鄭 梅

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

冶金儀表也被稱(chēng)之為工業(yè)自動(dòng)化儀表與過(guò)程檢測(cè)控制儀表，在開(kāi)展冶金行業(yè)過(guò)程管控工作的過(guò)程中，以及在檢測(cè)與控制化工生產(chǎn)工藝參數(shù)時(shí)，主要對(duì)其進(jìn)行使用?，F(xiàn)階段冶金儀表智能自動(dòng)化工作已經(jīng)完成，能夠?qū)λ泄に噮?shù)的變化情形開(kāi)展相關(guān)的檢測(cè)活動(dòng)，檢測(cè)結(jié)果具備非常高的科學(xué)性與準(zhǔn)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(qiáng)了生產(chǎn)工作效率，為制造企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定了良好的條件。

1 冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

1.1 集中監(jiān)控

中央處理器是冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)集中處置管理運(yùn)作數(shù)據(jù)的場(chǎng)所，因?yàn)樯a(chǎn)冶金時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量信息累積在集控系統(tǒng)中，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)也有嚴(yán)格規(guī)定，通過(guò)中央處理器集中管理數(shù)據(jù)，有利于規(guī)避系統(tǒng)運(yùn)行可能遭遇的風(fēng)險(xiǎn)。CAN技術(shù)憑借能減輕生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)時(shí)的成本負(fù)擔(dān)、靈活掌握網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，成為了保證系統(tǒng)安全的決定性因素，降低生產(chǎn)危險(xiǎn)事故的發(fā)生頻率。

1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控

這種監(jiān)控方式可以不受距離干擾，為達(dá)到保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定的目的，通過(guò)無(wú)線傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣設(shè)備，將監(jiān)測(cè)對(duì)象的動(dòng)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(dòng)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(lèi)比較多，電氣設(shè)備不同。在開(kāi)展冶金生產(chǎn)工作時(shí)，通過(guò)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(gè)生產(chǎn)機(jī)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(shí)非常便捷，操作起來(lái)也比較容易，無(wú)需過(guò)多的復(fù)雜操作活動(dòng)。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(chǎng)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(duì)實(shí)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(shí)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(duì)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(kāi)展相關(guān)的存儲(chǔ)活動(dòng)，并將這些信息和資源輸送至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，集中進(jìn)行保存。在開(kāi)展這些信息與資源存儲(chǔ)活動(dòng)時(shí)，利用通訊模塊，可以促使資源傳輸活動(dòng)的科學(xué)性與高效性，得到充分保證，與此同時(shí)，還可以最大限度確保這些資源的安全性能，不斷增強(qiáng)所存儲(chǔ)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(dòng)化儀表的通信模塊之中，通過(guò)光纖技術(shù)，高效控制了外界因素對(duì)通訊模塊所造成的干擾，在輸送有關(guān)信息與資源時(shí)，代碼錯(cuò)誤的情形也得到了高效控制，顯著降低了產(chǎn)生率。在進(jìn)行信息與資源輸送活動(dòng)的過(guò)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(shí)間內(nèi)快速完成，這樣有助于資源與資源間的共享活動(dòng)，還可以顯著提高信息的精確性，為后續(xù)各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展提供更加合理、有效的依據(jù)。

2.3 中央控制系統(tǒng)

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

3 冶金儀表智能自動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的龐雜數(shù)據(jù)，例如高爐煉鐵在進(jìn)行冶金生產(chǎn)時(shí)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(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和處理，使數(shù)據(jù)波動(dòng)時(shí)不超出既定值范圍，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程將變得混亂無(wú)序，生產(chǎn)效率低下。在智能自動(dòng)化控制技術(shù)還沒(méi)有應(yīng)用到冶金儀表中時(shí)，冶金儀表的機(jī)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(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生故障，生產(chǎn)活動(dòng)不得不臨時(shí)中止。引入智能自動(dòng)化控制技術(shù)后，冶金儀表的自動(dòng)化水平得到提升，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間也得到了擴(kuò)充，減輕了冶金儀表硬件設(shè)施的荷載量，保證整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)高效地進(jìn)行。

3.2 有效監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)計(jì)算

智能自動(dòng)化冶金儀表的機(jī)械化程度較低，內(nèi)部有一個(gè)小型計(jì)算單元，主要負(fù)責(zé)自動(dòng)高效智能化地處理和計(jì)算通過(guò)監(jiān)控、檢測(cè)等方法獲取到的每一項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，該單元運(yùn)用了云計(jì)算技術(shù)，方法是在程序中寫(xiě)入一些生產(chǎn)參量的計(jì)算公式，主要是與生產(chǎn)冶金有關(guān)的各個(gè)生產(chǎn)參量?？萍脊ぷ魅藛T獲得計(jì)算出來(lái)的最終數(shù)據(jù)后，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析辨別后，能夠從中挑選出異常數(shù)據(jù)，及時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)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(wèn)題，調(diào)整程序，使冶金設(shè)備能夠正常運(yùn)行，冶金生產(chǎn)活動(dòng)順利開(kāi)展。

