采用红外测温仪监测仪表，或红外发生率测量仪表、激光型传感器以及辐射式温度仪表等。这些自动化温度测量仪表主要应用在超高温环境测量中，通过红外、激光等获取冶金生产过程中的实时温度。在现代冶金工业生产过程中，一般会选择激光型温度传感器，用于展现作业现场的实际温度，同时结合自动化技术，能够对冶金工业作业现场的环境温度进行精准测量，且实际温度测量精度能够达到1.0级。在超高温环境下或者不能直接接触时，传统的金属温度测量仪表则不能使用。因此，在冶金生产的温度测量工作中，需要选择合适的自动化温度测量仪表，实现对高温温度进行测量的目标。在冶金工业的自动化温度监测仪表安装过程中，必须做好安装质量控制工作，防止自动化温度监测仪表出现弯曲等现象，确保温度自动化监测仪表的安装位置准确，防止距离过大，否则会影响温度测量准确性。通过科学的安装与管理，能够有效提高自动化温度仪表运行效果。

3.3 自动化计量仪表的应用

在冶金工业生产过程中，气体浓度监测自动化仪表应用较为频繁，自动化仪表的型号选择能够直接影响各项数据的准确性，所以在选择气体浓度监测自动化仪表时，需要保持科学严谨的态度。例如，在金属冶炼过程中，需要做好气体监测计量工作，确保生产过程中的气体浓度处于标准范围内。针对气体计量功能的仪表选择，一般可以采用分离器自动玻璃管进行自动计量，或采用人工玻璃管利用自力式差压调节阀进行测量。冶金产量一般通过容积式计量方式进行测量，能够有效适应冶金生产气体类型较多、气体不均匀以及不同生产工艺之间气体浓度差异过大问题。针对气体浓度较为稳定或产量较低的冶金工艺环节，一般采用容积式自动流量仪表或涡轮自动流量仪表。容积式自动化仪表包括双转子仪表、腰轮式流量仪表等，这些流量计量仪表适合使用在浓度较低的气体检测中；涡轮流量自动化仪表一般使用在浓度较低的气体检测中，能够快速测定生产环境中的某项气体浓度。计量自动化仪表对于冶金工业生产领域具有重要意义，是监测当前生产环境气体等浓度参数的重要仪表装置，所以必须采用自动化技术，将其与实际生产相结合，从而能够有效提高冶金加工制造效率[5]。通过采用自动化计量仪表对冶金工业生产过程中的各项参数进行监测，能够有效提高生产安全性，当某项监测结果超出规定范围后，能够实现自动化报警。从而提醒相关工作人员对其进行处理，是促进我国冶金工业长远发展的关键技术。

4 冶金工业自动化仪表应用发展趋势分析

自动化仪表已经成为冶金工业生产的核心设备，使得我国冶金工业生产能力迈上新的台阶。为了能够进一步推动冶金工业发展，需要明确自动化仪表的主要发展趋势。依据冶金工业当前的生产现状来看，自动化仪表的应用发展趋势包括如下方面。

（1）自动化仪表结构更加精简化。冶金工业所采用的自动化仪表都在向结构精简化方向发展。随着与超声技术、电磁技术等技术的融合，许多先进的自动化仪表中都没有设置节流器和转动器，相比于普通的自动化仪表，这种自动化仪表更加简单便捷，且较为轻巧。通过计算机软件代替了相关的硬件，在很大程度上降低了硬件设备的负担，使得自动化仪表日益简单化、便捷化。因此，结构精简化方向是未来自动化仪表发展的必然趋势和主要方向。

（2）自动化仪表计量更加精准化。自动化仪表不仅要具有较高的工作效率，还需要有极高的精准度，才能够保证自动化仪表的工作质量。自动化仪表和高新计算机的结合，使得其有了强大的计算能力，可以实现多次快速的测量和记录，从而有效提高了自动化仪表的精准度。此外，在微型处理器的支持下，自动化仪表能够排除多项干扰因素，降低干扰因素对自动化仪表测量结果准确性的影响，使自动化仪表能够对测量结果的误差进行高效的修正。

（3）自动化仪表功能更加多样化。自动化仪表最明显的优势体现在其多功能上，在计算机技术、自动化技术以及其他信息技术的支持下，自动化仪表的功能不断增加，而功能增加就会减少其他硬件设备的投入，降低硬件设备的运行压力，信息技术与自动化仪表的结合促进了智能化仪表的形成与发展。未来自动化仪表的功能将会更加全面，将大部分的功能集中在自动化仪表上是具有高度可行性，未来许多硬件设备将会被取代，以软件的形式嵌入在自动化仪表之中。自动化仪表的功能不断完善，是未来自动化仪表的重要发展方向，需要在自动化仪表技术创新方面加强投入。

5 结束语

文章简要阐述了自动化仪表在冶金工业中的应用优势，并对自动化仪表的具体功能进行分析，同时提出了多项自动化仪表在冶金工业中的具体应用方式，最后总结了自动化仪表未来发展趋势，希望能够对冶金工业生产起到一定的借鉴和帮助作用，不断提升仪表设备先进性。