高爐過程控制計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)配置摘要通過對10年來高爐過程控制計算機(jī)系統(tǒng)的3種體系結(jié)構(gòu)(集中控制型、分散控制型和ClientServer型)在系統(tǒng)配置、開發(fā)和維護(hù)等方面的主要優(yōu)缺點的比較，得出ClientServer型在目前階段是比較合適的結(jié)構(gòu)的結(jié)論。

關(guān)鍵詞高爐過程控制計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)配置ArchitectureofprocesscontrolcomputerforblastfurnaceGuoHongyu

(ChongqingIron＆SteelDesigningInstituteChongqing400013)AbstractBycomparisonoftheadvantageandshortcomingamongthreearchitecturesofprocesscontrolcomputer(centralizedcontrol,distributedcontrolandClient-Servertype)forblastfurnace,aconclusionisdrawnthatClient-Serverisamoresuitablearchitectureatpresent.

Keywordsblastfurnace;processcontrolcomputer;architecture;configuration10年來，我國陸續(xù)建成投產(chǎn)了不少大中型現(xiàn)代化高爐，其自動化控制水平基本不低于同期的國際先進(jìn)水平。

高爐自動化控制系統(tǒng)一般分為兩級：設(shè)備控制級和過程控制級。過程控制計算機(jī)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，體系結(jié)構(gòu)也相應(yīng)發(fā)生變化，主要分為集中控制型、分散控制型、Client-Server型。其應(yīng)用功能變化不大，主要有原料數(shù)據(jù)分析處理、原料稱量(預(yù)約)處理、裝料數(shù)據(jù)處理、本體數(shù)據(jù)處理、出鐵渣數(shù)據(jù)處理、熱風(fēng)爐數(shù)據(jù)處理、數(shù)學(xué)模型運算、畫面和報表處理。其工作流程如圖1所示，過程級從基礎(chǔ)自動化級定時和不定時采集數(shù)據(jù)，將收集的各種過程數(shù)據(jù)分類、處理，生成累計值、平均值，寫入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，進(jìn)行各種技術(shù)計算和模型運算，得到各種指標(biāo)，對高爐內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行推測和預(yù)測，生成各種優(yōu)化的設(shè)定值，并將設(shè)定值發(fā)送給基礎(chǔ)自動化級，指導(dǎo)高爐平穩(wěn)操作。下面結(jié)合具體實例說明這3種結(jié)構(gòu)如何實現(xiàn)以上應(yīng)用功能。圖1過程計算機(jī)的主要工作流程1集中控制型早期限于計算機(jī)硬件能力有限，設(shè)備昂貴，大多采用1臺主機(jī)承擔(dān)過程控制級的全部基本功能，包括從數(shù)據(jù)采集、計算、模型運算、操作值設(shè)定，到畫面生成和打印控制等。采用這種結(jié)構(gòu)的有攀枝花鋼鐵公司的4＃高爐，上海寶鋼集團(tuán)公司的1＃、2＃、3＃高爐。攀鋼4＃高爐容積1350m3，系統(tǒng)較小，只采用1臺主機(jī)。寶鋼的3座高爐容積都在4000m3以上，系統(tǒng)龐大，采用2臺主機(jī)，1臺作過程控制用，另1臺用于熱備兼系統(tǒng)維護(hù)。下面以1993年投產(chǎn)的寶鋼3＃高爐為例來介紹，硬件、軟件配置分別如圖2、3所示。圖2寶鋼3＃高爐硬件配置

DPU—分布式過程處理單元；PCI—噴煤粉圖3寶鋼3＃高爐軟件配置系統(tǒng)采用兩臺DEC公司的VAX4200，DEC公司的VAX機(jī)是我國當(dāng)年推薦的優(yōu)選系列機(jī)型之一，VAX4200為當(dāng)時VAX系列最先進(jìn)的小型機(jī)型號。兩臺VAX4200互相之間用Watch-dog相連，采用鏡像磁盤，分別與Ethernet和Westnet相連，備用機(jī)時刻監(jiān)視主機(jī)，一旦主機(jī)故障，系統(tǒng)就自動切換到備用機(jī)上，繼續(xù)運行。操作系統(tǒng)采用VMS操作系統(tǒng)。一代爐齡數(shù)據(jù)庫運行在VAX3100上。操作監(jiān)視設(shè)定畫面可顯示在3臺工作站和2臺XWindows圖形終端之中的任一臺上，但畫面程圖6昆鋼2000m3高爐硬件配置

GUS—全方位用戶操作站；EPLCG—增強(qiáng)型PLC通道；NIM—接點接口模塊；HPM—高性能過程管理站；TPS—全廠一體化解決方案圖7昆鋼2000m3高爐軟件配置服務(wù)器采用HP公司的HP9000、Microsoft公司的WindowsNT操作系統(tǒng)，客戶機(jī)采用3臺高性能PC機(jī)，配17in(43cm)彩顯。數(shù)據(jù)庫采用Sybase,畫面與報表開發(fā)工具采用VB。WindowsNT操作系統(tǒng)安全性好，性能穩(wěn)定，采用圖形化用戶界面，有漢化版本，易于整個網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)與管理。Sybase為一個成熟的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。VB不同于過去的面向過程的編程語言，是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，它支持對多種數(shù)據(jù)庫的調(diào)用，用它來開發(fā)畫面和報表較為容易。

整個系統(tǒng)只有1個數(shù)據(jù)庫，運行于服務(wù)器上，整個后臺應(yīng)用程序(包括原料、上料數(shù)據(jù)管理功能，高爐本體數(shù)據(jù)管理功能，鐵渣數(shù)據(jù)管理功能，熱風(fēng)爐數(shù)據(jù)管理功能等)也運行于服務(wù)器上，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、分類、入庫等。畫面程序運行于3臺PC機(jī)(客戶機(jī))上，向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提交查詢與修改請求，由服務(wù)器執(zhí)行后，向客戶機(jī)返回執(zhí)行結(jié)果。報表格式存于PC機(jī)上，當(dāng)需要打印報表時，由PC機(jī)向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提交查詢請求，得到查詢結(jié)果后，生成報表，在打印機(jī)上輸出。

該系統(tǒng)采用當(dāng)今流行的Client-Server結(jié)構(gòu)，造價便宜，易于擴(kuò)展。數(shù)據(jù)庫Sybase及開發(fā)工具VB比較流行，開發(fā)與維護(hù)都較為容易(如果采用微軟的OPC——OLEforProcessControl規(guī)范，開發(fā)將更為容易)，在此基礎(chǔ)上開發(fā)管理機(jī)也較為容易。另外現(xiàn)在硬件技術(shù)提高了，硬件故障率極低，采用1臺服務(wù)器即可滿足要求。當(dāng)然如果系統(tǒng)安全性要求極高，經(jīng)濟(jì)許可的話，也可增設(shè)1臺備用服務(wù)器。4小結(jié)為實現(xiàn)高爐應(yīng)用功能采用3種結(jié)構(gòu)配置的這3個系統(tǒng)，其費用、投入人員、開發(fā)周期依次遞減(考慮了系統(tǒng)復(fù)