3.3 故障自我監(jiān)測(cè)功能

在進(jìn)行冶金生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，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(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易出現(xiàn)故障，運(yùn)轉(zhuǎn)速度減慢或是直接停止運(yùn)行的狀況時(shí)常出現(xiàn)，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率低且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量差的情況。將智能自動(dòng)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(dòng)始終順暢，信號(hào)不會(huì)中斷，傳輸信息的活動(dòng)不受阻礙。這是源于在生產(chǎn)活動(dòng)發(fā)生故障、運(yùn)行中止時(shí)，智能自動(dòng)化控制技術(shù)可以帶來(lái)能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)和智能分析的傳感器，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行故障進(jìn)行自動(dòng)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(yùn)用科學(xué)合理的措施消除故障，使冶金生產(chǎn)活動(dòng)回到正軌。為冶金生產(chǎn)作業(yè)減少了損失，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

4 冶金儀表智能自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用

4.1 監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度大幅提升

冶金儀表智能自動(dòng)化技術(shù)改變了過(guò)去機(jī)械冶金儀表檢測(cè)出來(lái)的參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低經(jīng)常出現(xiàn)高爐內(nèi)部溫度、爐頂壓力過(guò)高或過(guò)低的極端數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，提高了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，使監(jiān)測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)相差不大，有利于保證生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)活動(dòng)效率高。智能自動(dòng)化冶金儀表內(nèi)部有小型計(jì)算單元，它的作用等同于人腦，眾所周知，人腦具有主觀能動(dòng)性，能夠主動(dòng)思考分析各項(xiàng)事物，比較智能，這就好比冶金智能儀表轉(zhuǎn)換成了一個(gè)人腦，經(jīng)它監(jiān)測(cè)、分析和處理過(guò)的數(shù)據(jù)，和事實(shí)上的數(shù)據(jù)將會(huì)相差無(wú)幾，計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)度得到大幅度提升，生產(chǎn)活動(dòng)的周期大大縮減，效率顯著升高。舊式的機(jī)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(jī)械化冶金儀表中存在的問(wèn)題，更便于監(jiān)測(cè)和處理冶金生產(chǎn)作業(yè)中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

4.2 監(jiān)測(cè)誤差大幅縮減

智能自動(dòng)化冶金儀表監(jiān)測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度較高，與實(shí)際數(shù)據(jù)相差小，監(jiān)測(cè)誤差也就得到了大幅度縮減。同時(shí)，冶金儀表的自動(dòng)化控制能力增強(qiáng)，抗干擾水平也會(huì)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(lái)負(fù)面因素干擾，保證冶金生產(chǎn)活動(dòng)順利得以進(jìn)行。

如果想精準(zhǔn)檢測(cè)高爐的爐溫度，最佳測(cè)量工具是熱電偶儀表。下面來(lái)介紹一下熱電偶儀表：熱電偶一般用于測(cè)量溫度，屬于溫度測(cè)量?jī)x，組成部分包括熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒，很少單獨(dú)使用，一般會(huì)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(cè)量中運(yùn)用廣泛的原因是擁有制作便捷、構(gòu)造簡(jiǎn)約、檢測(cè)內(nèi)容多、精準(zhǔn)度高、能夠遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)等優(yōu)勢(shì)，而且熱電偶使用起來(lái)比較方便，容易上手，它在工作時(shí)不用額外再加電源。以往使用機(jī)械化冶金儀表時(shí)，會(huì)受到外界電磁波干擾，造成溫度變化不會(huì)一直呈線性變化，最終檢測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)比實(shí)際數(shù)據(jù)高出很多，測(cè)量結(jié)果偏差太大。當(dāng)在冶金儀表中加入智能自動(dòng)化控制技術(shù)，便會(huì)在測(cè)量溫度時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)了臨界值，開(kāi)始呈非線性變化，此時(shí)，智能自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，提醒工作人員要對(duì)熱電偶的某些功能進(jìn)行人工處理，縮小誤差。

4.3 監(jiān)測(cè)范圍得到拓展

當(dāng)智能自動(dòng)化技術(shù)引入冶金儀表中后，冶金儀表的檢測(cè)范圍不再只是高爐爐溫、風(fēng)溫、爐頂壓力等生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中的項(xiàng)目，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)前的一些準(zhǔn)備工作也進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)量。檢測(cè)結(jié)果對(duì)生產(chǎn)人員來(lái)說(shuō)，非常有參考價(jià)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(fèi)的現(xiàn)象，生產(chǎn)時(shí)一定謹(jǐn)遵國(guó)家已出臺(tái)的各項(xiàng)法律法規(guī)和規(guī)章制度，嚴(yán)格遵循生產(chǎn)程序，提高生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。冶金儀表向精細(xì)化、智能化轉(zhuǎn)變有利于推動(dòng)冶金生產(chǎn)活動(dòng)高效進(jìn)行，適應(yīng)冶金生產(chǎn)活動(dòng)的需要，降低冶金行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中冶金設(shè)備的損壞率以及安全事故的發(fā)生率，推動(dòng)生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行，智能自動(dòng)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(xì)分析了冶金儀表的三個(gè)智能自動(dòng)化控制技術(shù)，以及三個(gè)應(yīng)用成果，可以為之后的運(yùn)用提供參考。