呼延战波
在炼钢生产过程中，炉前操作人员能及时获得钢水成分数据信息至关重要。安钢第一炼钢厂原来的传输系统是靠打印机打印数据，由于现场环境恶劣，4个炉前操作室平均年消耗打印机40台，价值10万元，而且成分数据不便读取、存储和进行数据处理，不仅影响正常炼钢生产，而且造成很大浪费。1998年，我厂与郑州大学共同开发研制了“钢水成分数据处理系统”，于同年8月投入使用。投运以来，使用效果理想，而且取得了良好的经济效益。
一、系统组成
该系统可对炼钢厂钢水成分数据进行信号远传、多点显示、存储、管理。系统组成如图1。
1．ZX一I串行总线光隔驱动器
接收中心试验室快速分析中心光谱分析仪送出的信号，通过光电隔离，变成20mA电流环传递，12路信号输出，传递距离不低于2km。
2．MNP一I炉前显示屏
耐高温的数据接收显示屏，接收来自光隔驱动器的信号，显示当前数据，并可存储最近100次数据，每个数据显示C、Si、Mn、P、S、Al、Cr、Ni、Cu、Mo、Ti、Ba等12种元素并同时显示年、月、日、时、分等，便于查询。显示屏有电时自检，有分析数据来时显示当前数据，需查询历史数据时可按动按钮显示。
MNP一I炉前显示屏以87051单片机为核心，具有接收、发送及存储显示三部分功能。发送功能是专门设计的一个发送口，可就近将数据“下传”到其他显示屏，数据共享，而不必再单独从中心试验室走很长的线。我厂就在精炼炉安装了一显示屏，该显示屏接收2#电炉的“下传”信号。
3．ZX一II中间采集站
接收来自驱动器的数据，即显示全组分数据，实时存储。它是以80C31及62256为核心的接收、发送、存储、显示系统，可显示当前数据，并存储最近1000次数据，机内设有掉电保护。中间采集站具有和管理机通讯的功能。我厂的采集站安装在技术质量科微机室。
4．管理计算机
管理计算机可成批接收中间采集站的数据，对数据进行整理加工，形成文件存储，可供长期保存。可实现快速检索、分析统计，并生成报表、图表打印。
软件：基于Windows平台的多任务操作系统。中文菜单提示，鼠标点动操作，极易熟练操作。数据处理系统工作状态自检、报警。
二、系统特点
1．可靠性高
系统采用抗干扰性能强的CMOS芯片及高性能的单片机，线路简洁可靠，各部分通讯采用了光隔20mA电流环传送，传输距离远（大于2km），抗干扰性能强，微电脑系统都采用了程序运行自检防止程序跑飞等措施。
2．使用方便
除管理计算机外，系统各部分几乎不需操作，上电即可运行。管理计算机采用了友好的Windows中文界面，操作方便。
3．安装方便
除管理计算机外，其他各部分可置于工作台面，也可悬挂。
三、设计特点
1．电源设计
电源采用分散式设计且电路中多采用CMOS芯片，以利于散热且增加了可靠性。主电源只供主机系统使用，电流很小，这就允许电源芯片压差有较宽范围，增加了系统对电网的适应能力。
2．串行口设计
原打印系统为RS232传输，本系统采用20mA电流环传输，并加光隔。将数据传输与中心试验室分析设备隔离起来，增加了安全性，同时又防止外来干扰窜入，提高了系统的可靠性。
3．复位电路设计
具备主电源检测及程序跑飞（看门狗电路）功能。当主电源电压不足4.75V（微机工作下限）及程序跑飞时，使复位有效。
4．掉电保护设计
系统中数据存储器加有后备电池，在电网电压失电后，能可靠保护存储数据。
5．静态显示设计
每一片74HC164驱动一只数码管，使数码管流过的冲击电流极小，延长了数码管的寿命。
四、应用情况
该系统于1998年8月开始在我厂1#转炉、2#转炉、1#电炉、2#电炉（下传精炼炉）共5个操作点使用，取代原来的打印机系统。中间采集站和管理计算机安装在技术质量科微机室，接收来自4个炉前的成分数据，为质量管理提供了科学依据。
该系统投入使用至今，效果良好，既方便了操作工，同时又在质量管理方面发挥了巨大的作用，而且其故障率极低，节约了大量的运行成本。
应用效果主要有：①炉前显示屏清晰醒目，查阅数据方便，耐高温、防尘性能良好。②中间数据采集站及管理计算机操作方便，数据的存储及报表、打印等功能，对于质量管理部门及时、准确地了解现场的真实数据提供了可靠的保障，在质量管理中发挥了积极的作用。③整套系统故障率低，从1998年8月投运以来，设备未出现故障，减轻了维修人员的劳动强度及设备停机。④降低备件消耗效果显著。
五、结束语
钢水成分数据处理系统在安钢第一炼钢厂的使用效果明显。现场运行表明，本系统投资少，使用方便，可靠性高，体积小，耐高温、粉尘，节约运行成本，减轻工人劳动强度，为质量管理提供了依据，很有推广价值。