一种炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统技术方案

一种炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统，包括铁水预处理模块、转炉炼钢模块、LF精炼模块和连铸模块，各个模块都连接到服务器，服务器存储数据，本实用新型专利技术提供的炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统可缩短从新手到熟练工的过度时间、在教学方面让学员从之前的看书的感性认识变为理性认识、利用三维仿真建模技术和硬件技术等相结合、从而提高技能熟悉工艺以解决以往存在的各种问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种模拟仿真系统，具体为一种炼钢生产技能训练与考核模拟仿 真系统。
技术介绍
虚拟现实是综合利用计算机图形学、光电成像技术、传感技术、计算机仿真、人工 智能等多种技术，创建一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的计算机系统。人们借 助各种交互设备沉浸于虚拟环境之中，与虚拟环境中的实体进行交互，产生等同于真实物 理环境的体验和感受。近年来，在虚拟现实的基础上又发展出增强现实(或称混合现实) 技术，通过跟踪用户的位置和姿态，把计算机生成的虚拟物体或其它信息准确地叠加到真 实场景的指定位置，实现虚实结合、实时互动的新体验。虚拟现实和增强现实技术还可广泛 应用于军事、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物、教育培训、文化娱乐等领域，并 有望产生巨大的经济效益和社会效益。钢铁企业的设备大多是重型设备，危险程度比较高，而新员工大多不能亲身操作。 长期以来，钢铁企业缺乏对人才系统的培训和培养，绝大多数钢铁企业忽视员工的培训，致 使现有的从业人员素质难以得到持续提高；而且缺少行业的专业培训机构。目前，国内针对 钢铁行业的中高层教育和培训机构几乎没有。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种可缩短从新手到熟练工的过度时间、在教学 方面让学员从之前的看书的感性认识变为理性认识、利用三维仿真建模技术和硬件技术等 相结合、从而提高技能熟悉工艺以解决以往存在的各种问题的炼钢生产技能训练与考核模 拟仿真系统。一种炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统，包括铁水预处理模块、转炉炼钢模 块、LF精炼模块和连铸模块，各个模块都连接到服务器，服务器存储数据，具体来说所述铁水预处理模块包括第一操作台与第一控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第一虚拟终 端；第一控制终端与第一操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第一虚拟终端 连接，控制实现加脱硫剂、搅拌、扒渣、铁水的成分等动作，并显示；接收外部数据进行计算 后发送给第一虚拟终端；第一虚拟终端连接到服务器，虚拟显示工作场景，接收第一控制终端与第一操作 台发来的信号，执行动作；所述转炉炼钢模块包括第二操作台与第一控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第一虚拟终 端；第二控制终端与第二操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第二虚拟终端 连接，控制实现废钢、加铁水、摇炉、降枪、关炉部、钢包车进站、渣车进站等动作，并显示；接 收外部数据进行计算后发送给第二虚拟终端；第二虚拟终端连接到服务器，虚拟显示工作场景，接收第二控制终端与第二操作 台发来的信号，执行动作；炉况监控终端从服务器中实时取出吹炼过程中各元素与温度、氧枪高度、氧压的 数值，绘制形成炉况曲线并显示；所述LF精炼模块包括第三操作台与第三控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第三虚拟终 端；第三控制终端与第三操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第三虚拟终端 连接，控制实现送电、加热、造渣、配电、加渣料、加合金、吹气搅拌等动作，并显示；接收外部 数据进行计算后发送给第三虚拟终端；第三虚拟终端连接到服务器，虚拟显示工作场景，接收第三控制终端与第三操作 台发来的信号，执行动作；所述连铸模块包括第四操作台与第四控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第四虚拟终 端；第四控制终端与第四操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第四虚拟终端 连接，控制实现开浇、大包、中包、结晶器振动、拉矫机、配水等动作，并显示；接收外部数据 进行计算后发送给第四虚拟终端；第四虚拟终端连接到服务器，虚拟显示工作场景，接收第四控制终端与第四操作 台发来的信号，执行动作；动态轻夺下终端从服务器中实时取出连铸过程中各段钢坯的横截面与纵截面的 温度值，绘制形成曲线并显示。优选的，上述每一操作台上都设置有按钮和手柄，并通过按钮和手柄发送控制信 号，实现操作。操作台可以设置为一个整体，也可以分开设置，这是容易实现的。优选的，所述各个控制终端接收的外部数据来自于操作台或控制终端。通过操作 台的按钮和手柄可以将操作人员的动作数据传输给控制终端，由控制终端实现控制，也可 以由操作人员直接操作控制终端，实现控制，这是容易实现的。