基于智能有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制體系研究

郭建紅

（中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司連城分公司，甘肅 蘭州 730000）

近年來(lái)，隨著智能化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)的發(fā)展都有了顯著地變化，智能化、高效率、自動(dòng)化成為每個(gè)行業(yè)追求的目標(biāo)。在有色金屬行業(yè)中，由于有色金屬種類(lèi)繁多、工廠管理難度大、產(chǎn)業(yè)鏈分散等問(wèn)題，一直沒(méi)有系統(tǒng)化的自動(dòng)控制體系[1]。因此，本文基于智能化背景下的有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出了一種自動(dòng)化控制體系并進(jìn)行研究。

1 有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系研究

對(duì)于智能化的有色金屬行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究構(gòu)成主要分為三個(gè)部分。主要包括有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系集中化監(jiān)管分析，有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系遠(yuǎn)程控制分析以及有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系場(chǎng)監(jiān)管模式分析[2]。

1.1 有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系集中化監(jiān)管分析

智能化有色金屬行業(yè)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)大多運(yùn)用集中化監(jiān)管系統(tǒng)，集中化監(jiān)管模式能夠確保整個(gè)自動(dòng)化控制體系對(duì)各個(gè)子程序和體系的有效控制，同時(shí)，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)監(jiān)管系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性和可靠性，便于前期的安裝和后期的維護(hù)調(diào)節(jié)[3]。針對(duì)有色金屬種類(lèi)繁多、工廠分散的問(wèn)題，進(jìn)行有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系集中化監(jiān)管分析。

通過(guò)集中化監(jiān)管系統(tǒng)，有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制能夠?qū)⒉煌N類(lèi)或不同地區(qū)的有色金屬工業(yè)集中起來(lái)進(jìn)行分析處理，這樣不僅能夠大大減輕逐個(gè)逐區(qū)分析的負(fù)擔(dān)，更能顯著提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量。隨著有色金屬冶煉技術(shù)的進(jìn)一步提高，自動(dòng)化控制系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)必將大幅增加，相應(yīng)的對(duì)自動(dòng)化集中監(jiān)管系統(tǒng)的要求也隨之增加?？紤]到可能今后會(huì)發(fā)生這種情況，我們還在原有的集中化監(jiān)管系統(tǒng)中加裝了智能分析軟件和數(shù)據(jù)自清潔模塊。智能分析系統(tǒng)能夠基于有色金屬現(xiàn)狀進(jìn)行分析，篩選出有效信息并將垃圾信息歸入數(shù)據(jù)垃圾箱中，再通過(guò)數(shù)據(jù)自清潔模塊進(jìn)行對(duì)垃圾信息的定期清理，確保系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行[4]。

1.2 有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系遠(yuǎn)程控制分析

智能有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，關(guān)鍵步驟是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本文基于有色金屬互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用了紅外圖像遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。紅外成像遠(yuǎn)程控制借助安裝的紅外感應(yīng)器，對(duì)有色金屬工廠實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行圖像傳遞，通過(guò)遠(yuǎn)程控制臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行操作控制，達(dá)到遠(yuǎn)程檢查控制的效果，同時(shí)也能保證設(shè)備與機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行和正常工作。紅外成像控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)的電信號(hào)控制系統(tǒng)，具有較少的電路設(shè)計(jì)、安裝費(fèi)用低、靈活性高和反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，從而能夠極大地改善當(dāng)前有色金屬互聯(lián)網(wǎng)不夠及時(shí)、快速反饋信息的缺點(diǎn)[5]。

1.3 有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系場(chǎng)監(jiān)管模式分析

有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化控制體系場(chǎng)監(jiān)管模式中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管模式是最終確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)作的保障。通常一個(gè)自動(dòng)化控制命令的完成，最終都以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)作為結(jié)束指令?；谟猩饘俟I(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀，本文的自動(dòng)化控制系統(tǒng)選用了多種的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管模式進(jìn)行綜合監(jiān)管，確保在多種情況下都能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行有效控制。我們采用了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)管模式、單因素監(jiān)管模式、突發(fā)狀況監(jiān)管模式以及隔離設(shè)備和端子柜設(shè)備組件的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)不同模式的監(jiān)管效果，達(dá)到有色金屬互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

2 自動(dòng)化控制體系的實(shí)際應(yīng)用模擬

為了檢驗(yàn)本文建立的基于智能化有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制體系能夠進(jìn)行有效地運(yùn)轉(zhuǎn)操作，我們對(duì)中國(guó)鋁業(yè)某家大型電解鋁業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的實(shí)際應(yīng)用分析。

2.1 實(shí)際應(yīng)用模擬的操作流程

我們對(duì)該公司的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，并在仿真模擬軟件SIMNWORKS上進(jìn)行了自動(dòng)化控制體系的過(guò)程模擬。模擬的項(xiàng)目主要包括：監(jiān)管系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間、自動(dòng)化流程的占比、自動(dòng)化控制反饋時(shí)間、自動(dòng)化控制耗能和應(yīng)急情況下的自動(dòng)控制等。

2.2 實(shí)際應(yīng)用模擬的結(jié)果分析

通過(guò)在SIMNWORKS軟件上的模擬，我們得到的數(shù)據(jù)結(jié)果及工廠實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表1所示。

表1 自動(dòng)化控制體系模擬結(jié)果

通過(guò)分析得到的自動(dòng)化控制體系模擬結(jié)果和實(shí)際情況下的普通控制體系的數(shù)據(jù)，我們可以得到結(jié)論：本文建立的基于智能技術(shù)的有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制體系能夠大大減少整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，使得整個(gè)自動(dòng)化控制過(guò)程能夠快速反饋現(xiàn)場(chǎng)信息并發(fā)出正確指令；同時(shí)，自動(dòng)化控制體系反饋時(shí)間大幅度減少，能夠減少控制系統(tǒng)的能耗，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間大量數(shù)據(jù)的運(yùn)算，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益；應(yīng)用本文建立的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以有效預(yù)防緊急情況，并能夠及時(shí)對(duì)緊急情況進(jìn)行正確的判斷和處理。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本文建立的基于有色金屬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化控制體系的構(gòu)建，改善了傳統(tǒng)控制體系反應(yīng)慢、能耗高、誤差大的缺點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)電解鋁生產(chǎn)控制系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)，分析對(duì)比實(shí)際數(shù)據(jù)，我們得到以下的結(jié)論。

（1）本文建立的自動(dòng)化控制系統(tǒng)符合實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)需求，模擬結(jié)果符合預(yù)期要求，并且建立的系統(tǒng)具有高精度、反應(yīng)時(shí)間短、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。

（2）相比于實(shí)際的非自動(dòng)化控制系統(tǒng)，智能有色金屬互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠縮短反應(yīng)時(shí)間，降低能耗和失誤率從而達(dá)到產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

（3）對(duì)緊急情況具有良好的反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)了緊急狀況預(yù)警和智能處理的功能，能有效降低損失和風(fēng)險(xiǎn)。