摘要：近年来, 我国钢铁资源需求量的不断增大, 使钢铁工厂生产规模不断扩大。对于钢铁工厂来说, 其自动化水平直接关系到钢铁的生产效率, 因此, 有必要对钢铁工厂的自动控制系统进行科学的设计。而在自动控制系统设计中, 软件设计是其重要组成部分, 只有确保软件设计合理, 才能使自动控制系统具备更加强大的控制功能。为此, 本文便对工厂自动控制系统中的软件设计进行深入的研究, 以此实现对软件的合理设计, 提高工厂自动化控制水平。
关键词：钢铁工厂,高炉,自动控制系统,软件设计
在钢铁工厂中, 高炉是非常重要的控制设备之一, 由于高炉的作业是持续性的, 因此必须要通过自动控制系统来对高炉进行控制, 以此确保高炉作业安全。鉴于此, 本文以某钢铁工厂的高炉自动控制系统为例, 对该自动控制系统中的软件设计进行深入的研究, 通过采用PLC扩展模块来对工厂自动控制系统中软件的设计思路、高炉生产工艺及其软件控制进行了分析, 并对工厂自动控制系统中不同功能用途的软件设计进行了研究。
1 工厂自动控制系统中的软件设计思路
钢铁工厂在利用高炉进行作业时, 需要通过自动控制系统来实现高炉的自动化控制。对于自动控制系统中的软件来说, 需要确保系统结构具备开放性的特点, 同时软件的功能应丰富, 以实现对高炉设备的全面控制, 提高高炉的生产效率, 并最大限度的节约能源, 进而推动钢铁工厂的发展。经过分析可以了解到, 在高炉自动化控制系统中, 其最明显的优势在于分散性, 这是因为系统的整个网络体系呈现出多分支结构, 并且各个分支都能够实现主站和网络之间的连接, 这不仅会使电缆的敷设量更少, 而且也有助于自动化控制系统的维护, 以达到节省开支的目的。由于高炉自动控制系统的复杂性较高, 其共包括多个子系统, 由于这些子系统的功能不同, 这也使设计人员在进行软件设计时, 常常会根据不同子系统的用途来进行独立设计, 这就造成系统软件难以对众多的子系统进行一体化控制, 进而增加了自动控制系统的操作难度。对于高炉自动控制系统软件来说, 可分成监控、控制两大功能模块。监控功能模块负责对高炉生产工艺的各个环节进行实时监视, 而控制功能模块则负责对用户发出的控制命令进行接收。主体系统在进行一体化控制时, 需要通过仪表、电气与计算机来共同完成, 而监视功能、操作功能与集中控制功能则是借助于软件来实现的。
2 工厂自动控制系统中控制软件的设计研究
为了对工厂自动控制系统中控制软件的设计进行深入的研究, 本文以高炉自动控制系统作为例, 以此分析其具体设计思路。
(1) 自动控制系统的配置分析。在该高炉电气自动控制系统中, 通过软件设计能够实现系统与设备之间的控制功能, 用户可以通过软件来控制各种机械设备, 并查看机械设备的运行状态, 了解其运行参数是否处于正常水平。自动控制系统是通过以太网来实现上位机与下位机之间的连接的, 考虑到用户在通过软件进行数据传输时会出现数据量大的情况, 因此需要采用以太网来满足数据传输要求。同时, 为了确保数据在传输过程中的可靠性, 还应通过现场总线方式来连接PLC系统与远程站点。
(2) 煤气净化控制软件设计。在煤气净化控制软件设计中, 系统要能够定期对高炉煤气设备进行除尘净化, 以提高煤气的净水能力, 使煤气在运输过程中能够具备高质量。在软件进行设计时, 利用编程技术进行了煤气净化控制模块的设计, 该模块会发出电信号来控制驱动机将煤气导入到布袋中, 然后借助于重力作用来对煤气中的灰尘进行过滤, 煤气在经过除尘过滤后, 布袋中的灰尘会不断积累, 此时, 操作人员便可将布袋摘除后进行灰尘清理, 在软件中还包括反吹和卸灰两种控制按钮, 并包括定时卸灰与手工卸灰两种控制模式。
(3) 煤风炉控制软件设计。在高炉作业中, 热风炉是其重要组成设备之一, 通过热风或冷风的输送实现加温与降温。
为了达到加温与降温要求, 需要自动化控制系统中的控制软件能够同时对超过三台的热风炉进行控制, 并具备手动、半自动与全自动三种控制模式, 控制按钮应包括送风、焖炉与燃烧三种。其中, 送风按钮能够向高炉进行冲压控制, 而燃烧按钮则能够向高炉进行降压控制, 焖炉则能够对高炉中的温度进行恒定控制。
(4) 监控软件设计。在对该高炉自动化控制系统的软件进行设计时, 需要确保软件具备实时监控功能, 以使工作人员能够通过软件来对钢铁生产过程中的相关现象进行观察。同时, 软件还要对作业过程的各类参数进行记录, 并将这些参数反馈给操作人员, 以使操作人员能够通过这些参数来判断机械设备的运行状态是否正常。在软件设计中, 需要对工艺界面进行重点设计, 各类数据的排列应直观简洁, 这样有助于操作人员对机械设备运行状态的判断。此外, 监控软件还应具备预警功能, 当高炉作业过程中发生故障或参数超出正常值时, 监控软件会通过相应参数的采集来自动判断高炉运行状态, 并根据运行状态判断结果来发出警告, 以此提醒操作人员做出及时响应。
结语
科学技术的发展, 使人们越来越意识到现代化信息技术的重要性, 这也使自动控制系统的软件设计工作变得越来越重要, 控制软件功能也由此越来越丰富。因此, 系统设计人员必须要对软件设计予以高度的重视, 并根据钢铁企业的实际情况来优化软件设计流程, 以此确保钢铁生产过程中各类机械设备运行的高效性, 推动钢铁行业的技术发展。
参考文献
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