浅谈炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统

2019-10-17 版权声明 举报文章

浅谈炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统

摘 要 炼钢控制是一种重要的钢铁生产方式,炼钢控制过程对精度等要求高而且各个工序关联性强、关系复杂、影响因素多呈现非线性变化等特点。传统的对单体设备进行单个孤立地、不连续地分析已不能适应工程实际要求,如果不借助有力的分析工具,是不可能对其进行准确分析的。为满足工艺技术研究、设备精度研究、工艺稳定性、设备精度以及设备稳定性对于产品质量的相关性研究的需要,炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统便应运而生了,本论文着重介绍炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统的构成要素,工程应用背景,发展前途等。

关键词 炼钢控制 实时性 稳定性 相关性

一、引言

炼钢控制是钢铁厂生产过程中的重要工序之一,保证钢铁产品质量满足日益增长的市场和用户需求是炼钢控制工序的永恒课题。现代大型炼钢厂通常包括加热炉、粗轧机、精轧机、卷取机等大小数百台设备,布置有大量的各种各样的传感器。其生产过程要求精度高响应快,一般是在二级自动化控制系统下进行的。

炼钢控制过程相当复杂,如果不借助有力的数学工具和适当的统计方法,是很难得出确切结果的。为满足工程实际及科研要求,开发一种功能强大的炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统成为一种必然趋势。根据工程实际需要可知,该系统应满足以下几点功能要求:1.数据量庞大。2.具有很强的实用性。3.按不同的要求对书进行分类处理。4. 炼钢控制具有间接性。5.具有强大的图形显示能力。6.具有强大的数据计算能力,可以方便的得到精确、直观的计算结果。

二、工程管理

在整个转炉冶炼过程中,转炉L2(以下称BOF L2)根据工艺流程所产生的事件来触发并启动相应的程序,从而控制并优化副原料、合金的投入量和投入时间,控制氧流量和底吹流量,最大限度地满足工艺的要求,提高合金收得率,降低生产成本,并实时、准确地收集各类生产数据,提供模型自学习,加强生产管理。主要包括:接收制造标准、制造命令、作业标准、出钢计划、钢包计划;记录转炉固有情报,跟踪设备运转和炉顶料仓情况;进行主原料计算,并监视废钢及铁水称量实绩;将顶底吹模式和副原料投入模式传送给转炉L1;脱磷(脱碳)吹炼作业和跟踪,动态控制计算;将作业实绩和各时段运转状态传送给L3及相关L2。

三、网络系统

炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统网络系统应当设计成包含热轧整个炼钢控制生产流程。

首先,在网络结构上采用无根分枝树以太网结构,不仅具有很高的性价比,而且满足当前网络技术的发展要求。

其次,该系统物理上采用插入控制器的单独以太网卡和基础自动控制系统相连,通过网关和过程自动控制系统与厂务管理系统网络相连,这样可以实现现实控制系统的物理独立,并可以将分析结果传送到厂务管理网络。

最后,逻辑上,为了保证炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统的安全,采用VLAN划分,将其划分为数据采集子网、数据通讯子网和数据库应用子网,实现相互问的逻辑隔离。通过三层交换技术实现信息集成。

四、通讯系统

(一)通讯系统的要求

设计出最优的通讯系统。要求通讯系统相对稳定、安全、维护方便,以便为网络化分析系统提供可靠的底层支持,实现数据的交换和共享,同时也要到兼顾系统的可扩展性和可维护性等。最后得到性价比最高的通讯系统。

(二)通讯系统的结构

通讯系统主要包括三部分:炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统与外部的的数据通讯简称外部通讯;炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统内部的数据通讯主要是前端数据采采集下发数据到各实时分析客户机,既内部通讯;由于系统内的进程间通讯数据量大,通讯频繁,因此主要采用适合大数据量交换的内存共享映射文件的方式,来进行通讯,即进程间通讯。

五、仿真系统

仿真系统能够生成基于现场实际数据的仿真数据,并且可以方便地对原有的仿真数据进行编辑,可进一步产生用于联调测试特定的系统状态、边界条件与系统功能的仿真数据,它是炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统的重要支撑系统,不仅支持应用系统的在线单步调试与断点设置而且还有演示运行功能。

六、安全系统

炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统是一个实时在线系统,它的建设必须保证数据、系统的安全,系统应具有较强的安全监控能力,既能抵御外来侵扰,又能根据信息的保密要求,对部门内用户进行权限控制,因此,应全面面考虑系统的安全策略。

七、优先级系统

由于炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统是一个实时在线系统,合理的优先级系统可以有效保障其实时性。

优先级系统的基本思想是通过设置不同的优先级,保证系统各个程序获取不同的CPU资源,也就是说高的优先级可以保证比较紧迫的进程能够强行暂停当前程序的运行,而那些优先级低的进程则只有在系统CPU资源充足时才得以运行。

随着科技的发展以后肯定会越来越成熟。通过以上的介绍与解析,使人们对这一领域能够有一些简单的认识,希望能够为炼钢控制过程计算机网络化实时分析系统以后的多做贡献。

参考文献:

[1]解旗,祝孔林.1880mm炼钢控制高度控制技术[J].轧钢,2011(2).

[2]魏云华.铝热轧及热连轧轧制技术[J].轻合金加工技术,2003(6).

[3]钟云峰,谭树彬,刘建昌.热轧厚度自动控制仿真系统的设计[J].清华大学学报(自然科学版),2007(2).

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