智能自動化在計量儀表行業(yè)中的應用

文/姚永彩 金朋 王琪

在工業(yè)生產(chǎn)中，智能制造的應用情況直接決定了其在市場競爭中的地位，也決定了其在市場中的影響力。因此，如何提高自身競爭力，相應地就需要提高智能化生產(chǎn)水平。在智能化生產(chǎn)過程中，各種提高智能制造的方法也應運而生，機器人的使用是智能制造發(fā)展典范，生產(chǎn)信息的智能控制過程也是智能制造的重要應用。但是在智能制造廣泛地開展的同時，也存在一些技術弊端。隨著工業(yè)技術水平的不斷推進，這些技術弊端將逐步克服。

1 計量儀表行業(yè)智能化應用

智能計量儀表作為國家有關標準規(guī)程和要求規(guī)定的強檢計量器具是用電企業(yè)、計量單位等各部門常用的設備。其智能化的實現(xiàn)能夠進行用電的計量、監(jiān)測、計費、控制等，避免了上門抄表、實現(xiàn)遠程控制。主要表現(xiàn)下以下幾個方面：

1.1 工業(yè)機器人的自動化應用情況

在計量儀表制造過程中，從初始的機器人備料、下料，就出現(xiàn)了上料、下料機器人，如圖1所示。物料的運轉通過周轉箱完成，在應用過程中，周轉箱旁通常設置有拆碼垛機，用于將周轉箱垛起使用。這個操作過程也是通過機器人來實現(xiàn)的，機器人在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著極其重要的作用，幾乎代替了所有的人工勞動。在一種應用時，通過機器人碼垛，碼垛結束后，又通過機器人拆垛，周轉箱單元通過機器人拆垛完成后，檢定流水線需要將物料放置到托盤上才能運輸和移載，機器人用來完成物料從周轉箱到托盤的放置工作。在自動化應用過程中，首先，機器人處于原點位置，當周轉箱傳輸線周轉箱到位后，傳輸線PLC控制系統(tǒng)向機器人發(fā)送周轉箱到位信號，機器人收到到位信號后，自動化執(zhí)行抓表動作，首先機械手下降到周轉箱，抓取物料或者智能電能表，然后機械手抬起，經(jīng)過轉向和間距調整后移動至托盤處，放下手中的三相智能電能表，機械手抬起，發(fā)出檢定流水線PLC表已放好信號，實現(xiàn)自動化過程。由此可見，機器人在工業(yè)自動化應用中起著至關重要的作用。

1.2 過程管理及控制應用情況

圖1：計量儀表智能控制系統(tǒng)示意圖

在智能制造過程中的過程管理中，從底層設備檢測、信息數(shù)據(jù)傳輸、處理以及上層數(shù)據(jù)處理全過程中，均以智能化為導向，使用智能制造生產(chǎn)模式，如圖1所示。使得智能制造融合了信息技術、先進制造技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、自動化技術和人工智能技術。這種方式對計量儀表的制造和生產(chǎn)非常關鍵，底層設備測量和制造不再依靠人工，檢測的數(shù)據(jù)直接通過互聯(lián)網(wǎng)上傳上層服務器，并且在云端設備對檢測數(shù)據(jù)進行管理。電能表自動化檢定流水線為運用智能化和信息化手段，為智能制造為核心，轉變傳統(tǒng)計量檢定工作方式，有效提高計量工作的質量效率。

1.3 數(shù)據(jù)處理的自動化應用情況

在計量儀表行業(yè)中，尤其是實施智能制造和過程檢測期間，先進的測試技術、傳感技術、微電子技術與通訊技術被融合、滲透，以確保綜合功能的實現(xiàn)和高精度信號發(fā)生與測量。整個計量檢定過程都在通過計算機控制完成操作，各種計量檢定數(shù)據(jù)能夠通過自動化傳輸技術自動輸入計算機，以進行處理、存儲，并進行結果輸出和自動查詢。同時，在應用過程中，還引入了云數(shù)據(jù)，即為了避免制造和檢測過程中數(shù)據(jù)的丟失，如果利用計算機硬件則要利用數(shù)據(jù)存儲介質，比如，計算機硬盤、移動硬盤、U盤等，當這些數(shù)據(jù)存儲介質丟失或者感染病毒后，就會引起數(shù)據(jù)丟失。在引入云數(shù)據(jù)后，將大量的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳云服務器，則大大增加了數(shù)據(jù)的安全性能。通過引入云計算技術，大大降低了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)濟成本與技術成本，通過構建與用戶需求相匹配的云平臺，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)基礎設施、應用系統(tǒng)與服務，從而加速物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展。

2 智能制造的發(fā)展

智能制造已經(jīng)以新的控制方式、通訊方式以及數(shù)據(jù)處理方式貫穿計量儀表的設計、生產(chǎn)、管理、服務等各個環(huán)節(jié)，在整個制造過程中，具有信息深度自感知、優(yōu)化自決策和精準控制自執(zhí)行等功能。智能制造離不開底層智能裝備的支撐，包括檢定輸送線、定位機構、自動化上下料裝置、檢定裝置等，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、信息化、智能化，因此底層設備的智能化對提高系統(tǒng)的整體性能具有重要作用。在未來的發(fā)展中，提高數(shù)據(jù)處理、分析有助于實現(xiàn)智能制造企業(yè)對產(chǎn)品從生產(chǎn)到成品的全生命周期的管控，通過將數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析技術融合到生產(chǎn)工藝流程、供應鏈物流和企業(yè)經(jīng)營模式，將有效使得制造的最終結果與用戶的最初需求是否吻合，最終使計量儀表制造在連貫、智能化、自動化和信息化的制造環(huán)境中運行，使生產(chǎn)效率大幅提高，降低了生產(chǎn)成本。

3 結束語

綜上所述，將智能制造廣泛地融入到計量儀表生產(chǎn)、制造以及檢定過程中，不僅大大提高了工業(yè)化生產(chǎn)水平，也將推動計量儀表在智能制造技術上的技術含量，使其不斷進行技術更新以適應更智能化、自動化的制造過程，也提高了計量人員的智能管理水平，使得信息化程度提高一個等級，規(guī)范了計量管理，提高了計量儀表生產(chǎn)企業(yè)及計量單位在市場中的地位，增強市場競爭力。