基于智能有色金屬工業互聯網的自動化控制體系研究

郭建紅

（中國鋁業股份有限公司連城分公司，甘肅 蘭州 730000）

近年來，隨著智能化互聯網技術的廣泛應用，各行各業的發展都有了顯著地變化，智能化、高效率、自動化成為每個行業追求的目標。在有色金屬行業中，由于有色金屬種類繁多、工廠管理難度大、產業鏈分散等問題，一直沒有系統化的自動控制體系[1]。因此，本文基于智能化背景下的有色金屬工業互聯網技術，提出了一種自動化控制體系并進行研究。

1 有色金屬互聯網自動化控制體系研究

對于智能化的有色金屬行業互聯網，自動化控制系統的研究構成主要分為三個部分。主要包括有色金屬互聯網自動化控制體系集中化監管分析，有色金屬互聯網自動化控制體系遠程控制分析以及有色金屬互聯網自動化控制體系場監管模式分析[2]。

1.1 有色金屬互聯網自動化控制體系集中化監管分析

智能化有色金屬行業內互聯網的自動化控制系統大多運用集中化監管系統，集中化監管模式能夠確保整個自動化控制體系對各個子程序和體系的有效控制，同時，該系統較傳統監管系統具有更高的穩定性和可靠性，便于前期的安裝和后期的維護調節[3]。針對有色金屬種類繁多、工廠分散的問題，進行有色金屬互聯網自動化控制體系集中化監管分析。

通過集中化監管系統，有色金屬工業互聯網的自動化控制能夠將不同種類或不同地區的有色金屬工業集中起來進行分析處理，這樣不僅能夠大大減輕逐個逐區分析的負擔，更能顯著提高自動化控制系統的工作效率和工作質量。隨著有色金屬冶煉技術的進一步提高，自動化控制系統要處理的數據必將大幅增加，相應的對自動化集中監管系統的要求也隨之增加。考慮到可能今后會發生這種情況，我們還在原有的集中化監管系統中加裝了智能分析軟件和數據自清潔模塊。智能分析系統能夠基于有色金屬現狀進行分析，篩選出有效信息并將垃圾信息歸入數據垃圾箱中，再通過數據自清潔模塊進行對垃圾信息的定期清理，確保系統的正常、高效運行[4]。

1.2 有色金屬互聯網自動化控制體系遠程控制分析

智能有色金屬工業互聯網要實現自動化控制，關鍵步驟是實現遠程控制。本文基于有色金屬互聯網的自動化控制系統采用了紅外圖像遠程控制系統。紅外成像遠程控制借助安裝的紅外感應器，對有色金屬工廠實時狀況進行圖像傳遞，通過遠程控制臺對現場的設備進行操作控制，達到遠程檢查控制的效果，同時也能保證設備與機器的穩定運行和正常工作。紅外成像控制系統較傳統的電信號控制系統，具有較少的電路設計、安裝費用低、靈活性高和反應速度快等特點，從而能夠極大地改善當前有色金屬互聯網不夠及時、快速反饋信息的缺點[5]。

1.3 有色金屬互聯網自動化控制體系場監管模式分析

有色金屬互聯網自動化控制體系場監管模式中，現場監管模式是最終確保自動化控制系統能夠正常運作的保障。通常一個自動化控制命令的完成，最終都以現場監管系統的運轉作為結束指令。基于有色金屬工業互聯網的現狀，本文的自動化控制系統選用了多種的現場監管模式進行綜合監管，確保在多種情況下都能對現場狀況進行有效控制。我們采用了現場總線監管模式、單因素監管模式、突發狀況監管模式以及隔離設備和端子柜設備組件的綜合運用，實現不同模式的監管效果，達到有色金屬互聯網的自動化控制系統的運行。

2 自動化控制體系的實際應用模擬

為了檢驗本文建立的基于智能化有色金屬工業互聯網的自動化控制體系能夠進行有效地運轉操作，我們對中國鋁業某家大型電解鋁業生產企業的互聯網進行自動化控制的實際應用分析。

2.1 實際應用模擬的操作流程

我們對該公司的實際數據進行了采集，并在仿真模擬軟件SIMNWORKS上進行了自動化控制體系的過程模擬。模擬的項目主要包括：監管系統的反應時間、自動化流程的占比、自動化控制反饋時間、自動化控制耗能和應急情況下的自動控制等。

2.2 實際應用模擬的結果分析

通過在SIMNWORKS軟件上的模擬，我們得到的數據結果及工廠實際數據進行對比，結果如表1所示。

表1 自動化控制體系模擬結果

通過分析得到的自動化控制體系模擬結果和實際情況下的普通控制體系的數據，我們可以得到結論：本文建立的基于智能技術的有色金屬工業互聯網的自動化控制體系能夠大大減少整個系統的反應時間，使得整個自動化控制過程能夠快速反饋現場信息并發出正確指令；同時，自動化控制體系反饋時間大幅度減少，能夠減少控制系統的能耗，實現短時間大量數據的運算，產生巨大的經濟效益；應用本文建立的自動化控制系統，可以有效預防緊急情況，并能夠及時對緊急情況進行正確的判斷和處理。

3 結語

通過對本文建立的基于有色金屬工業互聯網的自動化控制體系的構建，改善了傳統控制體系反應慢、能耗高、誤差大的缺點。同時，對電解鋁生產控制系統的模擬實驗，分析對比實際數據，我們得到以下的結論。

（1）本文建立的自動化控制系統符合實際生產建設需求，模擬結果符合預期要求，并且建立的系統具有高精度、反應時間短、精確度高等優點。

（2）相比于實際的非自動化控制系統，智能有色金屬互聯網自動控制系統能夠縮短反應時間，降低能耗和失誤率從而達到產生巨大的經濟效益的目的。

（3）對緊急情況具有良好的反應能力，實現了緊急狀況預警和智能處理的功能，能有效降低損失和風險。