高炉计算机分级控制技术研究及应用
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摘要
本文以攀纲1#高炉改造性大修为背景，对高炉三级式控制模式进行了研究和探讨，主要任务是对如何形成三级式高炉控制系统、各系统如何进行设计、功能如何被实现、以及对发展趋势等问题进行研究、探讨。
首先，通过介绍高炉工艺，分析了高炉工艺流程及其特点，提出了高炉生产的主要模型，并进行了一定研究和探讨，以及各模型的功能阐述。根据控制论的观点，提出了高炉控制的基本思想，并根据基本思想，对高炉控制系统的分级结构极其功能进行了探讨，形成了以高炉基础自动化系统、高炉过程控制系统、高炉生产管理系统为基础的三级式高炉控制模式。其中高炉基础自动化系统以西屋的OVATION集散系统为例、高炉过程控制系统以奥钢联的VAIRON专家系统为例、高炉生产管理系统以LTMIS系统为基础进行本文的主要研究和探讨工作。
其次，以OVATION系统为例，讨论了基础自动化系统的工程设计应考虑的问题，对基础自动化系统的结构及其特征进行了探讨，介绍了系统的软、硬件组成，结合工程设计对各种功能的实现进行了探讨，对部分控制算法以及其在高炉生产过程中的应用作了一定的研究。
再者，以VAIRON专家系统为例，讨论了高炉专家系统的发展和意义，介绍了专家系统的基本结构和设计步骤等基本设计思想，对高炉专家系统的特点进行了探讨，分析了高炉专家系统优化操作的目标，阐述了专家系统参与高炉控制的流程、操作方式、数据处理的主要内容和作用，研究和探讨了专家系统的控制功能实现。
然后，以LTMIS系统为例，讨论了生产局域网的设计步骤、设计指导思想和设计原则，根据比较，确定了系统网络结构以及物理和逻辑拓扑结构；通过对通讯协议的探讨，确定系统的通讯协议。对网络软件系统进行了设计，包括：系统软件、用户功能和动态数据采集等应用软件的设计，结合网络安全技术和工厂实际，制定了网络安全控制体系。
最后，从CIMS、高炉模型、高炉检测技术、诊断技术、智能控制技术五个方面对高炉控制技术发展方向进行了研究和展望。
This Dissertation use rebuild of PanGang Blast Furnace NO.1 as background, study and discuss BF three class control mode. Mostly task is how to form the three class mode of BF control system, and how to design those system, and how to realize the function, study and discuss the question of development trend.
Firstly, through introduce BF technics to analyse characteristic of BF technics flow, bring forward mostly model of BF manufacture and take to a certainty study and discuss, and expound the function of every model. Bases cybernatic view, bring up base idea of BF control, study and discuss the hiberarchy and function of BF control system. Formed BF three class control mode base on BF base automation system ,BF process control system and BF manufacture manage system. BF base automation system use OVATION system of Westinghouse as an example, BF process control system use VAIRON expert system as an example, BF manufacture manage system use LTMIS as an example.
Secondly, use OVATION system as an example to discuss some question in designment of BF base automation system ,discuss structure and characteristic of OVATION system ,introduce it's compose of software and hardware, discuss how to realize the function, study some control arithmetic and applications.
Thirdly, use VAIRON expert system as an example to discuss development and significance of BF expert system, introduce expert system's base idea include it base structure and design step, discuss characteristic of BF expert system, analyse the target of BF expert system optimize operation, expound mostly content and action of BF expert system , include control flow ,operate mode and data processing, study and discuss how to realize the function of expert system.
Afterward, use LTMIS as an example to discuss design step, design idea, design principle of LAN, confirm network structure , topology structure and communication agreement. Design the software of network ,include system software, applications software of custom function and dynamics data collection. Consider network safety technique and factory practice, establish network safety control system.
Finally, from five way that include CIMS, BF model, BF measure technique, diagnose technique, intelligence control to study and expect the development trend of BF control technique.
