李 艳，马金营

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼钢厂，莱芜 271126）

1 计算机过程控制系统的概述

计算机过程控制系统是一种依托于计算机技术发展起来的现代技术，其具有非常广阔的应用前景。通过计算机，可以实现对于单个阀门或者电机的控制，还可以实现对于整个企业或者是工厂的控制。其控制的方式也是多种多样的，既有较为简单的单回路控制，同时也有较为复杂的最优控制、自适应控制或者是智能控制。因此，对其分类也就变得比较复杂，可以根据设定值和被控参数的形式来分类，或者根据被控对象的特点、控制功能的类型等来划分，又或者是根据控制规律、系统功能以及控制方式来划分。比较常见的方法是根据系统功能来进行分类。

一是操作指导控制系统，这类系统中计算机的输出针对的是过程参数的收集，并且在加工处理后进行数据输出，从而指导操作人员的必要操作，计算机并不直接用于控制生产过程。

二是具备对于生产过程的参数进行分析、巡检以及记录，并进行报警处理等功能的数据处理系统。

三是计算机在生产过程中，以对象的数字模型或者是生产过程参数为依据给出最合适的工艺参数来进行系统控制的监督控制系统。

四是直接数字控制系统。它主要是指计算机通过过程输入通道来获得数据，然后进行运算和处理，最后通过输出通道进行控制信号的输出，从而达到驱动执行机构的目的。

五是集散控制系统。微处理器是集散控制系统的核心所在，通过微处理器可以实现分散控制的目标，还可以利用高速数据通道对于分散的信息进行集中处理，从而达到较为复杂的管理和控制操作。

六是多级控制系统。通过多级控制系统企业在生产以及经营管理可以通过几级计算机来开展控制工作，一般而言可以达到监督控制、经营管理以及直接数字控制这三级系统。

七是监控与数据采集系统。监控与数据采集系统是综合自动化系统中的一种形式，它主要依托于控制、CRT、计算机以及通讯等多种技术来对于生产过程进行控制。一般而言，主要有监控与数据采集系统监控点以及控制中心两个层次的控制结构。

八是在集散控制系统的基础上，通过更加高级的控制策略发展而成的计算机集成过程控制系统。它可以使各个层级达到最优化的目的，通过管理信息系统可以实现决策以及辅助管理的目的，从而把企业的计划调度、市场销售以及经营管理等各个环节中的信息集成起来进行科学的处理，为相关的人员和部门的决策提供科学的依据，将控制与管理集合起来。

九是现场总线控制系统。作为一种分布式控制系统现场总线控制系统采用的是两层结构，工作站-现场总线智能仪表的结构模式使得其在可靠性得到有效提升的同时还使总成本得到了有效的降低，从而使得整个系统的开放性更好，功能也越来越强大。

2 计算机过程控制系统在炼钢中的应用

炼钢工艺是一种比较复杂的工艺，它涉及到的流程多，需要多个部门和大量人员进行有效的配合，因此计算机过程控制系统在炼钢厂中拥有良好的应用场景，可以满足炼钢的要求。炼钢的工艺流程包括铁水的保温和混匀，这部分工作主要在混铁炉完成；铁水的预处理；吹炼，在这个过程中必须依据工艺的要求进行造渣，同时对于碳火反应进行有效的控制，从而确保钢水温度及成份达到相关的要求；出钢进行吹氩、炉外精炼；拉制铸坯的尺寸规格等。应用计算机过程控制系统可以方便地实现对于整个炼钢过程的调节和控制，由于在整个过程中需要监控的参数繁多，过程复杂程度大，而且数据的变化速度比较快、数据处理量大，只有选择合适的控制系统才能实现更有效的调节和控制。具体来说，计算机过程控制系统在炼钢厂中的应用应该满足以下一些功能：

（1）画面监控。计算机过程控制系统应该提供实时趋势、仪表棒图、工艺流程、报警图以及历史趋势等监控画面，而且应该保障各个画面可以进行快速的切换，以便更好地对于整个生产过程进行监控。特别是对于转炉本体的监控系统应该提供更加全面、直观、清晰的监控画面，对于其运行状态和工艺流程进行更好的控制和操作。

（2）数据采集。通过相关的驱动程序，计算机过程控制系统可以实现和外设的通讯并进行现场实时数据的采集工作。然后通过计算机操作站实时监视整个系统的运转状况，同时对于采集起来的实时数据开展加工和处理工作，从而达到在线实时控制、管理的目的。

（3）修改及设定控制参数。控制参数的设定和修改是通过计算机过程控制系统对于整个炼钢过程进行调节和控制的关键环节之一，通过系统技术人员可以很方便地根据相关的设计要求和工艺要求进行参数的设定，同时还可以根据炼钢过程中的具体情况来调整和修改相关的参数，从而确保生产过程的顺利进行，保障生产过程的安全。控制参数的设定好修改必须做好权限的设置工作，对于不同级别的技术和管理人员赋予不同级别的操作权限，避免出现安全生产的隐患。可以进行设定和修改的控制参数应该包括温度、液位、压力、压力，还有PID调节参数等。

（4）报警处理。当炼钢过程中出现异常的时候，计算机过程控制系统必须提供画面、声音等报警信息，对于技术人员进行提醒。同时，在报警记录中还应包含故障时间、部位等相关的信息，在方便技术人员进行故障处理的同时也有助于故障历史数据记录的查询和分析。

（5）网络通信。网络通信对于炼钢生产过程的调节和控制至关重要，计算机过程控制系统通过相关的软件系统可以实现生产过程信息的共享，进行数据的交换。通过在服务器上安装的软件可以实现在后台数据库与现场设备之间建立起有效的连接，达到数据传送控制的目的。

总之，计算机过程控制系统是一项功能强大的现代化技术，其在炼钢厂中的应用可以有效地提高炼钢厂的生产效率，提高整个生产过程的安全性。