专利名称：一种冶金电炉智能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电炉自动控制技术领域，特别是涉及一种冶金电炉智能控制器。
技术背景实践证明，运用更为智能的控制方法，是降低电炉能耗的一个有效手段。这一方面 需要电炉控制器具有一定的运算速度，通信速度以及多通道高速高精度的输入输出，另一 方面也需要其具有方便的验证智能控制方法的有效手段。传统的控制器往往通过采用较高 配置的工控机配合WINDOWS操作系统来实现，软件上依赖各种商业化软件开发包，这种结 构无法严格保证实时性，同时不利于新的冶金电炉智能控制方法的应用。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种冶金电炉智能控制器，在保证硬件实时性、运算 能力和现场数据输入输出的基础上，提供一个开放式的算法开发验证平台，加速冶金电炉 智能控制的验证和应用。本实用新型包括智能控制卡，通用CPU卡、PR0FIBUS总线通信卡和CPCI机柜；电 炉智能控制卡，通用CPU卡，PR0FIBUS总线通信卡都插在CPCI机柜里，共同组成冶金电炉 智能控制器。现场运行时，电炉智能控制卡实时采集现场数据，进行处理和分析，完成实时 控制任务，同时把处理后的数据通过CPCI总线传递给通用CPU卡，供CPU卡处理非实时任 务、记录等，PR0FIBUS现场总线通信卡用作和现场其他设备间的通信。智能控制卡在硬件上包括以下几个部分智能控制卡包括DSP处理器、16M数据存 储器、2M程序存储器、18路16位高速模拟信号输入、4路高速模拟信号输出、10路光电隔离 的数字量输出、40路光电隔离的数字量输入、以太网和RS485串行通信接口 ；其中，16M数据 存储器、2M程序存储器、18路16位高速模拟信号输入、4路高速模拟信号输出以及以太网 和RS485串行通信接口都连接在DSP处理器的外部并行总线上，4路高速数字量输出和40 路光电隔离的数字量输入连接在DSP处理器的I2C总线上，DSP处理器通过HPI接口连接 CPCI机柜里的桥接芯片。智能控制卡符合CPCI热插拔标准。智能控制卡在软件上屏蔽掉了实际的硬件结构，在电炉智能控制方法的开发环境 MATLAB下抽象为一块驱动卡。开发电炉智能控制方法的时候，可以直接作用于该驱动卡，进 行算法的仿真。当算法经过仿真验证以后，再利用MATLAB工具生成电炉智能控制卡可执行 代码，下载到智能控制卡中实时运行，这样就在实际上验证了电炉智能控制方法的运行效果。本实用新型的优点在于，该控制器具备了电炉控制所需的硬件条件，并且能够集 成到MATLAB算法开发工具中，提供一个开放式的算法开发验证平台，可大大加速验证和应 用，达到进一步的降低电炉能耗的目地。
[0008]图1为本实用新型智能控制器结构框图。图2为本实用新型智能控制卡结构框图。
具体实施方式
图1 图2为本实用新型的一种具体实施方式
。图1为智能控制器结构图，电炉智能控制卡，通用CPU卡，PR0FIBUS总线通信卡都 插在CPCI机柜里面，显示设备连接到通用CPU卡上，共同组成冶金电炉智能控制器。智能 控制器通过信号调理设备将电炉输出信号采集进来，同时把解算结果通过驱动设备输出到 电炉。图2所示的智能控制卡插在图1所示的智能控制器上，智能控制卡的核心是一个 DSP处理器，DSP处理器外接16M的SDRAM数据存储器、2M的FLASH程序存储器，DSP处理器 通过HPI接口连接PCI桥接芯片挂在到CPCI总线上，热插拔芯片处理智能控制卡的热插拔 操作，DSP外扩CF卡存储接口、16路模拟量输入接口、4路模拟量输出接口、40路数字量输 入接口、10路数字量输出接口以及通信接口，CPLD对整个板子进行译码、时序等处理。具体工作过程如下在算法开发阶段，智能控制器脱离电炉现场环境运行，通用CPU卡上运行智能控 制方法开发环境MATLAB，在该环境下，智能控制卡作为一个驱动卡集成进来，产生模拟的电 炉现场数据，MATLAB利用该驱动卡作为被控对象进行算法开发和仿真，控制方法开发人员 通过对输出进行分析，改进算法，直到满意。在现场验证阶段，智能控制器通过智能控制卡、现场总线卡连接现场设备，利用 MATLAB工具将仿真阶段的控制方法生成可执行代码，下载到智能控制卡，智能控制卡运行 该方法完成实时解算结算任务，通用CPU卡完成非实时任务，通过对实际运行结果的分析， 对算法进行进一步的改进，直到满意。最后，控制方法进行固化，形成最终的电炉控制器。
权利要求一种冶金电炉智能控制器，其特征在于，包括智能控制卡，通用CPU卡、PROFIBUS总线通信卡和CPCI机柜；智能控制卡，通用CPU卡，PROFIBUS总线通信卡都插在CPCI机柜里。
2.根据权利要求1所述的智能控制器，其特征在于，智能控制卡包括DSP处理器、16M 数据存储器、2M程序存储器、18路16位高速模拟信号输入、4路高速模拟信号输出、10路光 电隔离的数字量输出、40路光电隔离的数字量输入、以太网和RS485串行通信接口 ；其中， 16M数据存储器、2M程序存储器、18路16位高速模拟信号输入、4路高速模拟信号输出以及 以太网和RS485串行通信接口都连接在DSP处理器的外部并行总线上，4路高速数字量输出 和40路光电隔离的数字量输入连接在DSP处理器的I2C总线上，DSP处理器通过HPI接口 连接CPCI机柜里的桥接芯片。
专利摘要一种冶金电炉智能控制器，属于电炉自动控制技术领域。该智能控制器包括智能控制卡，通用CPU卡、PROFIBUS总线通信卡和CPCI机柜；智能控制卡，通用CPU卡，PROFIBUS总线通信卡都插在CPCI机柜里。优点在于，该控制器具备了电炉控制所需的硬件条件，并且能够集成到MATLAB算法开发工具中，提供一个开放式的算法开发验证平台，可大大加速验证和应用，达到进一步的降低电炉能耗的目地。
文档编号G05B19/042GK201600577SQ20102004671
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者房庆海, 王金锋, 石志学 申请人:冶金自动化研究设计院