基于多层分布式软件体系结构的烧结过程BTP优化控制系统设计摘要：以某钢铁企业烧结过程，即烧结终点（BurningThoughPoint,BTP）优化控制系统为对象，针对当前控制软件存在开放性差、结构固定、可重用程度低的问题，提出一种多层分布式软件体系结构。在分析系统结构、接口和交互模式的基础上，给出系统开发的实施方案，从而建立了一个基于WindowsDNS的开放的、有强交互能力和扩展能力的分布式BTP优化控制系统。关键词：烧结过程；烧结终点；优化控制；分布式体系结构；数据通信；用于过程控制的对象连接与嵌入技术：TP393．04文献标志码：A：1001－3695(2007)07－0205－030引言??在信息时代，以计算机软件系统为核心的技术革命正在进行，新的工业控制系统要求软件实现跨空间、跨时间、跨设备、跨用户的共享，也迫使软件要向异构协同工作、各层次上集成的工业化道路上前进[1]。??在烧结过程中，优化生产的主要目的在于提高烧结矿的品质、产量并稳定烧结过程。烧结终点（BTP)是混合料层烧透时对应的风箱位置，反映台车运行到机尾处烧结作用进行的程度，它是烧结机操作的主要依据。通过稳定BTP在适宜位置可以达到充分利用有效烧结面积、提高烧结矿强度、降低返烧率、稳定烧结过程的目的。某钢铁企业烧结过程优化控制系统由下层基础自动化部分和上层BTP优化控制系统构成。其中基础自动化部分是基于西门子PLC的集散控制系统；BTP优化控制系统则基于烧结基础自动化，实现对烧结过程的优化和烧结终点的稳定，主要包括优化控制计算机和分布式的应用软件。??分布式BTP优化控制应用软件主要实现对BTP的集中控制、过程数据的分布处理以及过程状态的分布监控。在分布环境中，异构性是一个十分明显的特点。在异构网络环境下，一个健壮的分布式软件体系结构对于实现信息和软件资源的共享至关重要[2]。鉴于烧结下层基础自动化集散控制系统带有OPC服务器[3]，结合微软提出的WindowsDNS分布式体系结构，本文提出了一种带中间接口层的多层分布式体系结构，实现了WindowsDNS与OPC接口技术的完美结合，建立了一个结构灵活、易于扩展和修改的分布式烧结过程优化控制软件系统。??1系统结构设计??针对某钢铁企业现有烧结过程控制系统的特点，通过在WindowsDNS的基础上增加中间接口层，建立分布式烧结优化控制系统的多层体系结构，实现烧结过程优化控制系统的集中控制和数据分散处理。??1．1系统总体分析??烧结过程优化控制系统物理结构如图1所示，分为过程级和操作级。其中过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分[5]；操作级包括操作员站和工程师站，通过工业以太网与过程级相连，完成系统的操作和组态，实现对整个烧结主工艺系统进行操作、监视、控制、报警和管理。BTP优化控制应用软件位于操作级，由优化控制模型部分和辅助功能实现部分组成，通过工业以太网与过程级相连接。其中优化控制模型部分为BTP优化控制应用软件的核心，实现BTP优化控制算法，位于烧结优化控制计算机上，通过以太网与下层基础自动化部分相连，实现对BTP的集中控制[6]；辅助功能实现部分分布在各个不同的操作站上，实现分布式的过程数据的读取、预处理以及过程状态监视等操作。??整个BTP优化控制应用软件主要是在保证优化控制效果的前提下，建立一个结构清晰、功能完善、高效可靠、易维护的应用软件系统，为用户提供一个良好的操作平台。??1．2系统软件体系结构??分布式的应用软件系统是物理上分布在网络上不同节点上的软件，通过分布式构件的技术形成逻辑上统一的软件系统[7]。目前，对于分布式软件的研究多集中于分布式组件技术的研究。在工业控制领域，组件技术仍然存在一定的困难：①组件开发虽一劳永逸，但目前工业过程控制方面的组件成品尚不成熟，且组件的初始开发需要掌握较全面的工艺细节，不适合一般群体的软件开发；②组件接口定义的标准众多，包括OMG的CORBA规范、ISO制定的DCE规范和微软的COM规范，尚没有形成一个统一的工业使用标准；③工业控制状况变化较大，突发情况较多，一般的组件很难满足各种不同情况的控制要求。与之相比，OPC技术作为一个通用的其接口规范已经广泛地...