高爐過程控制計算機系統調試(debugging of the computer system of process control for blast furnace)

高爐過程控制計算機系統有兩種類型：一種是由一臺集中控制的計算機向下逐級分散組成的多級集散型系統；另一種是不向下分級而是水平分散的分布式控制系統。

系統配置高爐的連續生產過程，要求控制系統可靠性高，并能滿足生產技術改造的需要。因此，過程控制計算機系統應選用高性能的小型機為主機，采用雙機結構，一臺在線，另一臺備用，兼作離線模型計算、數據處理和軟件開發、數據磁盤備份、標準型通訊接口、實時操作系統和具有豐富的程序開發性能、良好擴展性能的硬、軟件。

系統功能分在線功能和離線功能兩種。

在線功能按工藝設備的功能劃分，有原料數據處理功能、裝料操作數據處理功能、熱風爐燃燒送風管理功能、熱風爐溫度監視功能、鐵渣數據處理功能、高爐爐體溫度監視處理功能、高爐操作數據處理功能和模型計算功能。高爐四大子系統(原料、鐵渣、熱風爐和高爐本體)的應用功能分別體現在上述八項功能中。此外，還有數據記錄、顯示、通訊功能，雙機切換兩重化處理功能和系統建立管理功能(系統的初始化處理和再啟動處理)。至于冷風、造渣、水凈化、高爐煤氣凈化及余壓發電等都自成系統，與在線計算機之間有一定的約定和通訊。

離線功能包括離線模型計算功能(如高爐操作預測模型、熱風爐操作預測模型、高爐軟熔帶模型、高爐爐底侵蝕模型等)、一代爐齡數據庫處理功能和應用程序開發功能。

調試內容包括單體調試、無負荷聯動調試和負荷聯動調試。

單體調試包括計算機專用電源調試、硬件調試與軟件調試(見計算機系統調試)。

無負荷聯動調試按工藝設備功能的劃分對系統相應的功能進行確認，包括通訊回路調試，原料子系統聯動調試、熱風爐聯動調試、鐵渣聯動調試、高爐本體聯動調試和系統綜合模擬調試。

(1)通訊回路調試。高爐計算機的通訊歸并為：與數字控制系統(DCS)的通訊和通過串行接口、調制解調器(MODEM)與原料、焦化、上位計算機、可編程序控制器(PLC)通訊兩類。高爐生產過程信號均由DCS和PLC采集和輸出。DCS通訊調試時，系統在線運行下測試通訊回路發送、接收均正常后，對傳送的全部數據確認。MODEM通訊回路的調試首先確認連接線路正確、MODEM工作狀態正常、信號線無異常電壓、在不同的通訊方式下測試信號均能正確傳送，然后對全部通訊電文一一進行傳送，核對電文的傳送格式、傳送數據、代碼變換、出錯報警是否正確。一旦出錯，則要檢查是發送側錯誤還是接收側錯誤，是操作錯誤還是程序錯誤并及時進行修正。

(2)原料子系統聯動調試。包括焦炭、礦石、上料三部分。焦炭系統使兩個焦炭稱量料斗常備一個批量的焦炭；礦石系統使兩個礦石中間料斗常備一個批量的主副原料，并使各個指定的稱量料斗常備有一定量指定品種的礦石；上料系統電氣自動控制均由PLC完成，計算機按其自動運轉流程獲得PLC上料順序、設定值、稱量值等數據進行數據記錄處理和稱量實際值處理，打印出裝入原料作業表。通過顯示畫面、通訊電文及作業報表，確認計算機所作的處理正確，繼而進行整個原料子系統聯動調試。

(3)熱風爐聯動調試。計算機對熱風爐的各種參數進行監控。在熱風爐管理、數據收集處理功能中，計算機每分鐘啟動檢測熱風爐狀態程序(悶爐／燃燒／送風／換爐)，比較本次狀態與前次狀態，判定其變化，決定處理內容(燃燒開始／燃燒中／燃燒結束／送風開始／送風中／送風結束)。調試時，儀表側模擬狀態變化，計算機側在熱風爐作業表上確認。燃燒煤氣分析值處理包括煤氣成分讀入處理和熱風爐排放廢氣成分輸入處理。模擬設定這兩個成分，計算機讀入并存入文件供模型使用，通過顯示畫面確認。計算機定期掃描4個熱風爐鐵皮溫度檢測點溫度值，經數據讀入加工處理成日平均值、最大值和最小值，以監視熱風爐的鐵皮溫度。儀表側模擬溫度信號，計算機側在熱風爐鐵皮溫度報表上確認。

(4)鐵渣聯動調試。進行平均出鐵速度的計算、貯鐵渣量的計算、水渣實際數據收集處理和出鐵出渣數據處理。操作現場鐵水液面計模擬出鐵全過程，諸如混鐵車入線、混鐵車接受鐵水開始、出鐵開始、出渣開始、混鐵車接受鐵水結束、出鐵結束等，并在出鐵期間模擬鐵水溫度和鐵水重量，用顯示畫面和出鐵出渣作業報表檢查計算機的鐵渣處理功能。水渣系統收集水渣實際數據。當計算機畫面設定為出渣狀態，儀表側模擬噴水開始、噴水結束、水渣量讀取信號、水渣量、噴水量、補給水量，在計算機側進行確認。

(5)高爐本體聯動調試。確認高爐技術數據計算和爐體爐底溫度監視功能。來自儀表側的高爐爐身溫度、爐底溫度、爐頂溫度、爐身和爐頂煤氣成分、爐身壓力、送風壓力、送風流量、送風溫度、送風濕度、氮氣流量、風口支管流量、冷卻水流量、高爐送風狀態等過程信號，分為定周期與非定周期兩類。計算機周期啟動讀入定周期信號進行數據檢查，作成瞬時值、累積值、最大值和最小值各種文件。對非定周期信號則由中斷請求啟動相應處理任務進行收集處理。調試時儀表側模擬上述信號，在計算機的對應畫面和作業報表上給予確認。上料探尺的信息從原料PLC數據接口取得。高爐數據通訊管理功能在料尺提起前發出中斷，啟動料尺處理任務，計算裝入深度平均值、實際料批所需時間及爐料下降速度，判斷爐料是否異常下落、崩料或滑料，并啟動有關模型任務，在高爐本體操作作業表上確認該處理功能。

(6)系統綜合模擬調試。高爐各子系統調試結束后，僅讓計算機系統模擬高爐生產過程在線連續運行，進行計算機綜合試驗。計算機模擬輸入上料，產生裝料程序、批量裝料的事件信息和稱量裝入數據；模擬出鐵出渣、熱風爐運行，產生各種順序信號和定周期、非定周期數據，對系統應用功能進行全面確認，用于班、日、月、年報確認和計算機負荷率檢查。

負荷聯動調試高爐點火進入試生產階段即進入計算機負荷聯動調試階段。主要進行數學模型的調試，對操作及設備負荷作進一步調整，使系統處于最佳化。這部分工作在開工后通過大量數據積累及運行情況分析使系統不斷完善，直至達到設計要求。