冶金设备智能仪表的发展与应用

文章首先对冶金智能仪表的产生以及功能进行介绍，并结合传统仪表对冶金智能仪表的功能先进性作出对比。在此基础上重点探讨冶金智能仪表当前发展状况，以及技术应用中所面对的应用前景。最后探讨冶金智能仪表的应用技术要点，为冶金智能仪表使用稳定使用提升提供技术依据。

1冶金智能仪表介绍

冶金智能仪表在内部具有微控制处理器，与传统仪表不同的是能够自动完成仪表信号的传输以及接收。并且可以通过信息传输端口连接，与外界通信系统之间建立起联系，实现对仪表的远程控制以及参数读取[1]。冶金智能仪表在功能上与传统仪表相近，但控制方面却更加先进。冶金智能仪表中具有更多的功能选择，通过按键形式展现在仪表外层，技术人员可以根据所需要操作的指令来选择相应功能按键[2]。

同时仪表自身也可以通过按键选择，建立起通信协议与外界通讯设备之间的联系，进行实时数据传输。随着仪表使用需求不断提升冶金智能仪表在功能以及外形上也有很大改进。与传统的仪表进行对比，其控制功能集成在芯片中节省了大量空间，其次是可靠性与精准度都有明显的提高。在信号传输中，即使外界环境中存在一定干扰，内部控制系统中也能自动排除这一干扰，对有用信息进行捕捉，从而实现通信系统中更高效的信息传输。智能化仪表对使用环境具有更强的适应能力可以应用在不同机械设备中，也可以根据机械设备的现场环境来对仪表外层进行安全处理。下面文章将重点针对冶金智能仪表的发展以及应用现状进行探讨[3]。

2智能化仪表与传统仪表的功能对比

处理效率有明显提升功能以及使用质量也更高，可以进行自动故障诊断，并根据自身运行状态评估来发出相应的警报。与传统仪表相比故障检修任务开展更加顺利。最后是对信息的管理能力智能化仪表中具有信息存储功能，可以随着信息产生实时传输到计算机控制系统中，这样便避免由于数据丢失而造成的仪表监控效果下降问题。智能化仪表在信息传输以及故障自我诊断修复方面的先进性，是传统仪表中所不能够达到的。也是未来智能化仪表设计开发中重点强调的部分，在设备中体现出智能化仪表的此类功能，使用效率将会得到明显提升。可靠性特征量指标应能定量地衡量在规定条件下使用的冶金智能仪表的可靠性。

对冶金智能仪表推荐采用运算指标作为必须考核的可靠性特征量指标。自动化仪表与传统仪表不仅在功能上存在差异性，控制原理也有明显不同，传统仪表采用机械控制方法来确保使用功能实现，而智能化仪表则是应用信息自动化技术来进行远程控制。这样一旦系统中出现安全隐患，智能化仪表的报警系统要远远高于传统仪表。虽然在功能上有明显的创新进步，但冶金智能仪表使用中仍然会借鉴传统仪表开发经验，对原有的隐患部分作出优化，确保冶金智能仪表在使用功能上更加合理。

3冶金智能仪表的发展状况

3.1模拟式仪表

模拟式仪表是冶金智能仪表的最初阶段，接入电流后控制精准度在0.5~2之间。虽然与传统仪表相比在精准度方面有明显提升，但对于一些要求较高的自动化设备中，该种仪表应用仍然会造成误差。模拟式仪表并不完全运用智能控制技术，而是采用一种模拟方法来还原仪表运行环境。这样在仪表运行中出现任何故障，通过这种还原也可以提升判断，结果精准度，模拟技术应用后仪表使用中对电流干扰以及外界环境干扰均有明显的抵抗能力提升效果。但在使用中模拟信号传输需要特定的线路，并不能够做到自动的最优路径选择，这一点成为模拟仪表使用中的最大阻碍。

3.2初期冶金智能仪表

针对模拟仪表中的信息传输限定问题优化，研制出初期的半冶金智能仪表，设计人员尝试模拟信号的远程传输，构建出仿真传输路径。在实验中获得成功，将其应用在电气设备中，仪表测量精准程度有明显提升，可以达到模拟仪表的2倍甚至以上。半冶金智能仪表在信号传输范围中有明显扩大，但对于仪表信息的存储以及，信息传输中的最佳路径，选择却仍然需要持续优化，具有改进设计的空间。

