摘要：新时期下，冶金工业发展迅速，冶金电气自动化系统被运用于多个领域。在系统运行阶段，传感器是关键组成部分，在采集、监测各项参数方面发挥的作用较大。因此，为保证系统平稳且高效运行，促进工业生产水平与效率的提高，需要将传感器的选择和布置优化工作做好。鉴于此，文章围绕冶金电气自动化系统中的传感器展开，通过分析传感器选择的必要性及关键因素，探讨传感器布置过程中的各类影响因素，并在严格遵循布置原则的基础上，提出切实可行的传感器布置优化方法。
关键词：冶金电气自动化系统,传感器选择,布置优化
冶金电气自动化系统运行期间，传感器作为其中关键的组成部分，可以为各类参数信息的采集与控制提供支持。因此，为增强系统运行平稳性和高效性，在选择传感器的过程中，应重点关注传感器的精度、耐用性、维护成本等因素，同时严格遵循传感器合理性、全面性、可靠性布置原则，科学制定优化策略，保证传感器的作用能充分发挥。
1传感器选择的必要性与关键因素
在冶金电气自动化系统中，传感器的选择至关重要，如果能依照系统的运行特点和要求，选取合适的工艺参数，获得的数据能保证真实、可靠、精准。在采集数据信息期间，传感器展现出的优势和作用明显，可以直接影响数据处理的准确性，同时也会对控制系统的平稳运行产生影响，因此，从系统运行角度分析，若想保证其平稳、高效运转，使各项性能充分发挥，传感器的选取格外重要，需要保证选择的合理性、科学性，以便能从整体角度上促进冶金工业生产效率。同时，在传感器选择期间，需要考虑的因素较多，具体如表1所示。各个因素均会对传感器选取合理性、可行性产生影响，所以，相关人员需要加强对各类因素的分析与考量。
2传感器选择方法
2.1合理评估传感器性能指标
在选择传感器期间，相关人员要从多角度、全方位评估传感器的各项性能指标，具体内容涵盖响应时间、测量范围等，并且还需要精准评估各项性能指标，确保人员可以对设备性能充分了解，明确其在系统运行方面发挥的作用，了解是否能与系统的运行要求相符，达到增强系统运行安全性、可靠性的目的［1］。例如，高温工艺在应用过程中，需要以高温环境为基础，选取的传感器能与高温环境相适应，不会因为温度升高而对设备的运转造成影响；在传感器选取期间，如果工艺要求严格，在精度方面要达到既定要求，最好选取分辨率、精度高的传感器。同时客观评估设备的性能，具体情况如表2所示。
2.2科学分析传感器应用要求
为保证传感器选取的合理性、适用性，在选择传感器过程中，相关人员还要对应用要求综合分析［2］。简单来说，在应用冶金电气自动化系统过程中，相关人员需要对系统工艺需求、标准、状态全方位了解，以此为前提，合理分析转换器使用过程中所需的性能。在分析传感器应用要求过程中，应该对各类因素充分考虑与剖析，包括参数的类型、范围等，了解传感器的具体工作情况、环境等，并对其进行动态化监测与管理，保证传感器能始终处在平稳的运行状态。例如，在冶炼钢铁过程中，相关人员需要将关注点放在测量各类参数方面，包括压力、温度等。同时，对覆盖范围着重分析，尽量做到高精度、高标准。在有色金属冶炼阶段，因为此环节包含的内容多，会有腐蚀性气体形成，所以选择传感器时，应用的设备最好有较强的耐腐蚀性，应用的周期长。
2.3综合考量成本与应用可行性
在对传感器选择和利用过程中，设备应用成本、运行稳定性、可靠性等因素应该着重考量，特别是在成本把控方面，需要以实际要求和情况为基础，选择合适的传感器［3］。在系统运行期间，通常会使用大量的传感器，如果投入的资金成本多，系统的总体成本将会提高。故而，在选择传感器时，相关人员需要在对系统运行要求和标准充分掌握基础上，从经济的角度出发，选取最合适的设备，尽量将成本控制在最小。
可行性是传感器选择过程中要重点考虑的因素，指的是传感器在使用过程中，是否可以让系统的特定运行需求及技术要求得到满足。虽然某种类型的传感器性能较好，但在特定工艺环境下，很难处在平稳运行状态，或者需要投入较高成本，无法满足系统的可靠性运行要求。因此，相关人员应该对传感器的成本和可行性充分考量，根据系统的运行标准，选择最合适、最经济可行的传感器。
2.4客观评估传可靠性和维护性
在冶金电气自动化系统运行过程中，若想保证系统运行的平稳性、高效性，最大程度节约维护成本，需要在传感器选择环节，合理且客观评估设备的可靠性、维护性。其中，所谓的可靠性，指的是传感器在长期的运转下，平稳性、可靠性、安全性需要维持原状，并且运行高效。近年来，冶金工业发展速度飞快，对于自动化系统的使用愈发广泛，所以传感器的平稳、可靠至关重要，与数据采集的准确性有密切联系，也能让生产工作有序推进，加快生产速度。维护性指的是在利用传感器过程中，需要做好相应的维护，并且保证故障排除效率高，保证维护水平提升的同时，有效节约维护成本。简单的维护可以将故障时间缩短，不会对日常生产造成影响。从整体角度分析，冶金工业在工艺、生产环境等方面的要求较为严格，所以传感器的选择要保证有良好的耐用性，可以抵御外界因素的干扰，能够长期保持正常运行状态［4］。
3传感器布置的影响因素与原则
3.1传感器布置的影响因素
