二级网络技术在转炉控制系统中的应用

　　1 引言

　　转炉二级控制系统包括电气、仪表、计算机基础自动化控制级和生产技术级。自动控制级的主要任务是根据生产调度的计划、HMI的操作指令和现场仪表的信号完成各个工艺设备或工艺过程的顺序控制、逻辑控制和PID 调节控制，进行工艺过程及设备状态的实时数据采集、整理，然后传送到生产技术级，完成各工艺过程及设备的故障报警、处理及显示;过程控制级主要完成工艺过程的生产数据采集、数据分析、操作数据设定、打印报表等并根据自动控制级传送来的实时数据调整控制方案，改良品种钢，提高产品合格率[1 ] [5]。

　　本文以某钢铁集团中厚板卷厂转炉二级控制系统为研究对象，重点阐述了二级系统的结构以及系统通讯、控制功能的实现。

　　2 系统硬件结构

　　转炉二级系统包括：自动化层面(Ll ) ，在本系统中主要是指西门子PLC 系统。生产技术层面(L2 ) ，包括模型计算、工艺过程、数据存储和生产记录报表等。

　　如图1 所示：共有两台服务器，分别为现有服务器和备用服务器，负责两级之间的数据通信与交换，下达L2 级控制指令，上传Ll 级实时生产工艺数据，通过以太网交换机与PLC 通信，与操作站通信。

　　操作站包括多台计算机系统，采用GE 公司的iFlx 监控软件，主要完成对现场各个设备检测、监视、控制、调节、诊断，有生产管理系统，炉体本体监控系统，转炉顶吹氧气及溅渣护炉用氮气系统，汽化冷却控制系统，蒸气共用系统以及副枪系统。

　　系统中有多个PLC 控制站，均采用西门子S7 一400 或S7一300 系列PLC ，分别是：主控系统，辅控系统，投料系统，投料除尘系统，汽化系统，副枪系统，一次除尘系统，二次除尘系统，合金上料系统，上料除尘系统及重跎控制系统。

　　3 系统软件结构

　　如图2 所示：西门子Simatic OPC 服务器采用TCP / IP 协议从以下4 个PLC 获知数据：PLC COM (公用), PLC TILT (倾动), PLC FLUX , PLC Sublance (副枪)。L2 级通过OPC 接口向Simatic OPC 服务器发送请求，并从Simatic OPC 服务器读取数据，扫描周期为1 秒。数据库采用Oracle ，服务器各组件通过ODBC 与DataBase 相连。服务器各组件均采用Visual C ++开发语言进行开发。组件TagKernel ：存储不同的在线数据(实际存至DB ) ，转换数据标签名，即把Ll 级PLC 程序中的变量名转换为L2 级程序中的变量名。组件TrckBOF ：处理信号、存储炉信息、发送设置参数等，与组件TagKerrld 交互数据，用于处理非模型计算的其它数据。组件TrckHM ：与TrckBOF 类似，但其处理的是铁水、L3 级和现场数据。组件Model ：为达到钢水的目标温度、重量和成分多等，计算所需的铁水量、废钢量、氧量及预测钢、渣的成分，是本系统的核心部分。组件Logger ：登录文件、数据库并生成登录日志。组件RemcomHandler ( Link ) :