--转炉计算机数据采集系统的设计与应用-

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1、转炉计算机数据采集系统的设计与应用O前言工业控制计算机系统应用于转炉炼钢已是发展的必然趋势。目前国内有些大企业采用工控机系统已实现或基本实现炼钢过程自动化。而许多中、小规模的企业尚处于人工操作，使用分立的仪器仪表进行监测的阶段，这远不能满足生产发展的需要。因此，在国内，将工控机系统引人转州炼钢过程具有比较普遍的意义。但是，各中、小规模的钢铁企业基于设备水平、资金、技术力量及生产自动化要求的考虑，更愿意先建立计算机数据采集系统(DAS)，作为监测系统的更新换代，也作为向监控系统的过渡。这在一定程度上已经决定了计算机数据采集与监测系统的设计与应用水平。在此背景下，我们与钢铁

2、公司合作，研制了由工业PC机及工业I/O模板所组成的三台15吨转炉计算机数据采集与监测系统。　　工控机系统的选择1.1现场情况与系统性能要求转炉炼钢过程属于间隙过程，既有模拟量信号又有开关量信号。三台15吨转炉能采集的模拟量信号41点、开关量信号6点，暂时预留的模拟量信号11点、开关量信号5点。　　这种规模的I/()容量已决定DAS是小规模系统。现场操作室内有分立的模拟量显示仪表，配有分电盘，能输出标准的4~20mA电流信号。现场设有计算机房，距操作室较近。要求计算机数据采集系统能集中显示操作，能在线连续监测生产过程，能以趋势图、直方图及表格形式显示实时数据，有打印功能

3、，有历史数据存贮及管理等功能。为求发展，要求本系统在硬件及软件上具有较大的扩充能力。同时要求系统有较高的性价比及良好的可维护性。此外，还要求系统研制周期短。　　1.2本工控机系统的选择原则工控机系统根据其控制方案、体系结构及复杂程度，可分成P忧，单回路调节器，收稿日期:1994一09一09第4期邵永波等:转炉计算机数据采集系统的设计与应用IX!S，总线式微机测控系统，单片机系统。工控机的市场需求存在着大、中、小三个层次，各个层次对自动化水平、系统结构及投资比重的要求不同。因此，在工控机系统的选择上要综合考虑，系统评估。根据本系统的要求及现场实际情况，并充分考察了我国的工

4、控机产业市场及其产品的应用情况，我们选择了咒总线工控机、联)N1可二公司的PC一HEIJPER系列工业1/0模板及相应的调理板，以此组成了DAS系统。其主要依据如下:　　1)IX另主要用于分散控制的场合，即使是微小型的以万系统或者是它的一个现场数据采集站用于本系统仍然是低性价比的选择。且由于成型的E咬S大都是非开放体系，扩展时缺少灵活性。单回路调节器和PLC主要用于模拟调节和顺序逻辑控制的场合，不适于本系统。比如，PLC的每路Al价格要比总线式微机的Al价格高出许多。而自行设计单片机系统或1/0模板的作法对本研制单位而言不符合工程设计的思想，风险大，时间上不允许。　　2

5、)目前在工控机中流行的总线有SID、VME、PC(/AT)、MUUIIBUS等。国内则以STD和PC总线为主。由于工业PC机性能的提高，加之有大量的软、硬件资源等因素，其使用率已超过其它几个总线的使用率之和。进人90年代，其势头更加强劲，至使其它许多工控机公司纷纷向其靠拢。许多公司为其生产工业I/O模板及软件。咒总线为用户的接受程度已远远超过其它总线而成为名符其实的共识总线。　　3)工业PC机通过改造，其可靠性已大大提高。防尘、抗振、耐冲击，有强力散热措施，能抑制电涌，显示器与驱动器可加保护装置，还可配加固型打印机。　　4)咒总线工控机是完全开放式结构，组合式设计思想。

6、系统资源向用户开放，有丰富的I/()模板支持，通过组合可形成不同规模及体系结构的工控系统。是国际上中小型工业控制计算机的一个新潮流，它占据了相当的优势。　　5)工业咒机兼容性好，升级速度快，有大量的软、硬件厂商支持，资源极为丰富。　　6)考虑到本系统功能的扩充，选择386CPU模板，其功能强，能将I/()控制功能及显示操作功能集于一身，这在功能及结构上符合现场要求。　　7)咒机联网方便。市场上大部分比较流行的网络均能在咒机上运行，可方便地用工业咒机形成IX万系统。另外，许多新型的以习系统都为工业PC机留有接口，因而很容易将工控PC系统作为一个过程控制站纳人这样的IX万中

7、。同时，PC工控机很容易通过现场总线同现场新型的智能化传感器及变送器、SLC和P比相连。随着企业的发展及自动化水平的提高，要求现场的许多自动化孤岛互联以共享资源或实现管控一体化，而PC工控机对此十分便利。　　8)工业咒机价格较为低廉。　　9)市场上各种工业用I/O模板极为丰富。本次选择的模人板为ADC一30，12位精度，转换速度为30KH云，通过级联可带八块ATP一M16调理板。调理板上装配一个SB系列隔离模块。每块调理板对应16路模拟输人。这样，一块Al接口板最多能接256信号。而工业PC机的底板上一般有10~12个总线槽口用于I/O板