冶金儀表智能自動化控制技術(shù)應(yīng)用管窺

鄭 梅

（山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東 濟南 250101）

冶金儀表也被稱之為工業(yè)自動化儀表與過程檢測控制儀表，在開展冶金行業(yè)過程管控工作的過程中，以及在檢測與控制化工生產(chǎn)工藝參數(shù)時，主要對其進行使用?，F(xiàn)階段冶金儀表智能自動化工作已經(jīng)完成，能夠?qū)λ泄に噮?shù)的變化情形開展相關(guān)的檢測活動，檢測結(jié)果具備非常高的科學(xué)性與準確性，在此基礎(chǔ)上，還可以高效控制相關(guān)參數(shù)，確保所有參數(shù)能夠處于設(shè)定的范圍之中，促使工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量得到了提升，增強了生產(chǎn)工作效率，為制造企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益與社會效益，為企業(yè)的長遠發(fā)展奠定了良好的條件。

1 冶金自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計理念

1.1 集中監(jiān)控

中央處理器是冶金自動化控制系統(tǒng)集中處置管理運作數(shù)據(jù)的場所，因為生產(chǎn)冶金時，會產(chǎn)生大量信息累積在集控系統(tǒng)中，對運行數(shù)據(jù)也有嚴格規(guī)定，通過中央處理器集中管理數(shù)據(jù)，有利于規(guī)避系統(tǒng)運行可能遭遇的風(fēng)險。CAN技術(shù)憑借能減輕生產(chǎn)和運營時的成本負擔(dān)、靈活掌握網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，成為了保證系統(tǒng)安全的決定性因素，降低生產(chǎn)危險事故的發(fā)生頻率。

1.2 遠程監(jiān)控

這種監(jiān)控方式可以不受距離干擾，為達到保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定的目的，通過無線傳感器實時監(jiān)控電氣設(shè)備，將監(jiān)測對象的動態(tài)變化控制在給定的值內(nèi)，不超出可控范圍。

2 冶金自動化控制系統(tǒng)的模塊組成

2.1 PLC控制模塊

在PLC控制模塊中，其所包含電氣設(shè)備種類比較多，電氣設(shè)備不同。在開展冶金生產(chǎn)工作時，通過PLC控制單元，可以科學(xué)管理并控制所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能夠最大限度體現(xiàn)出各個生產(chǎn)機組的工作效率，還能夠確保PLC控制單元的性能配置處于最佳狀態(tài)之中。與其他模塊單元有所不同，在PLC模塊單元中，具備比較小的體積，重量也不高，這樣在使用時非常便捷，操作起來也比較容易，無需過多的復(fù)雜操作活動。在PLC模塊單元的操作界面中，其人性化色彩非常濃郁，相比較于生產(chǎn)現(xiàn)場的具體情形，其操作界面中所顯示的信息內(nèi)容不存在任何出入，可以對實際的生產(chǎn)情形作出更加系統(tǒng)的了解，操作人員能夠在短時間內(nèi)掌握相關(guān)的規(guī)范要求，確保其能夠迅速投入工作中去，可以提高工作人員的操作能力和水平，確保PLC模塊控制工作的高效完成，顯著提升了工作效率與質(zhì)量。

2.2 通訊模塊

針對通訊模塊而言，關(guān)于有關(guān)系統(tǒng)所收集與整理的信息和資源方面，該模塊可以科學(xué)開展相關(guān)的存儲活動，并將這些信息和資源輸送至計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，集中進行保存。在開展這些信息與資源存儲活動時，利用通訊模塊，可以促使資源傳輸活動的科學(xué)性與高效性，得到充分保證，與此同時，還可以最大限度確保這些資源的安全性能，不斷增強所存儲信息資源的合理性與精確性。光纖技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于自動化儀表的通信模塊之中，通過光纖技術(shù)，高效控制了外界因素對通訊模塊所造成的干擾，在輸送有關(guān)信息與資源時，代碼錯誤的情形也得到了高效控制，顯著降低了產(chǎn)生率。在進行信息與資源輸送活動的過程中，依托局域網(wǎng)的技術(shù)扶持，可以確保信息傳輸工作在短時間內(nèi)快速完成，這樣有助于資源與資源間的共享活動，還可以顯著提高信息的精確性，為后續(xù)各項工作的順利開展提供更加合理、有效的依據(jù)。

