【LF炉计算机控制系统的设计及实现探究】 LF炉
时间：2019-05-06 03:15:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】LF炉，是钢包精炼炉的简称，,主要目的是节省生产时间，提高产品质量。总体来说，LF炉优势明显，但是随着生产要求的提高，各种参数也相应增加，PLC控制也难以达到要求。因此，应用计算机来控制LF炉生产具有重大意义。本文首先介绍了LF炉的生产工艺，之后详细阐述了应用计算机技术来控制其生产过程的系统设计及初步实现，最后对本系统的性能及其优缺点做出总结。
【关键词】LF炉；计算机控制；操作
随着社会的飞速发展，各领域对精炼刚才的需求量不断增加，本钢炼钢厂也采取相应的措施来提高产量，但是精炼系统效率低下，结构存在一定缺陷等诸多问题还是暴露无遗。为了进一步提高精钢的质量、提高生产能力，本钢炼钢厂在努力建设LF炉系统，但是其系统处理能力不容乐观，因此，如何提高LF炉的处理能力是本钢炼钢厂的头等大事。
1 LF炉简介
1.1 LF炉的组成
LF炉大致可分为以下几个系统，吹氩搅拌、合金添加、取样测温、电极加热等。其中，电极加热模块，可以应用石墨电极和钢渣之间形成的强温电弧对钢水进行加热，使得钢水温度符合后面各个工序的要求。合金添加模块，可以自由调节钢水的组成成分。吹氩搅拌主要是为了让钢水尽量均匀。取样测温是在温度升高过程中，对钢水进行取样，一查看是否符合要求。
LF炉主要用于钢包精炼，是最近几年兴起的一种炉外精炼设备，成功克服了在无硫无水的冶炼过程中，钢水温度会有一定损耗的缺点，往往需要采用在钢水出炉前过度加热的方法弥补这一温度损耗，LF炉在转炉冶炼效率、钢水中气体含量、耐火设施的使用寿命等方面，都有很大程度提高。
1.2 LF炉的主要特点
与传统的炉外精炼手段相比，LF炉有着诸多优点，例如费用低、可用性强、精炼效果好等等。之所以有上述优点，是因为LF炉的以下特点：
(1)可以自由调节钢水的组成成分
(2)电极加热技术的使用，使得达到预定温度的时间缩短，效率大幅提高
(3)由最初的人工操作，逐渐转变为PLC操控，近年来又向计算机控制发展，自动化程度大幅提升。
2 需要用的计算机技术简介
2.1 OPC技术
OPC，为了在繁多的数据源之间建立通信，而出现的一种标准，目前主要应用于工业流程的控制。其中的数据源通常是某个工厂中，用于控制的数据库。OPC的一个重要特点就是实现了跨平台的连接以及不同系统之间的交互问题。这使得硬件开发部门可以开发出重用性、性能大大提高的服务器软件，在于其他数据源或者设备之间进行通信的可靠性也大幅提高。另外需要指出的是，通过OPC服务器的接口，所有的客户都可以轻松的访问到它们的设备。
2.2 .NET技术
本系统将采用.NET技术完成，.NET是微软旗下的产品，对于开发人员来讲，这这个开发平台近乎完美，它有公用运行库、公用语言规范，任何符合这些规范的语言都可以随心所欲的使用该运行库。此外，.NET在安全性、异常处理、垃圾回收、面向对象编程等方面较之以往的开发语言都有很大提高。.NET通常是由三层架构组成，他们分别是：显示层、中间层和数据层。
3 LF炉计算机控制系统的功能需求
本系统需要完成以下功能：需要实现控制网络，并且要实现该网络与控制系统的互联，此外还要与之关联的通信、应用系统，具体来说，需要实现以下功能：
(1) 对每个炼钢炉的生产过程，都能做到动态的观察，能得到其实时数据。
(2) 能够根据实时数据，对每个炉的下一步操作提出指导意见。
(3)能够监视炼钢炉的设备状态，并且对炼钢过程中的关键事件和一些细节也能起到一定的监视作用。
(3) 对冶炼模型进行准确计算。
(4) 实现与主控计算机之间的数据通讯，接受生产策略。
(5) 记录重要的生产数据，并能够产生报表、备份等功能。
4 系统的具体设计及实现
本系统的设计理念是实现一个集控制盒管理于一体的多功能系统。生产管理人员、操作人员、工程师等用户都可以通过本系统，方便的完成对生产的控制，从而达到降低成本，提高效率的目的。因此，本着标准化、先进性、实用性、可扩展性等原则，对本系统做了如下设计：
网络设计：本系统网络通讯应用的是C/S(客户端/服务器端)架构，并利用高速以太网来进行数据的传输，系统之间的通讯协议为TCPIP/OPC协议。
数据库设计：出于效率、安全性、数据量、执行能力等多放方面的考虑，本系统采用oracle数据库来设计，设计过程中本着层次分明、避免冗余数据、规范化标准化、共享数据要一致等原则。
系统架构设计：本系统采用.NET三层架构，其中显示层用于人机交互的界面，中间层是本系统的核心，主要用来控制、管理以及指导生产，最后数据层负责对数据进行存储、组织、备份等。
其他设计：除上述设计之外，还需进行OPC通讯功能、模型、生产控制功能、操作界面等功能的设计。
功能设计好之后就是系统的实现。编码完成系统之后，所有功能都集中在一个可视化界面中，下面通过界面介绍实现后的系统功能。主界面上会有各种实时信息，主要包括各个炼钢炉的基本信息、电量信息、成分信息、冶炼信息等等。普通操作工可以方便的浏览各种信息，以监视设备运行情况，而工程师和管理人员可以方便的进行增删查改等各种操作。
5结束语
本文主要介绍了LF炉的计算机控制系统的设计及实现。在充分掌握炼钢生产过程、各种计算机技术的工作原理的基础之上，运用.NET技术实现了该系统。在试用阶段，该系统基本实现了LF炉生产过程的全自动化操作，提高了生产效率，节约了成本，并且操作界面、数据备份、日志报表等各个模块表现良好，今后的工作重点在于，通过系统运行中产生的问题及反馈信息，对系统进一步的进行维护和完善。
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