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完成儀表信號的傳輸和接收。通過信息傳輸端口連接，可與外部通信系統(tǒng)建立聯(lián)系，實現(xiàn)儀表遠程控制和參數(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。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的功能按鈕[2]。

同時，儀表本身也可以通過按鈕選擇，建立通信協(xié)議與外部通信設備的聯(lián)系，進行實時數(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)也能自動排除這種干擾，捕捉有用的信息，實現(xiàn)通信系統(tǒng)中更有效的信息傳輸。智能儀表對使用環(huán)境有更強的適應能力，可應用于不同的機械設備，也可根據(jù)機械設備的現(xiàn)場環(huán)境安全處理儀表外層。以下文章將重點討論冶金智能儀表的發(fā)展和應用現(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，可進行自動故障診斷，根據(jù)自己的運行狀態(tài)評價發(fā)出相應的警報。與傳統(tǒng)儀表相比，故障檢查任務更加順利。最后，信息的管理能力智能儀表具有信息存儲功能，可以隨著信息的發(fā)生實時傳輸?shù)接嬎銠C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方面的先進性是傳統(tǒng)儀表無法達到的。也是未來智能儀表設計開發(fā)中重點強調(diào)的部分，在設備中體現(xiàn)智能儀表的功能，使用效率明顯提高�？煽啃蕴卣鳒y量指標應能量化測量在規(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算指標為必須評價的可靠性特征量指標。自動化儀與傳統(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)儀表采用機械控制方法確保功能實現(xiàn)，智能儀表采用信息自動技術(shù)進行遠程控制。如果系統(tǒng)存在安全問題，智能儀表的報警系統(tǒng)遠遠高于傳統(tǒng)儀表。雖然在功能上有著明顯的創(chuàng)新進步，但在冶金智能儀表的使用中還是會借鑒傳統(tǒng)儀表開發(fā)經(jīng)驗，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，但在要求高的自動化設備中，該儀表的應用仍然會引起誤差。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儀表的運行環(huán)境。這樣，儀表運行中發(fā)生故障，通過這種恢復也可以提高判斷，結(jié)果精度、模擬技術(shù)應用后，儀表使用中對電流干擾和外部環(huán)境干擾有明顯的抵抗力。但是，使用中模擬信號的傳輸需要特定的線路，不能自動選擇最佳路徑，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

針對仿真儀表中的信息傳輸限定問題進行優(yōu)化，研發(fā)初期半冶金智能儀表，設計師嘗試仿真信號遠程傳輸，構(gòu)建仿真?zhèn)鬏斅窂�。實驗成功，應用于電氣設備，儀表測量精度明顯提高，可達到模擬儀表的2倍以上。半冶金智能儀表在信號傳輸范圍內(nèi)明顯擴大，但對于儀表信息的存儲和信息傳輸?shù)淖罴淹緩�，選擇仍需持續(xù)優(yōu)化，有改善設計的空間。

3.3冶金智能儀表

整合模擬儀表和半冶金智能儀表，進入正式冶金智能儀表發(fā)展時代。隨著中國金屬冶煉行業(yè)的興起，冶金設備對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)果精度上都達不到機械設備的使用標準。冶金智能儀表采用更準確的信號傳輸模式，可根據(jù)串行ip地址自動選擇優(yōu)化路徑，在傳輸速度然明顯提高。特別是對于電氣設備運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屏蔽干擾，確保儀表檢測信號通過通道傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，不受干擾電流的影響而產(chǎn)生誤差。

4冶金智能儀表應用技術(shù)

4.1通訊協(xié)議構(gòu)建

將冶金智能儀表應用于電氣自動化設備，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傳輸精度的基礎。在通訊協(xié)議構(gòu)建中，重點是確定冶金智能儀表與機器設備控制區(qū)間的連接端口，在連接端口設置一致的IP地址。通過IP地址訪問，可以接收冶金智能儀表信號，建立冶金智能儀表與電氣設備之間的連接通道，為了不受干擾因素的影響，可以在通信通道的確定中設定預約區(qū)域。當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，冶金智能儀表在控制指令的幫助下自動跳轉(zhuǎn)到可導通的通信路徑，也避免了信號傳輸受到地址簿選擇的影響。

4.2冶金智能儀表靜電保護

冶金智能儀表在冶金自動化設備中使用，冶金自動化設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行靜電防治，靜電環(huán)境下的自我安全保護也是冶金智能儀表與普通儀表之間最大的區(qū)別。實現(xiàn)該功能主要是進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)的信息傳輸不會受到干擾，也可以在通道的導向下迅速傳入總控制中心。靜電保護技術(shù)也可與冶金智能儀表的自動控制相結(jié)合，冶金智能儀表所在環(huán)境中存在靜電干擾時，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)無法自動處理該干擾時，技術(shù)人員接受警報處理。在目前的技術(shù)發(fā)展中，冶金智能儀表也進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

是指對溫度和濕度的適應能力，冶金智能儀表外層材料的設定不僅要考慮對環(huán)境的適應性，還要結(jié)合冶金智能儀表信息傳輸?shù)目垢蓴_能力進行分析。冶金智能儀表所處環(huán)境的溫度和濕度超過安全運行范圍時，儀表需要啟動報警系統(tǒng)。一些大型金屬冶煉自動化設備使用冶金智能儀表，與自動溫度濕度調(diào)節(jié)器連接，冶金智能儀表檢測自己所屬運行環(huán)境的溫度，濕度超過安全承受范圍后，自動發(fā)出命令信息，引導溫度濕度調(diào)節(jié)器溫度濕度適應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)設計中外層材料采用絕緣抗干擾材質(zhì)，在調(diào)節(jié)器安全防護作用下，冶金智能儀表也能更好地適應環(huán)境。以上幾個方面應用技在冶金智能儀表的實際開展中，還需要結(jié)合使用方向進行整合，實現(xiàn)功能優(yōu)化開發(fā)。冶金智能水表從發(fā)現(xiàn)故障到恢復規(guī)定功能所需的時間，包括故障診斷、故障定位、故障維護和冶金智能水表恢復使用時間之和。

5結(jié)語

冶金智能儀表的功能設計是為了實現(xiàn)其性能指標要求，可靠性設計的基本任務是在現(xiàn)有或努力獲得的部件、部件水平的基礎上，在設計儀表功能的同時，利用可靠性設計技術(shù)實現(xiàn)冶金智能儀表的可靠性指標要求�？煽啃栽u價技術(shù)利用可靠性數(shù)學模型，評價冶金智能儀表的可靠性水平�？煽啃栽O計和評價技術(shù)是有效提高冶金智能儀表可靠性水平的重要措施之一。隨著中國加入WTO日期的臨近，冶金智能儀表的市場競爭更加激烈，競爭焦點逐漸集中在冶金智能儀表的質(zhì)量，特別是可靠性，開展可靠性設計技術(shù)和評價技術(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，重點闡述了可靠性評價技術(shù)中的可靠性預測與分配技術(shù)和硬件和軟件可靠性設計技術(shù)的實際應用。