在布置传感器过程中，会被工艺参数的种类与范围、环境条件等因素影响，具体如图1所示。针对工艺参数的种类、范围，与传感器选择的类型有直接关系，工艺参数的不同，传感器的类型通常存在一定差异，现阶段应用较为常见的传感器有温度传感器、流量传感器等。同时，工艺流程和控制与传感器的布置位置、密度有密切联系，若想让冶金电气自动化系统平稳、高效运转，在布置传感器过程中，应该严格按照流程操作，并对各类参数动态化监测与控制。此外，重点考虑成本和维护性，选取经济性强、适用、范围广、维护便利的传感器，以便系统运营成本在降低的同时，设备的维护流程能进一步优化。
3.2传感器布置的原则
在对传感器布置过程中，相关人员要严格遵循合理性、全面性和可靠性原则，以为后续系统的平稳运行提供支持。
3.2.1合理性原则
在布置传感器过程中，需要将工艺流程和控制要求作为基准，保证传感器能准确、有效监测关键工艺参数。通过对整个生产流程的深入分析，各个环节的工艺特点能明确，诸如在布置传感器过程中，依照工艺流程和参数分布，对传感器的布置位置和数量合理规划，与控制系统的架构相适应，以便数据能做到无缝集成和处理。
3.2.2全面性原则
传感器在布置过程中，应该覆盖所有关键工艺区域，保证不会出现监测盲点的情况。在此期间，需要对整个生产环境全方位评估，识别所有风险和控制要求。
在布置传感器时，也要对各工艺环节的风险合理评估，明确重点监测区域，传感器的布置要覆盖所有关键区域，包括生产线的起点、中间环节、终点等。同时，结合生产过程的变化，对传感器的布置动态调整，以适应新的监测需求。
3.2.3可靠性原则
传感器在布置期间，还要严格遵循可靠性原则，让其保持长期稳定运行状态，即便在恶劣的工艺环境下也能保持良好性能。对此，相关人员要对传感器的稳定性、维护性、耐用性重点考虑，诸如选取适应高温、高压、腐蚀性环境的传感器，且容易维护和更换，保证后续维护的时间和成本能降低。
4传感器布置优化对策
4.1优化布置密度和覆盖范围
对传感器布置时，密度、覆盖范围的优化尤为重要，与系统的高效运行有直接联系。在对设备改进和完善过程中，相关人员应该从实际出发，在明确冶金工业要求、特点的前提下，深入分析各类工艺参数，通过对模拟试验技术的合理运用，掌握不同工艺应用过程中的关键参数，明确参数的变化规律，掌握各类参数之间的影响，并结合最终的试验结果，合理设计传感器的布置、密度。同时，将关注点放在对生产速度与水平的提升上，加强对数据的监测和采集，确保获取的数据具有较强的准确性和完整性。针对关键节点，应该加大控制精度，在保持传感器设置规范、科学的基础上，动态化、自动化监测工艺参数的变化情况。此外，相关人员也要将关注点放在灵敏度、测量范围等多个方面，确保传感器可以与不同工艺参数的监测要求和标准相适应。通过不断优化布置密度、覆盖范围，系统的运行过程会更为平稳、安全、高效，获取的数据准确度高，可以为生产提供便利。
4.2优化布置的实时性与响应速度
为保证传感器布置的合理、规范，可以加强对实时性和响应速度指标的优化，具体如图2所示。在对传感器布置实时性优化过程中，相关人员要保证选取的传感器具有较快的响应速度，与数据采集控制系统始终保持通信，加快信息的传输速度。传感器本身的性能、响应时间与控制系统的集成效果息息相关，所以在选择和利用时，需要对各类因素加强考虑，保证设备能在短时间内响应，促进数据的真实度、可信度的增强。在布置传感器过程中、位置、方式等会在不同程度上影响响应速度，因此相关人员要格外注意，采用合理的方式对位置进行优化，缩短信号传输的时间。
4.3优化布置的经济性和可维护性
在布置传感器时，经济成本及可维护性同样需要格外注意。相关人员要将重点放在性能指标、成本把控上，保证选择的传感器能满足经济性要求，让系统处在高效且平稳地运转状态。在成本管控过程中，重点控制安装、维护等各项成本，不仅要考虑传感器的单价，也要为后期的使用维护提供方便，尽可能从各个方面节约成本。在优化设备的可维护性时，选择维护便利、更换方便的设备，保证在问题故障出现时能以最快的速度对问题进行处理，加快维修的效率，以免系统出现停机时间过长的问题。
5结束语
综合而言，在冶金电气自动化系统中，传感器的选择和布置优化对系统的可靠、稳定运行有促进作用，同时也能为工业生产效率的提升提供支持。因此，相关人员应该认识到传感器选择与布置的重要性，结合系统的具体运行要求，在严格遵循传感器布置原则的基础上，加强对传感器布置的优化，促进系统自动化控制水平的提高，为冶金行业的可持续发展奠定坚实基础。
参考文献
［1］李丰.冶金电气自动化系统中的传感器选择与布置优化研究［J］.冶金与材料，2023，43（10）：138-140.
［2］孟国泰.电气自动化技术在冶金产业的应用分析［J］.中国设备工程，2021（23）：232-234.
［3］兰荣.钢铁冶金电气自动化控制技术创新研究［J］.中国金属通报，2020（8）：12-13.
［4］冯涛.电气自动化技术在冶金行业中的应用［J］.世界有色金属，2017（15）：19+21.
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/79916.html
