1冶金智能儀表介紹

冶金智能儀表在內(nèi)部有微控制處理器，與傳統(tǒng)儀表不同的是能夠自動(dòng)完成儀表信號(hào)的傳輸和接收。通過信息傳輸端口連接，可與外部通信系統(tǒng)建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)儀表遠(yuǎn)程控制和參數(shù)讀取[1]。冶金智能儀表在功能上接近傳統(tǒng)儀表，但在控制方面更先進(jìn)。冶金智能儀表有更多的功能選擇，通過按鈕表現(xiàn)在儀表的外層，技術(shù)人員可以根據(jù)需要的操作指令選擇相應(yīng)的功能按鈕[2]。

同時(shí)，儀表本身也可以通過按鈕選擇，建立通信協(xié)議與外部通信設(shè)備的聯(lián)系，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。隨著儀表使用需求的提高，冶金智能儀表在功能和形狀上也有了很大的改善。與傳統(tǒng)儀表相比，其控制功能在芯片中節(jié)省了大量空間，其次可靠性和精度明顯提高。在信號(hào)傳輸中，即使外部環(huán)境有一定的干擾，內(nèi)部控制系統(tǒng)也能自動(dòng)排除這種干擾，捕捉有用的信息，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中更有效的信息傳輸。智能儀表對(duì)使用環(huán)境有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，可應(yīng)用于不同的機(jī)械設(shè)備，也可根據(jù)機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境安全處理儀表外層。以下文章將重點(diǎn)討論冶金智能儀表的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀[3]。

2智能儀表與傳統(tǒng)儀表的功能相比，處理效率明顯提高，使用質(zhì)量也提高，可進(jìn)行自動(dòng)故障診斷，根據(jù)自己的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)。與傳統(tǒng)儀表相比，故障檢查任務(wù)更加順利。最后，信息的管理能力智能儀表具有信息存儲(chǔ)功能，可以隨著信息的發(fā)生實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，避免數(shù)據(jù)丟失引起的儀表監(jiān)控效果下降。智能儀表在信息傳輸和故障自我診斷修復(fù)方面的先進(jìn)性是傳統(tǒng)儀表無法達(dá)到的。也是未來智能儀表設(shè)計(jì)開發(fā)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的部分，在設(shè)備中體現(xiàn)智能儀表的功能，使用效率明顯提高。可靠性特征測(cè)量指標(biāo)應(yīng)能量化測(cè)量在規(guī)定條件下使用的冶金智能儀表的可靠性。

冶金智能儀表建議以運(yùn)算指標(biāo)為必須評(píng)價(jià)的可靠性特征量指標(biāo)。自動(dòng)化儀與傳統(tǒng)儀表不僅在功能上有差異，而且控制原理也有明顯差異。傳統(tǒng)儀表采用機(jī)械控制方法確保功能實(shí)現(xiàn)，智能儀表采用信息自動(dòng)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如果系統(tǒng)存在安全問題，智能儀表的報(bào)警系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)儀表。雖然在功能上有著明顯的創(chuàng)新進(jìn)步，但在冶金智能儀表的使用中還是會(huì)借鑒傳統(tǒng)儀表開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化原有的隱患部分，確保冶金智能儀表在使用功能上更加合理。

3冶金智能儀表的發(fā)展情況

3.1模擬儀表

模擬儀表是冶金智能儀表的最初階段，接通電流后控制精度在0.5~2之間。與傳統(tǒng)儀表相比，精度明顯提高，但在要求高的自動(dòng)化設(shè)備中，該儀表的應(yīng)用仍然會(huì)引起誤差。模擬儀表不是完全使用智能控制技術(shù)，而是使用模擬方法恢復(fù)儀表的運(yùn)行環(huán)境。這樣，儀表運(yùn)行中發(fā)生故障，通過這種恢復(fù)也可以提高判斷，結(jié)果精度、模擬技術(shù)應(yīng)用后，儀表使用中對(duì)電流干擾和外部環(huán)境干擾有明顯的抵抗力。但是，使用中模擬信號(hào)的傳輸需要特定的線路，不能自動(dòng)選擇最佳路徑，這成為模擬儀表使用中最大的障礙。

3.2初期冶金智能儀表

針對(duì)仿真儀表中的信息傳輸限定問題進(jìn)行優(yōu)化，研發(fā)初期半冶金智能儀表，設(shè)計(jì)師嘗試仿真信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸，構(gòu)建仿真?zhèn)鬏斅窂健��?shí)驗(yàn)成功，應(yīng)用于電氣設(shè)備，儀表測(cè)量精度明顯提高，可達(dá)到模擬儀表的2倍以上。半冶金智能儀表在信號(hào)傳輸范圍內(nèi)明顯擴(kuò)大，但對(duì)于儀表信息的存儲(chǔ)和信息傳輸?shù)淖罴淹緩剑�選擇仍需持續(xù)優(yōu)化，有改善設(shè)計(jì)的空間。

3.3冶金智能儀表

整合模擬儀表和半冶金智能儀表，進(jìn)入正式冶金智能儀表發(fā)展時(shí)代。隨著中國(guó)金屬冶煉行業(yè)的興起，冶金設(shè)備對(duì)儀表的使用精度要求明顯提高，傳統(tǒng)的模擬儀表和半冶金智能儀表在信息傳輸范圍和信息結(jié)果精度上都達(dá)不到機(jī)械設(shè)備的使用標(biāo)準(zhǔn)。冶金智能儀表采用更準(zhǔn)確的信號(hào)傳輸模式，可根據(jù)串行ip地址自動(dòng)選擇優(yōu)化路徑，在傳輸速度然明顯提高。特別是對(duì)于電氣設(shè)備運(yùn)行中的電流干擾問題，冶金智能儀表中的抗干擾器可以自動(dòng)屏蔽干擾，確保儀表檢測(cè)信號(hào)通過通道傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，不受干擾電流的影響而產(chǎn)生誤差。

