冶金數字化儀表及其自動化過程控制

趙海升

摘要：

隨著信息化與數字化時代的發(fā)展，現(xiàn)代科學技術也不斷進步。同時，中國冶金工業(yè)也取得了快速發(fā)展，冶金設備的自動化程度也在不斷提高。在冶金工業(yè)的發(fā)展具體過程中，冶金設備在其中起著非常重要的作用。為此，在本文中從兩個方面對冶金設備自動化過程控制進行了具體的研究。眾所周知的是，冶金工業(yè)對國民經濟發(fā)展非常重要。因此，為了保證冶金工業(yè)的現(xiàn)代化，有必要從當前國內經濟轉型發(fā)展的角度分析冶金設備自動化分類。

關鍵詞：冶金數字化儀表;自動化;過程控制分析

前言

目前，由于信息化和數字化快速地發(fā)展，冶金企業(yè)需要在生產設備上安裝可替代人工操作的自動化設備，并實現(xiàn)生產的自動化。這個過程也就是冶金生產過程的自動化。在國民經濟發(fā)展過程中，冶金工業(yè)是中國傳統(tǒng)的支柱產業(yè)，據研究可知，生產過程在密閉容器中進行，一般難以實現(xiàn)手動操作。同時，冶金品生產也存在一定的風險。因此，為了實現(xiàn)冶金生產的高效率和環(huán)保，有必要促使冶金設備自動化，實現(xiàn)自動化的快速發(fā)展。

1. 冶金儀表及自動化的主要類型

近年來，冶金工業(yè)不斷發(fā)展和完善，冶金設備和自動化的不斷發(fā)展已成為大勢所趨，進而推動工業(yè)化可持續(xù)發(fā)展。冶金設備的快速發(fā)展催生了多種類型的儀表，據研究可知，其功能也各不相同。從目前的工作發(fā)展情況來看，冶金設備和自動化類主要集中各類在線分析儀器上。其中，溫度儀表還是流量計都會受到高科技和微機影響，同時也會促使冶金設備都朝著自動化的方向發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)生產的具體過程中，工作人員必須控制溫度，主要目的是確保產品質量。由于原材料的冶金性質難免會發(fā)生變化，所以工作人員難免會面臨一些難題工，在這種情況下，工作人員必須控制生產環(huán)境的溫度，必須要注意在最大程度上滿足當前的工業(yè)生產要求。從目前的情況來看，冶金工業(yè)中最常見的溫度儀表主要是熱電阻。在電子技術的具體作用下，可以發(fā)現(xiàn)目前在各個行業(yè)都開始運用智能溫度控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線技術也在得到不斷完善，各種熱敏電阻和熱電偶都可以在微機控制芯片中發(fā)揮關鍵作用，采樣信號的自動處理也可以促進工業(yè)儀器自動化的不斷發(fā)展。在流量計方面，在具體的冶金設備和相應的自動化開發(fā)領域中，可以發(fā)現(xiàn)流量計應用的數量不斷增加，通過不同測量方法進行測量。工作人員此時需要保證儀器自動化水平，盡量實現(xiàn)冶金產品的更新，利用溫度傳感器和變送器，測試煤氣、壓縮空氣、氮氣、蒸汽流量參數，保證報警控制和數據采集的發(fā)展。

2. 冶金數字化儀表及自動化的發(fā)展方向

2.1 可編程可記憶

隨著計算機網絡技術的快速發(fā)展，各種軟件已應用于冶金設備中，取代了原來一直被使用的大量硬件邏輯電路，這樣也就實現(xiàn)了硬件的軟件化。在冶金設備的控制電路中，可以發(fā)現(xiàn)接口芯片的位置控制功能是比較復雜的，但是其軟件編程相對簡單。如果用硬件進行替換，則需要使用一組控制和定時電路。因此，儀器中的應用軟件的主要作用就是簡化內部硬件結構，同時還可以對于原有的邏輯電路進行控制。傳統(tǒng)上，使用邏輯電路和時序電路的冶金設備必須要處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)下，但是這一模式存在明顯的缺陷。比如，當記憶下一個狀態(tài)時，首先需要清空先前狀態(tài)的記憶信息，基于信息化和自動化，微計算機引入儀表之后，電力存儲模式中的隨機存儲器無需清空之前的信息，而是可以實現(xiàn)信息的同步存儲。

