計算機過程控制系統在煉鋼廠的應用

李 艷，馬金營

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鋼廠，萊蕪 271126）

1 計算機過程控制系統的概述

計算機過程控制系統是一種依托于計算機技術發展起來的現代技術，其具有非常廣闊的應用前景。通過計算機，可以實現對于單個閥門或者電機的控制，還可以實現對于整個企業或者是工廠的控制。其控制的方式也是多種多樣的，既有較為簡單的單回路控制，同時也有較為復雜的最優控制、自適應控制或者是智能控制。因此，對其分類也就變得比較復雜，可以根據設定值和被控參數的形式來分類，或者根據被控對象的特點、控制功能的類型等來劃分，又或者是根據控制規律、系統功能以及控制方式來劃分。比較常見的方法是根據系統功能來進行分類。

一是操作指導控制系統，這類系統中計算機的輸出針對的是過程參數的收集，并且在加工處理后進行數據輸出，從而指導操作人員的必要操作，計算機并不直接用于控制生產過程。

二是具備對于生產過程的參數進行分析、巡檢以及記錄，并進行報警處理等功能的數據處理系統。

三是計算機在生產過程中，以對象的數字模型或者是生產過程參數為依據給出最合適的工藝參數來進行系統控制的監督控制系統。

四是直接數字控制系統。它主要是指計算機通過過程輸入通道來獲得數據，然后進行運算和處理，最后通過輸出通道進行控制信號的輸出，從而達到驅動執行機構的目的。

五是集散控制系統。微處理器是集散控制系統的核心所在，通過微處理器可以實現分散控制的目標，還可以利用高速數據通道對于分散的信息進行集中處理，從而達到較為復雜的管理和控制操作。

六是多級控制系統。通過多級控制系統企業在生產以及經營管理可以通過幾級計算機來開展控制工作，一般而言可以達到監督控制、經營管理以及直接數字控制這三級系統。

七是監控與數據采集系統。監控與數據采集系統是綜合自動化系統中的一種形式，它主要依托于控制、CRT、計算機以及通訊等多種技術來對于生產過程進行控制。一般而言，主要有監控與數據采集系統監控點以及控制中心兩個層次的控制結構。

八是在集散控制系統的基礎上，通過更加高級的控制策略發展而成的計算機集成過程控制系統。它可以使各個層級達到最優化的目的，通過管理信息系統可以實現決策以及輔助管理的目的，從而把企業的計劃調度、市場銷售以及經營管理等各個環節中的信息集成起來進行科學的處理，為相關的人員和部門的決策提供科學的依據，將控制與管理集合起來。

九是現場總線控制系統。作為一種分布式控制系統現場總線控制系統采用的是兩層結構，工作站-現場總線智能儀表的結構模式使得其在可靠性得到有效提升的同時還使總成本得到了有效的降低，從而使得整個系統的開放性更好，功能也越來越強大。

2 計算機過程控制系統在煉鋼中的應用

煉鋼工藝是一種比較復雜的工藝，它涉及到的流程多，需要多個部門和大量人員進行有效的配合，因此計算機過程控制系統在煉鋼廠中擁有良好的應用場景，可以滿足煉鋼的要求。煉鋼的工藝流程包括鐵水的保溫和混勻，這部分工作主要在混鐵爐完成；鐵水的預處理；吹煉，在這個過程中必須依據工藝的要求進行造渣，同時對于碳火反應進行有效的控制，從而確保鋼水溫度及成份達到相關的要求；出鋼進行吹氬、爐外精煉；拉制鑄坯的尺寸規格等。應用計算機過程控制系統可以方便地實現對于整個煉鋼過程的調節和控制，由于在整個過程中需要監控的參數繁多，過程復雜程度大，而且數據的變化速度比較快、數據處理量大，只有選擇合適的控制系統才能實現更有效的調節和控制。具體來說，計算機過程控制系統在煉鋼廠中的應用應該滿足以下一些功能：

（1）畫面監控。計算機過程控制系統應該提供實時趨勢、儀表棒圖、工藝流程、報警圖以及歷史趨勢等監控畫面，而且應該保障各個畫面可以進行快速的切換，以便更好地對于整個生產過程進行監控。特別是對于轉爐本體的監控系統應該提供更加全面、直觀、清晰的監控畫面，對于其運行狀態和工藝流程進行更好的控制和操作。

（2）數據采集。通過相關的驅動程序，計算機過程控制系統可以實現和外設的通訊并進行現場實時數據的采集工作。然后通過計算機操作站實時監視整個系統的運轉狀況，同時對于采集起來的實時數據開展加工和處理工作，從而達到在線實時控制、管理的目的。

（3）修改及設定控制參數?？刂茀档脑O定和修改是通過計算機過程控制系統對于整個煉鋼過程進行調節和控制的關鍵環節之一，通過系統技術人員可以很方便地根據相關的設計要求和工藝要求進行參數的設定，同時還可以根據煉鋼過程中的具體情況來調整和修改相關的參數，從而確保生產過程的順利進行，保障生產過程的安全?？刂茀档脑O定好修改必須做好權限的設置工作，對于不同級別的技術和管理人員賦予不同級別的操作權限，避免出現安全生產的隱患。可以進行設定和修改的控制參數應該包括溫度、液位、壓力、壓力，還有PID調節參數等。

（4）報警處理。當煉鋼過程中出現異常的時候，計算機過程控制系統必須提供畫面、聲音等報警信息，對于技術人員進行提醒。同時，在報警記錄中還應包含故障時間、部位等相關的信息，在方便技術人員進行故障處理的同時也有助于故障歷史數據記錄的查詢和分析。

（5）網絡通信。網絡通信對于煉鋼生產過程的調節和控制至關重要，計算機過程控制系統通過相關的軟件系統可以實現生產過程信息的共享，進行數據的交換。通過在服務器上安裝的軟件可以實現在后臺數據庫與現場設備之間建立起有效的連接，達到數據傳送控制的目的。

總之，計算機過程控制系統是一項功能強大的現代化技術，其在煉鋼廠中的應用可以有效地提高煉鋼廠的生產效率，提高整個生產過程的安全性。