2.3 中央控制系統(tǒng)

針對中央控制系統(tǒng)而言，利用相關(guān)的微機作用，可以確?？傮w控制活動的順利完成。伴隨著我國社會和經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)更是日新月異，先進的科技已經(jīng)普遍應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，這也在一定程度上，推動了微型計算機的持續(xù)改進與優(yōu)化。在當前的微型計算機中，所包含的通信接口非常多，可以在同一時間開展多個設(shè)備的連接活動，針對所分配的任務(wù)，能夠利用較短時間實現(xiàn)，具備非常突出的工作效率。關(guān)于電氣自動化中央控制系統(tǒng)方面，通過計算機，能夠在短時間內(nèi)快速完成處理活動，具備比較高的精確性。特別是在開展數(shù)據(jù)處理活動的過程中，可以顯著提升處理工作效率。

3 冶金儀表智能自動化控制技術(shù)分析

3.1 數(shù)據(jù)處理與分析

冶金儀表要全程監(jiān)視、處置和管控大型設(shè)備生產(chǎn)冶金時產(chǎn)生的龐雜數(shù)據(jù)，例如高爐煉鐵在進行冶金生產(chǎn)時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)非常繁多，包括風(fēng)溫、風(fēng)量、爐頂壓力、爐溫等大量數(shù)據(jù)，如果不及時對這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和處理，使數(shù)據(jù)波動時不超出既定值范圍，整個生產(chǎn)過程將變得混亂無序，生產(chǎn)效率低下。在智能自動化控制技術(shù)還沒有應(yīng)用到冶金儀表中時，冶金儀表的機械化程度比較高，數(shù)據(jù)直接被硬件處理，因此，冶金儀表的硬件設(shè)施的承載量較重，運行過程中容易發(fā)生故障，生產(chǎn)活動不得不臨時中止。引入智能自動化控制技術(shù)后，冶金儀表的自動化水平得到提升，可以對數(shù)據(jù)進行智能化處理，數(shù)據(jù)存儲空間也得到了擴充，減輕了冶金儀表硬件設(shè)施的荷載量，保證整個生產(chǎn)活動高效地進行。

3.2 有效監(jiān)測與數(shù)據(jù)計算

智能自動化冶金儀表的機械化程度較低，內(nèi)部有一個小型計算單元，主要負責(zé)自動高效智能化地處理和計算通過監(jiān)控、檢測等方法獲取到的每一項運行數(shù)據(jù)，該單元運用了云計算技術(shù)，方法是在程序中寫入一些生產(chǎn)參量的計算公式，主要是與生產(chǎn)冶金有關(guān)的各個生產(chǎn)參量?？萍脊ぷ魅藛T獲得計算出來的最終數(shù)據(jù)后，通過對這些數(shù)據(jù)進行剖析辨別后，能夠從中挑選出異常數(shù)據(jù)，及時對這些數(shù)據(jù)進行分析處理，找出導(dǎo)致異常的深層原因，采用科學(xué)合理的方案解決問題，調(diào)整程序，使冶金設(shè)備能夠正常運行，冶金生產(chǎn)活動順利開展。

3.3 故障自我監(jiān)測功能

在進行冶金生產(chǎn)活動時，工作條件非常艱苦，基本是在極度潮濕炎熱，并且高壓的環(huán)境下進行生產(chǎn)作業(yè)，這使得冶金設(shè)備的生存條件也比較惡劣，運轉(zhuǎn)時容易出現(xiàn)故障，運轉(zhuǎn)速度減慢或是直接停止運行的狀況時常出現(xiàn)，嚴重阻礙了生產(chǎn)活動的正常進行，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率低且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量差的情況。將智能自動化技術(shù)引入冶金儀表中，冶金儀表和與主控室之間將擁有高效的信息交換的渠道，雙方的溝通交流活動始終順暢，信號不會中斷，傳輸信息的活動不受阻礙。這是源于在生產(chǎn)活動發(fā)生故障、運行中止時，智能自動化控制技術(shù)可以帶來能夠自動監(jiān)測和智能分析的傳感器，通過對設(shè)備運行故障進行自動監(jiān)控與分析，找出故障發(fā)生部位和引起故障的根本原因，運用科學(xué)合理的措施消除故障，使冶金生產(chǎn)活動回到正軌。為冶金生產(chǎn)作業(yè)減少了損失，增加了經(jīng)濟效益。

