大型冶金设备运行过程的计算机控制系统

大型冶金设备运行过程的计算机控制系统
蒙芳;翟建丽
【摘要】在冶金企业生产中,大型冶金设备占有主要比重.在大型冶金设备运行过程中常规的控制系统,存在控制大型冶金设备运行传递控制信息不及时效率低的不足.为此提出大型冶金设备运行过程中使用计算机控制系统,针对大型冶金设备运行过程的计算机控制系统,首先进行大型冶金设备运行过程计算机控制系统硬件设计.其中包括计算机控制系统的构成,计算机控制系统硬件控制机构设计.其次进行大型冶金设备运行过程计算机控制系统软件设计,包括控制过程的相关数据获取,计算机控制系统软件多模块的运行.最后完成大型冶金设备运行过程的计算机控制系统.仿真试验数据表明,大型冶金设备运行过程中使用计算机控制系统,控制大型冶金设备运行传递控制信息效率提升52.3％,弥补了大型冶金设备运行过程中常规的控制系统传递控制信息不及时效率低的不足.
【期刊名称】《中国金属通报》
【年(卷),期】2018(000)008
【总页数】2页(P45,47)
【关键词】冶金设备;运行过程;控制系统;硬件设计;软件设计
【作者】蒙芳;翟建丽
【作者单位】广东工业大学华立学院,广东广州 511325;广东工业大学华立学院,广东广州 511325
【正文语种】中文
【中图分类】BT849
针对目前国内冶金工业生产过程控制系统的现状，以及国内冶金企业计算机控制系统的发展趋势，提出大型冶金设备运行过程的计算机控制系统，该计算机控制系统的运用符合我国大型冶金设备运行过程控制的需求。

针对计算机控制系统，要设计大型冶金设备运行过程计算机控制系统硬件，其中包括计算机控制系统的构成，和计算机控制系统硬件控制机构设计。

设计大型冶金设备运行过程计算机控制系统软件，其中包括控制过程的相关数据获取，和计算机控制系统软件多模块的运行。

通过以上操作完成大型冶金设备运行过程计算机控制系统。

1 大型冶金设备运行过程计算机控制系统硬件设计
1.1 计算机控制系统的结构
大型冶金设备的运行越来越需要计算机控制系统的介入，在冶金设备控制运行中，计算机控制系统构成包含多个环节。

只有进行系统分析，全面了解计算机系统构成，才能保证计算机控制系统在大型冶金设备运行时安全、顺利、高效的控制。

针对大型冶金设备运行过程，该计算机控制系统的构成主要分为二层，第一层为系统检测层面，该系统层面不直接参与大型设备运行过程的控制。

通过通信管理界面管理冶金设备，控制计算机选择控制方法，对配置的运行参数进行有效的实时监控[2]。

第二层为计算机系统的控制层面，该计算机系统层面，其主要工作就是负责采集控制过程中的相关数据。

之后经过系统硬件PLC控制器中中央处理器以及计算机控
制系统软件多模块的运行，最后实现计算机系统对大型冶金设备运行过程的控制。

1.2 计算机控制系统硬件控制机构设计
大型冶金设备系统检测层面主要由两台工业控制计算机（PC）机组成，一台主用
机一台备用机。

在完成两台计算机联网之后，还需要使用PLC控制器和PC（计算）
机通信接口卡CP5612，同时采用LT-PROFIBUS-DP通信标准协议来实现检测层面和控制层面之间的通信。

大型冶金设备运行控制系统，控制层面分为本地控制站，和远程控制站。

本地控制站运用优质接口模块IM316、IM317，之后还需完成扩展机架的设定。

数量为三个。

这样才能够完成和远程控制站的数据交换。

在选择中央处理器时，选用CPU330—2DS，使用在CPU330—2DS上的DP连接口连接本地控制站和远程控制站。

建立一套基于LT-PROFIBUS-DP通信标准协议的通信网络。

计算机控制系统结构如图1所示。

图1 计算机控制系统结构图
明确计算机控制系统的构成，是实现大型冶金设备运行过程的计算机控制系统首要条件。

2 大型冶金设备运行过程计算机控制系统软件设计
2.1 控制过程的相关数据获取
为了保证计算机控制系统数据正常，该计算机控制系统满足以下内容：第一点系统模块对故障报警，开关机时间，运行指示做出准确记录。

第二点系统具备中央联动功能，操作室集中控制）。

第三点系统模块启闭过程，根据大型冶金设备启动运行设置。

第四点一个模块发生故障时，大型冶金设备要停止功能。

第五点PLC系统的通信和关联控制及时上传PC计算机端口。

2.2 计算机控制系统软件多模块的运行
针对大型冶金设备运行过程控制，本系统采用多模块话编程，根据冶金设备的不同工序关系，可以形成多种运行方式。

在集控室，可以集中处理控制冶金设备运转。

在编程的过程中该系统又可以根据设备运行方式的多变性，编写不同的功能（FC），之后通过组织模块（OCB）中，实现对多种功能（FC）的调用，从而满
足不同的控制需求[5]。

控制模块软件分为三部分：第一部分设备启动模块，第二
部分设备停止模块，第三部分故障处理模块。

设备启动模块主要要求设备处于“中央控制”时才可以关联启动。

系统在开始运行前，PLC会判定设备是否具备运行条件。

当PLC收到“集中启动”信号后，会上
传到指定冶金设备，设备启动后，会将运转信息传回主机，主机完成对设备运行状况监管。

在冶金设备运行中，有一套全面的PLC系统，通过内部PLC在完成设备运行同时，把“运转信息”传递给主PLC，实现信号关联，完成软件多模块的运行。

3 实例分析
为了保证本文提出的大型冶金设备运行过程的计算机控制系统的有效性，进行仿真试验分析。

利用不同的大型冶金设备运行过程的控制系统作为试验对象，进行控制传递信息仿真试验。

利用常规大型冶金设备运行过程的控制系统作为试验对比对象，进行仿真试验。

3.1 试验准备
为保证试验的准确性，将两种起控制系统于相同的试验参数中，进行控制传递信息仿真试验，其控制传递信息仿真试验参数设置结果如表1所示。

表1 控制传递信息仿真试验参数设置项目执行范围/ 备注模拟信息数据收集 3台
大型冶金设备统一工作环境模拟信息数据处理 3台大型冶金设备统一工作环境控制信息传递效率 3台大型冶金设备最先完成操控指令为优
3.2 试验结果分析
试验过程中，利用两种不同的大型冶金设备运行过程控制系统同时在仿真环境中进行工作，分析其控制信息传递效率。

得出控制信息传递效率仿真结果曲线如图3
所示。

图3 控制信息传递效率仿真结果曲线图
大型冶金设备运行过程的计算机控制系统较常规大型冶金设备运行过程的控制系统，传递控制信息效率提升52.3%，更加适合我国冶金行业大型冶金设备运行过程的
控制要求。

4 总结
基于计算机控制系统对于数据信息收集，分析，处理，传递等过程快速准确效率高的优势，大型冶金设备运行过程的计算机控制系统更加适合我国冶金行业需求，值得行业内推广运用，计算机控制系统的运用能够更好的推动我国冶金行业与经济的发展。

参考文献
【相关文献】
[1] 倪国文. 大型泵房计算机远程控制系统的设计与应用[J]. 供水技术, 2017(4).
[2] 徐毅. 油脂生产领域中工业计算机控制系统的应用[J]. 中国油脂, 2017(9).。