李立勋 金百刚

　　现代冶金前沿原理的深入研究使钢铁冶金工业从单纯的技艺走向科学，金属学、冶金过程热力学与动力学、冶金过程传输原理是支撑冶金流程的三大支柱。但是冶金过程的极端复杂性，使得这些定律与原理在实际应用中的作用受限。而基于各种定律与原理导出的方程和方程组，由于无法高速求解只能用于定性分析。如何将现代冶金工艺原理和前沿研发理论应用于工业生产实践，已成为冶金工艺的关键环节。

　　高品质钢材需要***过程控制系统

　　冶金工业发展至今，对工艺与装备的集成越来越重视。装备与工艺是相辅相承的关系，一方面，冶金工艺的进步和发展是冶金装备技术进步的主要动力；另一方面，冶金装备的进步可以促进冶金工艺的实现与进步。将现代冶金工艺原理和前沿研发理论应用于生产，且适合冶金工作者的工程平台就是各类过程控制系统及系统的APC（***过程控制）模型。冶金APC模型的核心是基于冶金过程工艺原理的数学模型，此类数学模型的典型特征就是必须运行于计算机系统。***过程控制是基于不同冶金工艺流程的基本原理，并在此基础上发展起来的数学模型。***的***冶金过程控制系统是复杂的系统工程，深入融合相关冶金工艺流程的前沿原理和现代测控技术，通过数学方法和编程技术开发成高度集成的工业应用系统，实现工业化生产条件下工艺流程的动态智能控制。

　　冶金工艺过程软件是冶金工业控制系统的核心，目前各钢厂普遍采用的基于数学模型的计算机钢厂控制系统覆盖采选、炼铁、炼钢、轧钢等主要工艺。以炼钢—轧钢为例，工序典型的工业过程软件有自动化炼钢系统、动态二冷水模型、轻压下模型、电磁冶金模型、加热炉燃烧过程控制、带钢热连轧过程系统等。尽管系统应用效果很好，但是我国自主研发的程度低。因此，有必要对这些工艺过程及其工业机理、数学模型和关键控制参数的联合应用进行深入研究和掌握，为生产高品质钢材提供机理、装备、工艺、质量的保证。

　　***工程平台提升过程控制效率

　　现代冶金工艺过程控制系统已向智能控制技术与工艺模型相结合的方向发展，融合新型传感器和软测量技术，实现工艺参数的在线高速采集和闭环控制。建立一个适合冶金工作者的过程自动化软件平台和建模方法，降低冶金工艺应用软件设计的复杂性，成为日益迫切的需求。因为这样可以让冶金工作者集中精力在冶金工艺上，大大减少技术风险和系统研发负担，缩短开发周期，减少系统的维护、运行成本和管理的工作量。

　　通用的冶金过程控制系统工程平台具有如下特点：一是冶金功能模块支持广泛范围的冶金工艺原理；***数学功能模块实现***定制算法和***控制，***控制冶金工艺过程。二是过程工程平台通信组件支持广泛范围的传感器高速测量，易于实现与不同制造商的控制设备或其他自动化设备之间的实时工厂数据通信；控制系统能够保证恶劣环境和系统控制临界点的可靠性和实时性。冶金过程控制系统工程平台（过程级）与企业信息系统具有数据交互接口，实现与ME和ERP系统的数据交互。三是架起冶金工艺宏观条件与微观过程联系的桥梁，为冶金工作者提供验证新原理、新构想，研发新技术、新工艺，改进产品性能，实现***产品制备的简洁***、实用有力的***工程实现平台。四是通信组件+功能模块+架构的设计模式，在应对不同工艺流程时更换相应功能模块，即可实现工业APC控制系统的定制与灵活集成。平台采用动态事件触发载入与进程控制技术，系统资源耗用***低，系统运行效率大幅提升，降低了对系统硬件的要求，而且安装、配置、维护简洁。五是数据库接口技术为工艺人员和研发工作者优化工艺参数、***控制工艺过程提供了支撑平台。六是数学文本式的编程语言，缩短系统从开发到部署的周期，节约成本。

　　冶金过程控制系统工程平台，可以应用进程通信中间件与企业信息系统进行数据交互；应用支持多总线协议的工业数据通信系统，搭建一个基于Windows操作系统的多总线、分布式的工业数据通信网络。在这个网络中，冶金工艺模型对一级系统的双工通信变得简单而容易。这样一来，***冶金过程控制系统的开发人员只须面对一个简单而统一的开发环境，就可以研发出***的冶金过程系统，用以满足现场工艺改进与生产实际的需要。