二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方案-wenkub
2023-05-13 00:27:53 本頁面
【正文】 識范圍，既要十分懂得工藝過程、設(shè)備對象和被處理物件的性能，也要懂得數(shù)學(xué)方法，還要懂得計(jì)算機(jī)語言。在這個(gè)過程中，軋件被加工處理趨向產(chǎn)品的期望目標(biāo)值。以前面的熱連軋數(shù)學(xué)模型為例，有機(jī)架道次模型，軋制力模型，軋件溫度模型，軋輥熱凸度模型等。 應(yīng)用軟件的數(shù)學(xué)模型部分應(yīng)用軟件是工藝過程、設(shè)備對象和被處理物件的客觀規(guī)律的準(zhǔn)確描述，指的就是這部分的功能。二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常見系統(tǒng)軟件的技術(shù)要求，一般是便于組織，便于開發(fā)，便于備份，便于查找故障和追溯工藝狀態(tài)。如下圖所示。二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)恰恰是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效工具，以CSP生產(chǎn)線為例（筆者曾經(jīng)觀察過），（mm），經(jīng)過一級、二級自動(dòng)化系統(tǒng)控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，（mm）、（mm）（mm），可見精度之高。什么樣的控制功能較為復(fù)雜呢？鋼鐵生產(chǎn)流程中的成品和半成品制造過程的目標(biāo)命中控制（一級系統(tǒng)就無法控制了），像熱連軋生產(chǎn)線的卷板厚度控制，煉鋼轉(zhuǎn)爐吹煉的終點(diǎn)鋼水化學(xué)成分和終點(diǎn)溫度控制，都屬于較為復(fù)雜的控制功能，必須使用二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制，才能夠擺脫因人而異的經(jīng)驗(yàn)的局限，大幅度提高控制目標(biāo)的命中率。一級和二級系統(tǒng)一起構(gòu)成了一條生產(chǎn)線中某道工序設(shè)備中較為完備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。通常稱為Leve 2 Process Control System，即二級過程控制系統(tǒng)。從設(shè)備上講，二級系統(tǒng)包括硬件服務(wù)器及其在服務(wù)器上運(yùn)行的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，以及HMI（人機(jī)界面）和相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，組成了二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通俗地說，自動(dòng)化控制系統(tǒng)好比一個(gè)人體，一級是人的肢體，二級是人的大腦，儀表和設(shè)備狀態(tài)信號是人的眼睛和感覺器官，三者合一，構(gòu)成了一個(gè)可以根據(jù)外部環(huán)境變化而正確做出人體動(dòng)作反應(yīng)的現(xiàn)代人。以熱連軋生產(chǎn)線的卷板厚度控制為例，首先收集匯總來料的板坯數(shù)據(jù)（化學(xué)成分、幾何尺寸、軋機(jī)機(jī)架前的板坯溫度等）軋機(jī)的設(shè)備數(shù)據(jù)（如輥徑、標(biāo)定數(shù)據(jù)等）和目標(biāo)數(shù)據(jù)（卷板目標(biāo)厚度、公差等）等等，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型加以計(jì)算，得出各個(gè)機(jī)架的輥縫、軋制力、工作輥轉(zhuǎn)速、機(jī)架間冷卻水量等等設(shè)定數(shù)值，將這些設(shè)定數(shù)值下達(dá)到一級基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線設(shè)備的受控運(yùn)行和物料的受控加入（物料受控加入對煉鋼各工序中更為明顯），使該生產(chǎn)線的產(chǎn)品達(dá)到期望的目標(biāo)值。如果是手動(dòng)控制，一是控制精度低，二是速度慢。二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的技術(shù)要求，一般是可靠性高（故障率低），備件來源充足和備件受支持的時(shí)間長久，易于維護(hù)。四、 二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，是它的生命力所在。它根據(jù)工藝過程（物理化學(xué)反應(yīng)）、設(shè)備對象（設(shè)備在溫度、壓力條件變化時(shí)的變形等，如軋機(jī)機(jī)架變形曲線）和被處理物件（如軋件在物理化學(xué)處理過程中的晶格變化）的規(guī)律，使用各種數(shù)學(xué)工具（如微分方程，數(shù)學(xué)物理方程，有限元法，遞推，逼近等），將各種工藝規(guī)律用數(shù)學(xué)方法加以描述，從而形成數(shù)學(xué)模型。精軋機(jī)的產(chǎn)品的目標(biāo)，是產(chǎn)生均勻一致符合精度的軋件幾何尺寸和最后一架軋機(jī)后的軋件溫度，以及良好的板型。在軋件行進(jìn)的過程中，一級系統(tǒng)搜集的現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)，傳輸給二級系統(tǒng)?，F(xiàn)場計(jì)算機(jī)維護(hù)人員和工藝人員的工作，要為數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)備充分的工作條件，保障數(shù)學(xué)模型的正常工作。那些不信任數(shù)學(xué)模型技術(shù)的觀點(diǎn)，可以想一下，難道鋼鐵冶煉軋制技術(shù)比導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)，宇宙空間技術(shù)，核試驗(yàn)更為復(fù)雜嗎？ 應(yīng)用軟件的非數(shù)學(xué)模型部分應(yīng)用軟件的非數(shù)學(xué)模型部分主要有兩個(gè)作用，一是為數(shù)學(xué)模型服務(wù)，為數(shù)學(xué)模型組織數(shù)據(jù)。如熱卷板的幾何尺寸（及板型）和力學(xué)性能，這些數(shù)據(jù)的公差范圍。三是設(shè)備的數(shù)據(jù)，如軋機(jī)的設(shè)備數(shù)據(jù)（輥徑、標(biāo)定數(shù)據(jù)等）。包括兩層含義，一是從一級系統(tǒng)獲取儀表數(shù)據(jù)，獲得被處理物件的狀態(tài)和設(shè)備的狀態(tài)。從上游二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中獲取來料物件的數(shù)據(jù)，如軋機(jī)二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從連鑄二級計(jì)算機(jī)獲取來料的板坯數(shù)據(jù)。u 與三級自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊（如果有的話）。如果有四級系統(tǒng)（ERP），還會從三級系統(tǒng)上傳到四級系統(tǒng)。除了外部其它自動(dòng)化設(shè)備隨時(shí)發(fā)出請求和HMI手動(dòng)啟動(dòng)某些處理程序之外，二級系統(tǒng)內(nèi)部的所有程序的啟動(dòng)都由跟蹤程序來啟動(dòng)。像CSP，二級系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的周期是1秒，以板卷號（板坯號）為數(shù)據(jù)文件名，在整個(gè)板
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