淺談煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)

摘 要 煉鋼控制是一種重要的鋼鐵生產(chǎn)方式，煉鋼控制過程對精度等要求高而且各個工序關聯(lián)性強、關系復雜、影響因素多呈現(xiàn)非線性變化等特點。傳統(tǒng)的對單體設備進行單個孤立地、不連續(xù)地分析已不能適應工程實際要求，如果不借助有力的分析工具，是不可能對其進行準確分析的。為滿足工藝技術研究、設備精度研究、工藝穩(wěn)定性、設備精度以及設備穩(wěn)定性對于產(chǎn)品質量的相關性研究的需要，煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)便應運而生了，本論文著重介紹煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)的構成要素，工程應用背景，發(fā)展前途等。

關鍵詞 煉鋼控制 實時性 穩(wěn)定性 相關性

一、引言

煉鋼控制是鋼鐵廠生產(chǎn)過程中的重要工序之一，保證鋼鐵產(chǎn)品質量滿足日益增長的市場和用戶需求是煉鋼控制工序的永恒課題?，F(xiàn)代大型煉鋼廠通常包括加熱爐、粗軋機、精軋機、卷取機等大小數(shù)百臺設備，布置有大量的各種各樣的傳感器。其生產(chǎn)過程要求精度高響應快，一般是在二級自動化控制系統(tǒng)下進行的。

煉鋼控制過程相當復雜，如果不借助有力的數(shù)學工具和適當?shù)慕y(tǒng)計方法，是很難得出確切結果的。為滿足工程實際及科研要求，開發(fā)一種功能強大的煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)成為一種必然趨勢。根據(jù)工程實際需要可知，該系統(tǒng)應滿足以下幾點功能要求：1.數(shù)據(jù)量龐大。2.具有很強的實用性。3.按不同的要求對書進行分類處理。4. 煉鋼控制具有間接性。5.具有強大的圖形顯示能力。6.具有強大的數(shù)據(jù)計算能力，可以方便的得到精確、直觀的計算結果。

二、工程管理

在整個轉爐冶煉過程中，轉爐L2(以下稱BOF L2)根據(jù)工藝流程所產(chǎn)生的事件來觸發(fā)并啟動相應的程序，從而控制并優(yōu)化副原料、合金的投入量和投入時間，控制氧流量和底吹流量，最大限度地滿足工藝的要求，提高合金收得率，降低生產(chǎn)成本，并實時、準確地收集各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提供模型自學習，加強生產(chǎn)管理。主要包括：接收制造標準、制造命令、作業(yè)標準、出鋼計劃、鋼包計劃；記錄轉爐固有情報，跟蹤設備運轉和爐頂料倉情況；進行主原料計算，并監(jiān)視廢鋼及鐵水稱量實績；將頂?shù)状的Ｊ胶透痹贤度肽Ｊ絺魉徒o轉爐L1；脫磷(脫碳)吹煉作業(yè)和跟蹤，動態(tài)控制計算；將作業(yè)實績和各時段運轉狀態(tài)傳送給L3及相關L2。

三、網(wǎng)絡系統(tǒng)

煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)應當設計成包含熱軋整個煉鋼控制生產(chǎn)流程。

首先，在網(wǎng)絡結構上采用無根分枝樹以太網(wǎng)結構，不僅具有很高的性價比，而且滿足當前網(wǎng)絡技術的發(fā)展要求。

其次，該系統(tǒng)物理上采用插入控制器的單獨以太網(wǎng)卡和基礎自動控制系統(tǒng)相連，通過網(wǎng)關和過程自動控制系統(tǒng)與廠務管理系統(tǒng)網(wǎng)絡相連，這樣可以實現(xiàn)現(xiàn)實控制系統(tǒng)的物理獨立，并可以將分析結果傳送到廠務管理網(wǎng)絡。

最后，邏輯上，為了保證煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)的安全，采用VLAN劃分，將其劃分為數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)、數(shù)據(jù)通訊子網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫應用子網(wǎng)，實現(xiàn)相互問的邏輯隔離。通過三層交換技術實現(xiàn)信息集成。

四、通訊系統(tǒng)

（一）通訊系統(tǒng)的要求

設計出最優(yōu)的通訊系統(tǒng)。要求通訊系統(tǒng)相對穩(wěn)定、安全、維護方便，以便為網(wǎng)絡化分析系統(tǒng)提供可靠的底層支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享，同時也要到兼顧系統(tǒng)的可擴展性和可維護性等。最后得到性價比最高的通訊系統(tǒng)。

（二）通訊系統(tǒng)的結構

通訊系統(tǒng)主要包括三部分：煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)與外部的的數(shù)據(jù)通訊簡稱外部通訊；煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通訊主要是前端數(shù)據(jù)采采集下發(fā)數(shù)據(jù)到各實時分析客戶機，既內(nèi)部通訊；由于系統(tǒng)內(nèi)的進程間通訊數(shù)據(jù)量大，通訊頻繁，因此主要采用適合大數(shù)據(jù)量交換的內(nèi)存共享映射文件的方式，來進行通訊，即進程間通訊。

五、仿真系統(tǒng)

仿真系統(tǒng)能夠生成基于現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)的仿真數(shù)據(jù)，并且可以方便地對原有的仿真數(shù)據(jù)進行編輯，可進一步產(chǎn)生用于聯(lián)調測試特定的系統(tǒng)狀態(tài)、邊界條件與系統(tǒng)功能的仿真數(shù)據(jù)，它是煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)的重要支撐系統(tǒng)，不僅支持應用系統(tǒng)的在線單步調試與斷點設置而且還有演示運行功能。

六、安全系統(tǒng)

煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)是一個實時在線系統(tǒng)，它的建設必須保證數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)應具有較強的安全監(jiān)控能力，既能抵御外來侵擾，又能根據(jù)信息的保密要求，對部門內(nèi)用戶進行權限控制，因此，應全面面考慮系統(tǒng)的安全策略。

七、優(yōu)先級系統(tǒng)

由于煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)是一個實時在線系統(tǒng)，合理的優(yōu)先級系統(tǒng)可以有效保障其實時性。

優(yōu)先級系統(tǒng)的基本思想是通過設置不同的優(yōu)先級，保證系統(tǒng)各個程序獲取不同的CPU資源，也就是說高的優(yōu)先級可以保證比較緊迫的進程能夠強行暫停當前程序的運行，而那些優(yōu)先級低的進程則只有在系統(tǒng)CPU資源充足時才得以運行。

隨著科技的發(fā)展以后肯定會越來越成熟。通過以上的介紹與解析，使人們對這一領域能夠有一些簡單的認識，希望能夠為煉鋼控制過程計算機網(wǎng)絡化實時分析系統(tǒng)以后的多做貢獻。

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