首先，通过介绍高炉工艺，分析了高炉工艺流程及其特点，提出了高炉生产的主要模型，并进行了一定研究和探讨，以及各模型的功能阐述。根据控制论的观点，提出了高炉控制的基本思想，并根据基本思想，对高炉控制系统的分级结构极其功能进行了探讨，形成了以高炉基础自动化系统、高炉过程控制系统、高炉生产管理系统为基础的三级式高炉控制模式。其中高炉基础自动化系统以西屋的OVATION集散系统为例、高炉过程控制系统以奥钢联的VAIRON专家系统为例、高炉生产管理系统以LTMIS系统为基础进行本文的主要研究和探讨工作。
其次，以OVATION系统为例，讨论了基础自动化系统的工程设计应考虑的问题，对基础自动化系统的结构及其特征进行了探讨，介绍了系统的软、硬件组成，结合工程设计对各种功能的实现进行了探讨，对部分控制算法以及其在高炉生产过程中的应用作了一定的研究。
再者，以VAIRON专家系统为例，讨论了高炉专家系统的发展和意义，介绍了专家系统的基本结构和设计步骤等基本设计思想，对高炉专家系统的特点进行了探讨，分析了高炉专家系统优化操作的目标，阐述了专家系统参与高炉控制的流程、操作方式、数据处理的主要内容和作用，研究和探讨了专家系统的控制功能实现。
然后，以LTMIS系统为例，讨论了生产局域网的设计步骤、设计指导思想和设计原则，根据比较，确定了系统网络结构以及物理和逻辑拓扑结构；通过对通讯协议的探讨，确定系统的通讯协议。对网络软件系统进行了设计，包括：系统软件、用户功能和动态数据采集等应用软件的设计，结合网络安全技术和工厂实际，制定了网络安全控制体系。
最后，从CIMS、高炉模型、高炉检测技术、诊断技术、智能控制技术五个方面对高炉控制技术发展方向进行了研究和展望。
This Dissertation use rebuild of PanGang Blast Furnace NO.1 as background, study and discuss BF three class control mode. Mostly task is how to form the three class mode of BF control system, and how to design those system, and how to realize the function, study and discuss the question of development trend.
Firstly, through introduce BF technics to analyse characteristic of BF technics flow, bring forward mostly model of BF manufacture and take to a certainty study and discuss, and expound the function of every model. Bases cybernatic view, bring up base idea of BF control, study and discuss the hiberarchy and function of BF control system. Formed BF three class control mode base on BF base automation system ,BF process control system and BF manufacture manage system. BF base automation system use OVATION system of Westinghouse as an example, BF process control system use VAIRON expert system as an example, BF manufacture manage system use LTMIS as an example.
Secondly, use OVATION system as an example to discuss some question in designment of BF base automation system ,discuss structure and characteristic of OVATION system ,introduce it's compose of software and hardware, discuss how to realize the function, study some control arithmetic and applications.
Thirdly, use VAIRON expert system as an example to discuss development and significance of BF expert system, introduce expert system's base idea include it base structure and design step, discuss characteristic of BF expert system, analyse the target of BF expert system optimize operation, expound mostly content and action of BF expert system , include control flow ,operate mode and data processing, study and discuss how to realize the function of expert system.
Afterward, use LTMIS as an example to discuss design step, design idea, design principle of LAN, confirm network structure , topology structure and communication agreement. Design the software of network ,include system software, applications software of custom function and dynamics data collection. Consider network safety technique and factory practice, establish network safety control system.
Finally, from five way that include CIMS, BF model, BF measure technique, diagnose technique, intelligence control to study and expect the development trend of BF control technique.
