大型全自动快速分析室控制系统

　　0 前言

　　自20世纪90年代以来，国外钢铁冶金企业开始广泛采用全自动分析设备作为冶炼过程品质管理和控制的主要手段，国内钢铁企业自1994年宝钢三期电炉引进全自动分析系统并成功运行后，逐步进入了全自动分析时代。

　　本文以宝钢集团一钢公司不锈钢工程大型全自动快速分析实验室(以下简称快分室)为例，介绍了目前国际先进的快速分析室的控制系统原理及应用。

　　1 快分室系统

　　宝钢集团一钢公司快分室筹建于2001年，项目总投资约7 000万人民币，由德国PFAFF公司总承包，上海冶金设计研究院设计，十七冶承建，是一个可以全自动处理不锈钢试样、碳钢试样、炉渣试样和棒样的快速分析系统。

　　快分室内配有德国、荷兰、日本等国生产的先进分析设备，采用德国PFAFF公司最新的科研成果PALOS控制系统，实现了对全套实验室设备的自动控制，使用丹麦FINK & PARTNER公司的DIA2000数据库管理系统对分析数据进行管理，实现了分析仪和过程质量控制系统的数据及信息的自动传输。

　　快分室共包括六大系统：风动送样系统，试样传输系统，试样加工系统，试样分析系统，分析数据处理系统和手动加工设备。

　　钢水试样由专用取样器从冶炼炉中取出，经过切柄后放入试样传输盒中由气动传输管道送入快分室中。试样代码由取样工人在PCS代码输入终端上进行选择。进入快分室的试样由试样传输小车根据不同试样类型送人相应的后续加工工位。系统自动判别试样类型并选择相应的加工程序，然后使用相应的分析仪器对试样进行成分分析。分析结束后，自动贴上试样代码标签并分类存档。分析结果自动保存在DIA数据处理计算机的本地数据库中，同时通过生产管理级网络发送到位于操作室的相应生产过程计算机的数据库中。快分室主要工艺流程如图1所示。

　　2 控制系统网络结构

　　快分室的控制系统采用全自动设计方案和分级控制策略，由三级组成：生产管理级(若干生产管理计算机)、过程控制级(PALOS中心计算机等)和现场控制级(PLC等)。控制系统硬件设备多选用德国西门子公司的工业控制产品。控制系统网络结构如图2所示。

　　DIA数据处理计算机负责分析结果的本地保存以及与生产管理级计算机的通信任务。它作为生产管理级和现场控制级进行数据通信的关键环节，设有冗余备份。DIA软件作为分析数据的管理软件，提供对分析结果的本地查询及统计等功能;并对来自不同分析仪器的分析结果进行数据合并然后上传;同时还负责接收来自生产管理级计算机的生产计划指令，并转发给PALOS中心计算机。