4 冶金儀表智能自動化控制技術(shù)應(yīng)用

4.1 監(jiān)測精準度大幅提升

冶金儀表智能自動化技術(shù)改變了過去機械冶金儀表檢測出來的參數(shù)數(shù)據(jù)準確性低經(jīng)常出現(xiàn)高爐內(nèi)部溫度、爐頂壓力過高或過低的極端數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，提高了數(shù)據(jù)的精準度，使監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)相差不大，有利于保證生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)活動效率高。智能自動化冶金儀表內(nèi)部有小型計算單元，它的作用等同于人腦，眾所周知，人腦具有主觀能動性，能夠主動思考分析各項事物，比較智能，這就好比冶金智能儀表轉(zhuǎn)換成了一個人腦，經(jīng)它監(jiān)測、分析和處理過的數(shù)據(jù)，和事實上的數(shù)據(jù)將會相差無幾，計算結(jié)果的精準度得到大幅度提升，生產(chǎn)活動的周期大大縮減，效率顯著升高。舊式的機械化冶金儀表正在漸漸被淘汰，取而代之的是新式智能化冶金儀表，它解決了機械化冶金儀表中存在的問題，更便于監(jiān)測和處理冶金生產(chǎn)作業(yè)中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)。

4.2 監(jiān)測誤差大幅縮減

智能自動化冶金儀表監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)精準度較高，與實際數(shù)據(jù)相差小，監(jiān)測誤差也就得到了大幅度縮減。同時，冶金儀表的自動化控制能力增強，抗干擾水平也會得到升高，不易受到其他生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的核磁、電波等外來負面因素干擾，保證冶金生產(chǎn)活動順利得以進行。

如果想精準檢測高爐的爐溫度，最佳測量工具是熱電偶儀表。下面來介紹一下熱電偶儀表：熱電偶一般用于測量溫度，屬于溫度測量儀，組成部分包括熱電極、絕緣套保護管和接線盒，很少單獨使用，一般會用顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器與其搭配使用。熱電偶在溫度測量中運用廣泛的原因是擁有制作便捷、構(gòu)造簡約、檢測內(nèi)容多、精準度高、能夠遠距離傳輸信號等優(yōu)勢，而且熱電偶使用起來比較方便，容易上手，它在工作時不用額外再加電源。以往使用機械化冶金儀表時，會受到外界電磁波干擾，造成溫度變化不會一直呈線性變化，最終檢測出來的數(shù)據(jù)會比實際數(shù)據(jù)高出很多，測量結(jié)果偏差太大。當在冶金儀表中加入智能自動化控制技術(shù)，便會在測量溫度時及時發(fā)現(xiàn)溫度超過了臨界值，開始呈非線性變化，此時，智能自動化系統(tǒng)會發(fā)出信號，提醒工作人員要對熱電偶的某些功能進行人工處理，縮小誤差。

4.3 監(jiān)測范圍得到拓展

當智能自動化技術(shù)引入冶金儀表中后，冶金儀表的檢測范圍不再只是高爐爐溫、風(fēng)溫、爐頂壓力等生產(chǎn)活動過程中的項目，將會對生產(chǎn)活動前的一些準備工作也進行監(jiān)視和測量。檢測結(jié)果對生產(chǎn)人員來說，非常有參考價值，將提醒他們不要盲目投入生產(chǎn)材料，避免出現(xiàn)原材料浪費的現(xiàn)象，生產(chǎn)時一定謹遵國家已出臺的各項法律法規(guī)和規(guī)章制度，嚴格遵循生產(chǎn)程序，提高生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語

當今時代是一個科技迅猛發(fā)展的時代，自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)均得到了大力發(fā)展，并應(yīng)用到了冶金行業(yè)，使冶金儀表實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。冶金儀表向精細化、智能化轉(zhuǎn)變有利于推動冶金生產(chǎn)活動高效進行，適應(yīng)冶金生產(chǎn)活動的需要，降低冶金行業(yè)生產(chǎn)過程中冶金設(shè)備的損壞率以及安全事故的發(fā)生率，推動生產(chǎn)活動順利進行，智能自動化控制技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用取得了巨大成功。本文詳細分析了冶金儀表的三個智能自動化控制技術(shù)，以及三個應(yīng)用成果，可以為之后的運用提供參考。