引文
[1] 洪及鄙 等·攀钢钢铁钒钛生产工艺·攀枝花·攀枝花钢铁（集团）公司·1998
[2] 马竹语·国外钢铁工业自动化的进展及展望（上）·冶金自动化·1997·1·1
[3] 马竹语·国外钢铁工业自动化的进展及展望（下）·冶金自动化·1997·2·1
[4] 中国自动化学会应用专业委员会·全国计算机控制与管理学术会议论文集·北京·冶金自动化研究院·1989
[5] 冶金部科技司·高炉自动化会议论文集·重庆·冶金工业部科学技术司·1990
[6] 马竹语 等·芬兰罗德洛基拉赫钢铁厂自动化·冶金自动化·1999·5·6
[7] 毕学工·高炉过程数学模型及计算机控制·北京·冶金工业出版社·1996
[8] 刘豹·现代控制理论·北京·机械工业出版社·2002·3·（2）
[9] 陈哲·控制理论基础·贵州·贵州人民出版社·1987
[10] 涂植英·过程控制系统·北京·机械工业出版社·1983
[11] 梁其俊 等·控制工程基础·重庆·重庆大学出版社·1994
[12] 吴胜利 等·基于模糊数学的高炉炉况预测模型·钢铁·2001·3·12
[13] 马宏远·现代化高炉数学模型·冶金自动化·1997·1·36
[14] 黄武静 等·高炉软熔带数学模型的开发及应用·冶金自动化·1996·5·32
[15] 何衍庆 等·集散控制系统原理及应用·北京·化学工业出版社·1999
[16] 西屋过程控制公司·OVTION产品·集过程控制及企业管理信息技术之大成
[17] 张建民 等·自适应模糊炉温控制系统·基础自动化·2001·2·21
[18] 孟广武 等·模糊数的运算法则·模糊系统与数学·2001·3·25
[19] 陈书瀚·智能模糊控制在工业炉窑自动化中的应用·冶金自动化·1996·2·31
[20] 王士同·模糊推理理论与模糊专家系统·上海·上海科学技术文献出版社·1995·145~149
[21] 王俊普·智能控制·安徽·中国科学技术大学出版社·1996·58~90
[22] 刘祥官 等·炼铁优化专家系统在济钢高炉的应用·冶金自动化·2001·2·15
[23] 郑世权 等·武钢四号高炉监控专家系统·武汉·武钢自动化有限责任公司·
[24] 王卫平 等·武钢4号高炉专家系统主要工艺参数及检测·武汉·武钢计控公司·
[25] 陈令坤 等·武钢4高炉冶炼专家系统的应用概括·钢铁·1999·10·150
[26] 方文·高炉过程计算机应用软件的开发移植·冶金自动化·1998·4·29
[27] 攀钢1#高炉专家系统项目组·奥钢联专家系统技术附件
[28] 张晓华·控制系统数字仿真与CAD·北京·机械工业出版社·2001
[29] 重庆大学研究生教材·计算机网络·重庆·重庆大学出版社
[30] [美]Bill Eager著·张拥军 等译·即学即用Internet·电子工业出版社·1996
[31] 罗跃川·计算机网络技术及应用·航空工业出版社·1997·4
[32] 龙勇 等·攀钢炼铁厂管理信息系统资料·攀钢（集团）公司自动化公司·2001·8
[33] 赵洪彪 等·基于Client/Server体系结构系统的开发途径、范型及工具支持·计算机工程与应用·1998·4
[34] （美）Matt Hayden·24小时精通网络技术·人民邮电出版社2001（8）
[35] （美）Christa Anderson & Mark Minasi·局域网从入门到精通·电子工业出版社·1999（8）
[36] （美）Brad McGehee & Rob Kraft·实用SQL Server 7教程·清华大学出版社2001（1）
[37] （美）Tim Parker Mark Sportack 著·前导工作室 译·TCP/IP技术大全·北京·机械工业出版社·2000.7
[38] （美）Jonathan Liu·Ovation Overview·Westinghouse Process Control Inc.
[39] （美）Jonathan Liu·Ovation Overview·Network·Westinghouse Process Control Inc.
[40] （美）Jonathan Liu·Ovation Overview·Controller·Westinghouse Process Control Inc.
[41] （美）Jonathan Liu·Ovation Overview·I/O·Westinghouse Process Control Inc.
[42] （美）Jonathan Liu·Ovation Overview·User Interface·Westinghouse Process Control Inc.
[43] (美)WDPFⅡ·World-Class Technology·Distributed Processors·WEStation
[44] VAI EXPERT SYSTEM USERS GUIDE·2001.10
[45] VAI RULEBOOK·2001.10
[46] VAI XPS MEASURES·2001.10
[47] VAI Minimum Fuel Consumption Model·2001.10
[48] VAI Burden Distribution Model·2001.7
[49] Richard S.Hoffer,Bruce D.Stackhouse,Klaus D.Stohl,Ect·A New Process Optimization System at Bethlehem Steel's L Furnace,AISESteel Technology·Vol.78 No.2·28-32,2001
[50] Charles Montgomery,Charles l.Sheets,Matti Kivijarvi·No.3 Blast Furnace,Control System Modernization,AISESteel Technology·Vol.78 No.2·37-44,2001
[51] George J.MCManus·New decision on direct reduction,AISESteel Technology·Vol.77 No.11·51-52,2000
[52] OLE FOR Process Control(OPC)_Historical Data Access Custom Interface Standard
[53] OLE FOR Process Control(OPC)_ OPC Common Definitions and Interfaces
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[53] OLE FOR Process Control(OPC)_ OPC Common Definitions and Interfaces