步進式加熱爐仿真系統(tǒng)設(shè)計

　　畫面系統(tǒng)提供了人機交互界面，用來監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)、設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)、控制仿真的運行方式。圖5是系統(tǒng)的配置畫面，用戶可以在此畫面中設(shè)定仿真的運行速率，裝入、抽出和步進梁動作周期等參數(shù)，同時還可以動態(tài)監(jiān)控每個加熱爐當(dāng)前的狀態(tài)。

　　在人機界面設(shè)計中，采用了C/S模式，人機界面可以作為一個單獨客戶程序裝在任何一臺和仿真主機在網(wǎng)絡(luò)上連通的PC機上，通過TCP/IP與主機的仿真管理單元的界面數(shù)據(jù)接收單元交換數(shù)據(jù)，這樣可以做到多個用戶(包括遠程用戶)同時使用仿真系統(tǒng)。

　　2.2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用實時數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)，其原理是使用了內(nèi)存文件存取的數(shù)據(jù)技術(shù)。實時數(shù)據(jù)文件與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比具有以下優(yōu)點：

　　首先實時數(shù)據(jù)文件非常小巧，適合內(nèi)嵌到過程機系統(tǒng)，不像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫比較龐大，需要獨立的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);其次，實時數(shù)據(jù)文件存取速度很快，其采用的是內(nèi)存文件形式，直接在內(nèi)存中存取，這是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫所不能比擬的，對于實時性要求比較高的系統(tǒng)來說是一個比較好的選擇，而且實時數(shù)據(jù)文件操作方便，只要學(xué)會使用中間件提供的API函數(shù)和一些簡單的原理就可以自如地操作數(shù)據(jù)。

　　其缺點是記錄數(shù)固定，不支持SQL語言，數(shù)據(jù)維護完全由人工控制。

　　2.2.5 中間件系統(tǒng)

　　中間件系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供了進程管理、數(shù)據(jù)文件管理、消息管理、畫面管理等系統(tǒng)功能，屏蔽了應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)之間的細節(jié)問題，使開發(fā)者可以將精力放在軟件需求功能上，而不必過多地考慮如何與操作系統(tǒng)打交道，開發(fā)者將主要精力放在實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的功能上，可以大大提高軟件開發(fā)的效率。

　　3 仿真效果

　　仿真系統(tǒng)針對表2中同鋼種不同目標(biāo)溫度的板坯進行了動態(tài)仿真，板坯從裝入開始，按照仿真設(shè)定的生產(chǎn)節(jié)奏(120s抽出一塊板坯)，從入爐側(cè)向出爐側(cè)移動，整個過程經(jīng)歷爐尾段、預(yù)熱段、加熱段和均熱段，最終從抽出側(cè)抽出。板坯溫度跟蹤采用厚度方向上的一維中心差分模型，根據(jù)模擬的爐氣溫度計算出輻射傳導(dǎo)流入板坯的熱量，從而計算出板坯各層的溫度，然后根據(jù)板坯當(dāng)前溫度和生產(chǎn)節(jié)奏預(yù)測的剩余在爐時間，計算出板坯達到目標(biāo)溫度所需的各段必要爐溫。由于仿真過程中加熱爐每個加熱段都有好幾塊板坯，每塊板坯的溫度是不同的，因此預(yù)測的必要爐溫也不相同，而模型下發(fā)到L1的設(shè)定值只能是一個，對此爐溫設(shè)定模型采用加權(quán)平均的方法計算設(shè)定溫度。

　圖6給出表2中兩種不同目標(biāo)溫度的仿真結(jié)果，不難看出為了保證1250℃ 的出爐溫度，圖6(b)中各段爐氣溫度都有所提高，從而保證目標(biāo)溫度控制在15℃之內(nèi)。仿真結(jié)果表明加熱爐模型是切實可行的，模型人員可以通過仿真系統(tǒng)確定初始模型系數(shù)，定性地分析模型的可用性、可靠性、計算速率以及模型問的相互影響，同時也可以作為新模型上線前的測試平臺，發(fā)現(xiàn)模型存在的問題，減少上線后的風(fēng)險。

　　但是仿真系統(tǒng)也有不足之處，主要反映在系統(tǒng)對爐氣溫度這個環(huán)節(jié)進行了簡化，每次仿真計算的爐氣溫度是根據(jù)前一個計算周期的設(shè)定爐氣溫度加上一個擾動值作為本周期計算時的爐氣溫度，這與實際生產(chǎn)中加熱爐大滯后，大慣性的情況是有所區(qū)別的，這也是以后有待改進的地方。