进一步优选的，所述第一虚拟终端执行的动作包括烟罩升降、喷粉枪升降、扒渣 机、鱼雷罐进站等；所述第二虚拟终端执行的动作包括散装料、氧枪升降、转炉倾动、烟罩 升降、氧枪横移等；所述第三虚拟终端执行的动作包括钢包进站、接Ar管、进精炼工位、下 电极、降烟罩等；所述第四虚拟终端执行的动作包括引锭、大包台、中间包、拉矫振动、火焰 切割、冷床、送引定杆、二冷配水等。优选的，所述服务器存储的数据包括计算结果、操作记录、参数设定、数据模型、经 验模型库、状态中继等。本技术提供的炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统，具有如下优点1、系统结构先进针对先进工艺和先进设备系统构成。完全操控环境仿真一完全模拟炼钢现场环境。优化仿真的电气控制系统。控制计算机与学生学习计算机工业网络化结构。2、软件手段先进性重点场景采用3D技术展现，实时逼真。复杂非重点场景采用FLASH动画技术展现，易于实现。操控模型采用数学模型与经验数据库结合方式进行结果展现。操作记录和检测参数记录采用文本记录，图表输出方式。3、虚拟场景与硬件系统互动性虚拟场景中的运行部件跟随硬件控制相应动作。虚拟场景中的参数变化反馈到硬件系统中作为PLC的检测量。4、小模型控制参数、大模型控制结果检测参数中的每一个参数值都对应一个或多个控制参量，控制每个参数的模型称 之为小模型。所有参数决定了控制的结果，参数与操控结果对应关系称作大模型。系统开发的大模型与小模型与生产实际相符合。5、易于升级性系统开发模块化，按监控室和监控终端组合划分模块，虚拟场景独立表现。功能改变只要替换模块化软件即可完成。新工艺、新设备实训环境更新只要通过更新软件即可完成。6、实战效果显著，完全模拟实际炼钢过程和场景，来源于生产实践中的各种工况， 练习效果大大加强；可以实时记录各种操作数据和结果，便于查询操作步骤是否正确，便于 考核。附图说明图1是本技术实施例的结构示意图。具体实施方式下面以非限定性的实施例来进一步解释、说明本技术方案。一种炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统，包括铁水预处理模块、转炉炼钢模 块、LF精炼模块和连铸模块，各个模块都连接到服务器，服务器存储数据，包括计算结果、操 作记录、参数设定、数据模型、经验模型库、状态中继等。具体来说所述铁水预处理模块包括第一操作台与第一控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第一虚拟终 端；第一控制终端与第一操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第一虚拟终端 连接，控制实现加脱硫剂、搅拌、扒渣、铁水的成分等动作，并显示；接收外部数据进行计算后发送给第一虚拟终端；第一虚拟终端连接到服务器，虚拟显示工作场景，接收第一控制终端与第一操作 台发来的信号，执行动作。所述转炉炼钢模块包括第二操作台与第一控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第一虚拟终 端；第二控制终端与第二操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第二虚拟终端 连接，控制实现废钢、加铁水、摇炉、降枪、关炉部、钢包车进站、渣车进站等动作，并显示；接 收外部数据进行计算后发送给第二虚拟终端；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种炼钢生产技能训练与考核模拟仿真系统，包括铁水预处理模块、转炉炼钢模块、ＬＦ精炼模块和连铸模块，各个模块都连接到服务器，服务器存储数据，其特征在于：所述铁水预处理模块包括：第一操作台：与第一控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第一虚拟终端；第一控制终端：与第一操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第一虚拟终端连接；接收外部数据进行计算后发送给第一虚拟终端；以及第一虚拟终端：连接到服务器，接收第一控制终端与第一操作台发来的信号，执行动作；所述转炉炼钢模块包括：第二操作台：与第一控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第一虚拟终端；第二控制终端：与第二操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第二虚拟终端连接；接收外部数据进行计算后发送给第二虚拟终端；第二虚拟终端：连接到服务器，接收第二控制终端与第二操作台发来的信号，执行动作；以及炉况监控终端：连接到服务器；所述ＬＦ精炼模块包括：第三操作台：与第三控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第三虚拟终端；第三控制终端：与第三操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第三虚拟终端连接；接收外部数据进行计算后发送给第三虚拟终端；以及第三虚拟终端：连接到服务器，接收第三控制终端与第三操作台发来的信号，执行动作；所述连铸模块包括：第四操作台：与第四控制终端通过虚拟电路板连接，发送控制信号给第四虚拟终端；第四控制终端：与第四操作台连接，并连接到服务器，通过服务器与第四虚拟终端连接；接收外部数据进行计算后发送给第四虚拟终端；第四虚拟终端：连接到服务器，接收第四控制终端与第四操作台发来的信号，执行动作；以及动态轻夺下终端：连接到服务器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王继，
申请(专利权)人：山东星科智能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88