3.3冶金智能仪表

整合模拟仪表与半冶金智能仪表，进入到正式的冶金智能仪表发展时代。随着我国金属冶炼程行业不断兴起，冶金设备中对仪表的使用精准度要求有明显提升，传统的模拟仪表与半冶金智能仪表无论在信息传输范围上，还是信息结果精准度上，均不能达到机械设备的使用标准。冶金智能仪表则采用更精准的信号传输模式，可以根据串口的ip地址来自动选择优化路径，这样在传输速度上自然会有明显提升。尤其是针对电气设备运营使用中的电流干扰问题，冶金智能仪表中的抗干扰器可以自动对干扰做出屏蔽，确保仪表检测信号能够通过信道传输到控制系统中，不受干扰电流影响产生误差。

4冶金智能仪表应用技术

4.1通信协议构建

将冶金智能仪表应用到电气自动化设备中，首先需要构建出通信协议，通信协议是保障冶金智能仪表信号传输精准度的基础。在通信协议构建中，重点是对冶金智能仪表与机械设备控制区域之间的连接端口进行确定，在连接端口中设定一致的IP地址。这样通过IP地址访问便能够完成对冶金智能仪表信号的接收，建立起冶金智能仪表与电气设备之间的连接信道，为避免受到干扰因素影响通信信道确定中可以设定出预留区域。当最熟悉的路径中受干扰因素影响不能正常完成信息传输指令时，冶金智能仪表在控制指令帮助下会自动跳转到可以导通的通信路径中，这样也避免了信号传输受通讯录经选择的影响。

4.2冶金智能仪表静电保护

由于冶金智能仪表使用在冶金自动化设备中，由于冶金自动化设备外壳大部分为金属材料很容易产生静电，因此冶金智能仪表需要进行防静电处理，静电环境下的自我安全保护也是冶金智能仪表与普通仪表之间最大的区别。实现这一功能主要是进行静电干扰的隔离分区，将静电干扰隔离在智能化仪表的控制系统之外，这样系统内的信息传输并不会因此受到干扰，也能在信道导通下快速传入到总控制中心。静电保护技术同样可以与冶金智能仪表的自动化控制相结合，当冶金智能仪表所处环境中存在静电干扰时，仪表所监测的那个信息也会传输到控制模块。控制中心会发出指令对静电干扰进行排除当系统内无法自动处理这一干扰时，则会发出警报由技术人员接受并处理。当前技术发展中也针对冶金智能仪表进行防静电接地处理，能够将使用中产生的静电体通过地下排除。

4.3温度湿度适应

是指对温度以及湿度的适应能力，冶金智能仪表外层材料设定中不仅要考虑对环境的适应性，更应该结合冶金智能仪表信息传输抗干扰能力来分析。当冶金智能仪表所处环境的温度以及湿度超出安全运行范围内，需要仪表启动报警系统。在一些大型金属冶炼自动化设备中使用冶金智能仪表，也会将其与自动化温度湿度调节器相连接，冶金智能仪表检测自身所属运行环境中的温度，以及湿度已经超出安全承受范围后，会自动发出指令信息，导通温度湿度调节器，将环境调节到适应的范围内。温度湿度适应能力是决定冶金智能仪表安全使用年限的重点因素，冶金智能仪表开发设计中外层材料采用绝缘抗干扰材质制造，这样在调节器安全防护作用下，冶金智能仪表也能更好的适应环境。以上几方面应用技术，在冶金智能仪表的实际开展中，还需要结合使用方向做出整合，实现功能方面的优化开发。冶金智能仪表从发现故障到恢复规定功能所需要的时间，即包括故障诊断、故障定位、故障维修及冶金智能仪表恢复使用时间之和。

5结语

冶金智能仪表的功能设计是为了实现其性能指标要求，而可靠性设计的基本任务是在现有的或通过努力可获得的零部件、元器件水平的基础上，在进行仪表功能设计的同时，运用可靠性设计技术实现冶金智能仪表的可靠性指标要求。可靠性评估技术则是利用可靠性数学模型，评定或估计冶金智能仪表的可靠性水平。可靠性设计与评估技术是有效提高冶金智能仪表可靠性水平的重要措施之一。随着我国加入WTO日期的日益临近，冶金智能仪表的市场竞争将更加激烈，且竞争的焦点将逐渐集中到冶金智能仪表的质量特别是可靠性上来，因此，开展可靠性设计技术与评估技术研究日益显得重要和紧迫。本文结合部分冶金智能仪表的开发与研制过程，重点阐述可靠性评估技术中的可靠性预计与分配技术以及软硬件可靠性设计技术的实际应用。