二级计算机系统在莱钢铁水预处理中的应用

二级计算机系统在莱钢铁水预处理中的应用作者：朱树婷李源
来源：《数字技术与应用》2011年第04期
摘要:本文介绍了莱钢铁水预处理二级计算机系统(L2)的系统结构、应用功能及与其他系统的通讯。

系统预留三级系统和转炉二级系统通信接口,通过模型计算和生产操作使用,系统先进、稳定可靠,各项性能指标均达到设计和工艺要求。

关键词:系统结构数据库计算机系统通讯协议
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)04-0031-02
1、系统概述
根据银山型钢有限公司发展规划,为调整产品结构,适应市场需求,提高公司经济效益,生产高附加值产品,决定新建铁水预处理工程。

铁水预处理是转炉冶炼的前道工序,对高炉过来的铁水进行脱硫及三脱处理,为转炉冶炼更高品质的钢水提供必要的条件。

此次银山型钢有限公司铁水预处理项目采用了目前已相当成熟与可靠的搅拌脱硫及三脱技术,通过搅拌脱硫及三脱处理达到转炉冶炼所需铁水硫、磷含量的要求。

和转炉生产能力相匹配,银山铁水预处理配备了6套铁水预处理设备,其中3套用于“三脱”(脱硫、脱硅、脱磷),其余3套用于脱硫。

本系统是针对炼钢工程中铁水预处理(脱硫或三脱)的二级计算机系统,主要包括对铁水脱硫(或三脱)的跟踪与控制,控制范围主要包括铁水包在脱硫站进行的KR 脱硫(或三脱)预处理作业。

2、系统结构
预处理L2系统采用Windows平台,C/S(即客户机/服务器)架构。

系统先进、可靠,在系统结构、硬件配置、设备选型和系统软件、开发平台方面具有开放性、可扩展性。

采用主流机型的PC服务器,利用磁盘阵列技术RAID5保证数据安全。

操作站(即客户端)界面友好、开放。

网络通信采用国际标准的网络设备和国际标准互连网协议TCP/IP,主机配置多块计算机网卡,以便分离L2、L3 和L1信息网,确保系统的安全、灵活、可靠。

在本系统内部,服务器、操作站和工程师站之间采用以太网通信,与生产控制计算机系统(L3)、转炉L2之间也采用以太网通信,与基础自动化系统(L1)则通过快速工业以太网通信,数据传输采用OPC方式。

系统采用一台高性能PC 服务器,存放数据库程序和应用程序,用于业务数据的存储和访问,此服务器安装最新版本的Oracle10g数据库,操作系统采用Windows 2003 Server 标准版,接受来自前端客户的业务请求,并将结果返回给前端客户。

服务器放置于2#电气室。

预处理L2设备分别设置在3个预处理操作室(即脱硫操作室)。

每个预处理操作室均放置1台操作站,每台操作站可同时跟踪与控制1套铁
水脱硫和1套铁水三脱预处理设备。

工程师站(冶金工程师站)则负责本系统的模型的参数的修改。

数据库结构的维护则在L2服务器上进行。

3、L2 系统应用功能
3.1 工程数据管理
按生产和技术管理一体化的要求,从L3 系统接收所需的出钢计划、制造标准等情报。

3.1.1 制造标准管理
对以冶金参数形式,体现工艺的技术、质量指标类数据进行管理。

制造标准按钢种区分,以出钢记号为关键字,以电文通信的方式下达给本系统,对于制造标准的作成、修改和删除只能在L3系统进行。

3.1.2 出钢计划管理
规定了浇钢顺序的炉次计划,称为出钢计划,一旦开浇,则计划不可变更。

计划的制定、变更必须符合连浇号和连浇分割号的自然累进规则,不可断号和跳号。

计划由炼钢L3系统统一下达。

3.1.3 分析成份数据管理
铁水预处理铁水罐铁水成分目前采用人工输入的方式,该信息作为操作指导和生产控制参数。

3.2 过程跟踪
预处理L2系统对铁水脱硫(或三脱)过程的跟踪主要是对铁水罐进入处理工位到脱硫(或三脱)结束离开处理工位的各作业状况进行跟踪。

同时对各作业状态的变更进行检查和接受。

脱硫(或三脱)过程跟踪的主要作业点包括:铁水罐到达处理工位、脱硫(或三脱)处理开始、脱硫(或三脱)处理结束、铁水罐离开处理工位等。

3.3 作业实绩收集
对于脱硫(或三脱)生产作业过程中的各种实绩值进行收集。

包括铁水温度、最终铁水重量、预处理剂(石灰、萤石和烧结矿)的投入量、搅拌桨作业实绩、铁水分析值、渣分析值等。

3.4 通信接口
预处理L2系统需要与生产控制计算机系统(L3)、转炉L2系统和基础自动化系统(L1)进行通讯。

通讯协议采用协议TCP/IP。

3.5 模型计算
预处理模型主要用在铁水脱硫(或三脱)搅拌中,预处理剂(石灰CaO、萤石CaF2 和烧结矿Fe2O3)的使用量,以及搅拌桨的旋转速度及搅拌时间。

3.5.1 铁水罐铁水液面的计算
铁水罐铁水液面与搅拌桨插入深度相关。

在基础自动化L1系统有专门用于铁水罐铁水液面的检测装置,在铁水罐到达搅拌处理位之前进行液面的测量,但是模型也会对该值进行计算,作为备用参考。

一旦无法从L1系统获取液面信息时,人工启动模型计算,模型的计算结果可以作为操作指导用。

3.5.2 预处理剂使用量的计算
对于预处理剂使用量的计算并不是采用经验公式进行直接计算,而是给出了经验参数表对照表。

根据采样结果中得出的铁水主要成份[S]、[Si]、[P]的含量,以及终点目标[S]、[Si]、[P],在提供的对应表中找到合适的经验结果,进行简单的计算,以此作为生产指导。

3.5.3 搅拌桨的旋转速度及搅拌时间的计算
搅拌桨的旋转速度是根据搅拌桨使用的次数来决定的。

对使用次数进行累积计算当使用次数大于150次后将使用第二套设定值,小于等于时使用第一套设定值。

4、L2系统与其它系统的通信
4.1 预处理L2与L3的通信
预处理L2系统与生产控制计算机L3系统之间通过Socket进行通讯,通讯协议采用协议TCP/IP。

预处理L2预留与L3系统的接口。

4.2 预处理L2 与转炉L2 的通信
预处理L2系统与转炉L2系统之间通过Socket进行通讯,通讯协议采用协议TCP/IP。

预处理L2预留与转炉L2系统的接口。

4.3 预处理L2与L1的通信
预处理L2系统与预处理基础自动化L1 系统的通信采用OPC方式,即通过读写OPC Sever(OPC 服务器)中的变量来实现数据交互。

在预处理L2的服务器上装有OPC Sever软件,其中包含6套PLC(对应6套铁水预处理设备)中预处理L2所需要的变量。

预处理L2通过OPC Sever中的变量,获取需要的信息,并设定生产控制数据,达到对生产过程的跟踪和控制。

5、结语
铁水预处理自投产以来,二级计算机系统运行稳定可靠,完全满足现场生产需求,系统维护方便,确保生产顺利进行,可在冶金、机械制造、计算机等行业推广应用。

参考文献
[1] 蒋慰孙.俞金寿.过程控制工程.北京:烃加工出版社出版,1988.
[2] 石振刚.二级计算机系统在天铁中板厂的应用.天津冶金,2010(3).
作者简介:朱树婷 (1982—),女,助理工程师,山东新泰人,从事自动化控制系统的开发与维护工作。