4冶金智能儀表應(yīng)用技術(shù)

4.1通訊協(xié)議構(gòu)建

將冶金智能儀表應(yīng)用于電氣自動(dòng)化設(shè)備，首先需要構(gòu)建通訊協(xié)議，通訊協(xié)議是保障冶金智能儀表信號(hào)傳輸精度的基礎(chǔ)。在通訊協(xié)議構(gòu)建中，重點(diǎn)是確定冶金智能儀表與機(jī)器設(shè)備控制區(qū)間的連接端口，在連接端口設(shè)置一致的IP地址。通過IP地址訪問，可以接收冶金智能儀表信號(hào)，建立冶金智能儀表與電氣設(shè)備之間的連接通道，為了不受干擾因素的影響，可以在通信通道的確定中設(shè)定預(yù)約區(qū)域。當(dāng)最熟悉的路徑受到干擾因素的影響無法正常完成信息傳輸指令時(shí)，冶金智能儀表在控制指令的幫助下自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到可導(dǎo)通的通信路徑，也避免了信號(hào)傳輸受到地址簿選擇的影響。

4.2冶金智能儀表靜電保護(hù)

冶金智能儀表在冶金自動(dòng)化設(shè)備中使用，冶金自動(dòng)化設(shè)備外殼大部分是金屬材料容易產(chǎn)生靜電，因此冶金智能儀表需要進(jìn)行靜電防治，靜電環(huán)境下的自我安全保護(hù)也是冶金智能儀表與普通儀表之間最大的區(qū)別。實(shí)現(xiàn)該功能主要是進(jìn)行靜電干擾的隔離區(qū)域，將靜電干擾隔離到智能儀表的控制系統(tǒng)外，系統(tǒng)內(nèi)的信息傳輸不會(huì)受到干擾，也可以在通道的導(dǎo)向下迅速傳入總控制中心。靜電保護(hù)技術(shù)也可與冶金智能儀表的自動(dòng)控制相結(jié)合，冶金智能儀表所在環(huán)境中存在靜電干擾時(shí)，儀表監(jiān)視的信息也傳輸?shù)娇刂颇�塊。控制中心發(fā)出指令排除靜電干擾，系統(tǒng)內(nèi)無法自動(dòng)處理該干擾時(shí)，技術(shù)人員接受警報(bào)處理。在目前的技術(shù)發(fā)展中，冶金智能儀表也進(jìn)行了防靜電接地處理，可以通過地下排除使用中產(chǎn)生的靜電體。

4.3溫度濕度適應(yīng)

是指對(duì)溫度和濕度的適應(yīng)能力，冶金智能儀表外層材料的設(shè)定不僅要考慮對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，還要結(jié)合冶金智能儀表信息傳輸?shù)目垢蓴_能力進(jìn)行分析。冶金智能儀表所處環(huán)境的溫度和濕度超過安全運(yùn)行范圍時(shí)，儀表需要啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。一些大型金屬冶煉自動(dòng)化設(shè)備使用冶金智能儀表，與自動(dòng)溫度濕度調(diào)節(jié)器連接，冶金智能儀表檢測(cè)自己所屬運(yùn)行環(huán)境的溫度，濕度超過安全承受范圍后，自動(dòng)發(fā)出命令信息，引導(dǎo)溫度濕度調(diào)節(jié)器溫度濕度適應(yīng)能力是決定冶金智能儀表安全使用年限的重要因素，冶金智能儀表開發(fā)設(shè)計(jì)中外層材料采用絕緣抗干擾材質(zhì)，在調(diào)節(jié)器安全防護(hù)作用下，冶金智能儀表也能更好地適應(yīng)環(huán)境。以上幾個(gè)方面應(yīng)用技在冶金智能儀表的實(shí)際開展中，還需要結(jié)合使用方向進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)化開發(fā)。冶金智能水表從發(fā)現(xiàn)故障到恢復(fù)規(guī)定功能所需的時(shí)間，包括故障診斷、故障定位、故障維護(hù)和冶金智能水表恢復(fù)使用時(shí)間之和。

5結(jié)語(yǔ)

冶金智能儀表的功能設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)其性能指標(biāo)要求，可靠性設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是在現(xiàn)有或努力獲得的部件、部件水平的基礎(chǔ)上，在設(shè)計(jì)儀表功能的同時(shí)，利用可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)冶金智能儀表的可靠性指標(biāo)要求。可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)利用可靠性數(shù)學(xué)模型，評(píng)價(jià)冶金智能儀表的可靠性水平。可靠性設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)技術(shù)是有效提高冶金智能儀表可靠性水平的重要措施之一。隨著中國(guó)加入WTO日期的臨近，冶金智能儀表的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)逐漸集中在冶金智能儀表的質(zhì)量，特別是可靠性，開展可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)和評(píng)價(jià)技術(shù)研究越來越重要和緊迫。本文結(jié)合部分冶金智能儀表的開發(fā)與研發(fā)過程，重點(diǎn)闡述了可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)中的可靠性預(yù)測(cè)與分配技術(shù)和硬件和軟件可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。