高炉过程控制计算机系统调试(debugging of the computer system of process control for blast furnace)

高炉过程控制计算机系统有两种类型：一种是由一台集中控制的计算机向下逐级分散组成的多级集散型系统；另一种是不向下分级而是水平分散的分布式控制系统。

系统配置   高炉的连续生产过程，要求控制系统可靠性高，并能满足生产技术改造的需要。因此，过程控制计算机系统应选用高性能的小型机为主机，采用双机结构，一台在线，另一台备用，兼作离线模型计算、数据处理和软件开发、数据磁盘备份、标准型通讯接口、实时操作系统和具有丰富的程序开发性能、良好扩展性能的硬、软件。

系统功能   分在线功能和离线功能两种。

在线功能   按工艺设备的功能划分，有原料数据处理功能、装料操作数据处理功能、热风炉燃烧送风管理功能、热风炉温度监视功能、铁渣数据处理功能、高炉炉体温度监视处理功能、高炉操作数据处理功能和模型计算功能。高炉四大子系统(原料、铁渣、热风炉和高炉本体)的应用功能分别体现在上述八项功能中。此外，还有数据记录、显示、通讯功能，双机切换两重化处理功能和系统建立管理功能(系统的初始化处理和再启动处理)。至于冷风、造渣、水净化、高炉煤气净化及余压发电等都自成系统，与在线计算机之间有一定的约定和通讯。

离线功能   包括离线模型计算功能(如高炉操作预测模型、热风炉操作预测模型、高炉软熔带模型、高炉炉底侵蚀模型等)、一代炉龄数据库处理功能和应用程序开发功能。

调试内容   包括单体调试、无负荷联动调试和负荷联动调试。

单体调试   包括计算机专用电源调试、硬件调试与软件调试(见计算机系统调试)。

无负荷联动调试   按工艺设备功能的划分对系统相应的功能进行确认，包括通讯回路调试，原料子系统联动调试、热风炉联动调试、铁渣联动调试、高炉本体联动调试和系统综合模拟调试。

(1)通讯回路调试。高炉计算机的通讯归并为：与数字控制系统(DCS)的通讯和通过串行接口、调制解调器(MODEM)与原料、焦化、上位计算机、可编程序控制器(PLC)通讯两类。高炉生产过程信号均由DCS和PLC采集和输出。DCS通讯调试时，系统在线运行下测试通讯回路发送、接收均正常后，对传送的全部数据确认。MODEM通讯回路的调试首先确认连接线路正确、MODEM工作状态正常、信号线无异常电压、在不同的通讯方式下测试信号均能正确传送，然后对全部通讯电文一一进行传送，核对电文的传送格式、传送数据、代码变换、出错报警是否正确。一旦出错，则要检查是发送侧错误还是接收侧错误，是操作错误还是程序错误并及时进行修正。

(2)原料子系统联动调试。包括焦炭、矿石、上料三部分。焦炭系统使两个焦炭称量料斗常备一个批量的焦炭；矿石系统使两个矿石中间料斗常备一个批量的主副原料，并使各个指定的称量料斗常备有一定量指定品种的矿石；上料系统电气自动控制均由PLC完成，计算机按其自动运转流程获得PLC上料顺序、设定值、称量值等数据进行数据记录处理和称量实际值处理，打印出装入原料作业表。通过显示画面、通讯电文及作业报表，确认计算机所作的处理正确，继而进行整个原料子系统联动调试。

(3)热风炉联动调试。计算机对热风炉的各种参数进行监控。在热风炉管理、数据收集处理功能中，计算机每分钟启动检测热风炉状态程序(闷炉／燃烧／送风／换炉)，比较本次状态与前次状态，判定其变化，决定处理内容(燃烧开始／燃烧中／燃烧结束／送风开始／送风中／送风结束)。调试时，仪表侧模拟状态变化，计算机侧在热风炉作业表上确认。燃烧煤气分析值处理包括煤气成分读入处理和热风炉排放废气成分输入处理。模拟设定这两个成分，计算机读入并存入文件供模型使用，通过显示画面确认。计算机定期扫描4个热风炉铁皮温度检测点温度值，经数据读入加工处理成日平均值、最大值和最小值，以监视热风炉的铁皮温度。仪表侧模拟温度信号，计算机侧在热风炉铁皮温度报表上确认。

(4)铁渣联动调试。进行平均出铁速度的计算、贮铁渣量的计算、水渣实际数据收集处理和出铁出渣数据处理。操作现场铁水液面计模拟出铁全过程，诸如混铁车入线、混铁车接受铁水开始、出铁开始、出渣开始、混铁车接受铁水结束、出铁结束等，并在出铁期间模拟铁水温度和铁水重量，用显示画面和出铁出渣作业报表检查计算机的铁渣处理功能。水渣系统收集水渣实际数据。当计算机画面设定为出渣状态，仪表侧模拟喷水开始、喷水结束、水渣量读取信号、水渣量、喷水量、补给水量，在计算机侧进行确认。

(5)高炉本体联动调试。确认高炉技术数据计算和炉体炉底温度监视功能。来自仪表侧的高炉炉身温度、炉底温度、炉顶温度、炉身和炉顶煤气成分、炉身压力、送风压力、送风流量、送风温度、送风湿度、氮气流量、风口支管流量、冷却水流量、高炉送风状态等过程信号，分为定周期与非定周期两类。计算机周期启动读入定周期信号进行数据检查，作成瞬时值、累积值、最大值和最小值各种文件。对非定周期信号则由中断请求启动相应处理任务进行收集处理。调试时仪表侧模拟上述信号，在计算机的对应画面和作业报表上给予确认。上料探尺的信息从原料PLC数据接口取得。高炉数据通讯管理功能在料尺提起前发出中断，启动料尺处理任务，计算装入深度平均值、实际料批所需时间及炉料下降速度，判断炉料是否异常下落、崩料或滑料，并启动有关模型任务，在高炉本体操作作业表上确认该处理功能。

(6)系统综合模拟调试。高炉各子系统调试结束后，仅让计算机系统模拟高炉生产过程在线连续运行，进行计算机综合试验。计算机模拟输入上料，产生装料程序、批量装料的事件信息和称量装入数据；模拟出铁出渣、热风炉运行，产生各种顺序信号和定周期、非定周期数据，对系统应用功能进行全面确认，用于班、日、月、年报确认和计算机负荷率检查。

负荷联动调试   高炉点火进入试生产阶段即进入计算机负荷联动调试阶段。主要进行数学模型的调试，对操作及设备负荷作进一步调整，使系统处于最佳化。这部分工作在开工后通过大量数据积累及运行情况分析使系统不断完善，直至达到设计要求。