2.2 可計算可控制

現(xiàn)代冶金設備主要包含微型計算機，因此它們能夠計算復雜的數據，同時還可以確保計算結果的準確性。具有計算功能的自動化儀器可以執(zhí)行比較復雜的計算，在實現(xiàn)冶金設備自動化后，進而實現(xiàn)普通冶金設備無法實現(xiàn)的功能。在氣相色譜或液相色譜中，色譜分離一般主要用于比較復雜的方面，分離更復雜的冶金混合物，在這一過程中需要嚴格控制冶金物質的量。傳統(tǒng)儀器在電子技術和計算機技術的進步之下也得到了進一步發(fā)展，工作人員可以使用新的數字儀器。據研究可知，中國的許多冶金企業(yè)立足于對實際情況的研究，選擇合適的冶金設備。

2.3 可以處理數據

在實際測量的具體過程中，冶金設備經常遇到線性化、自動檢測等問題。除此之外，工作人員還必須抵抗外部因素的干擾。在微型計算機的幫助下，工作人員目前可以使用軟件來處理這些問題。這種數據處理方法的主要優(yōu)勢在于便于測量，在最大程度上減輕硬件負擔，還可以實現(xiàn)數據的檢索、處理。在微機被引入自動化儀表時，可以實現(xiàn)對中央系統(tǒng)的控制，快速完成重復測量，在此基礎上計算平均值，然后可以排除誤差和其他干擾因素。除此之外，自動儀器具有修復誤差的功能，可用于減少誤差，修復現(xiàn)場測量導致的誤差，保證測量精度。

2.4 智能化

在信息技術的影響下，冶金設備的自動化水平往往朝著高度自動化方向發(fā)展。隨著微處理器的不斷發(fā)展，智能儀表的數字化和智能系統(tǒng)可以實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展。微處理器的不斷發(fā)展促使監(jiān)管機構的數字化發(fā)展。在儀表自動化的具體過程中，不斷優(yōu)化儀表自動化功能已經成

2.5 多功能化和虛擬化

隨著科技進步，當代儀器儀表的生產制造不論從體積來說還是大小方面都在朝著微型化方向發(fā)展。儀器儀表本身就是集微電子技術、微機械技術和微信息技術三者融合的產物。微型化發(fā)展使數據和傳輸高度集合化，這使得信號的傳輸不斷擴大，有利于和其他儀器儀表更好地進行關聯(lián)。儀器儀表的多功能化不止是其智能化的發(fā)展趨勢，更是科學前沿發(fā)展的必然要求，智能化儀器儀表的多功能性本身就是重要特征之一，如函數發(fā)生器是集脈沖功能、頻率合成功能、任意波形改變功能等多功能為一體的，從理論上說，多功能冶金數字儀表的穩(wěn)定性和適應性比單一性的儀器儀表更強，而且其具有高效率性。智能儀器是利用網絡技術和各種先進技術，將電腦軟件和計算機數據分析的虛擬測量系統(tǒng)，其使用相同的硬件系統(tǒng)，通過不同的編程程序創(chuàng)建不同的功能，可以增加軟件和系統(tǒng)的可見性、新穎性，從而加快我國冶金數字儀表的智能化發(fā)展。

3. 冶金數字化儀表的優(yōu)化措施

3.1 結構優(yōu)化

當前快速發(fā)展的智能儀器結構的優(yōu)化，開辟了冶金系統(tǒng)在數字儀表行業(yè)中的使用，智能硬件的結構可以使儀器分析更準確，提高質量水平。與此同時，冶金系統(tǒng)的使用功能將集成微遺傳算法、神經網絡控制器，可以使各種數據集合到臨界值，優(yōu)化性能和結構，從而提升運行效率。

計算機硬件與軟件的結合使得計算機虛擬化功能快速發(fā)展，在資源的優(yōu)化和配置方面迅速提高，資源的配置更為合理，可以使智能化設備減少損耗，同時在網絡和資源程序利用方面提升效率。冶金數字儀表的運行效率和智能化水平提升，也為儀器制造的生產制造廠家提供冶金數字儀表生產水平的更高標準。冶金數字儀表的結構優(yōu)化及性能方面的改進，也可利用智能化手段將其生產水平進行提升。

3.2 遠程化控制

電腦軟件技術的提升以 PC 為基礎，形成一個網格結構工作環(huán)境，可以實現(xiàn)遠程控制的智能測控儀器，有助于提高生產效率，已成為冶金測控技術和儀器的發(fā)展方向?；诨ヂ?lián)網，遠程控制能力和數據共享的資源，可以減少冶金數字儀表的使用，提升測控儀器的范圍，又可以運用網絡，對數據進行遠程實時監(jiān)控。

結束語：

總之，冶金品生產的自動化是一門高度綜合的技術學科。該技術可用于計算機理論和計算機技術來控制冶金工程方面。在現(xiàn)代經濟發(fā)展過程中，現(xiàn)代工業(yè)儀器和冶金自動化已經成為一個高度融合的整體，這一系統(tǒng)不僅可以提高冶金設備的性能，而且可以在最大程度上提高冶金生產的自動化水平。

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