一、系统整体介绍
本平台是一个以钢铁冷轧生产过程为对象的综合模拟仿真试验平台。该平台由小型冷轧试验生产线控制系统，冷轧模型仿真数据库，可视化冷轧模拟仿真系统组成。
小型试验生产线的数据由仿真模型库生成，通过分布式实时数据库采集，以供在线和离线数据分析及处理；冷轧模型仿真数据库以钢铁加工冷轧生产线为仿真对象，依据生产过程内在的规律，通过对研究对象的多层次、多尺度结构的抽象，用数据对冷轧生产线、生产设备进行描述，采用多尺度建模技术建立单体子系统模型库，模型库包含轧件及轧辊的有限元仿真模型，轧制过程数学模型等。可视化冷轧模拟仿真系统使用户通过组态生产线的设备、设备布局、生产种类、工艺路径等内容创建一个模拟生产线，从而可模拟大多数轧钢企业一般性的冷轧生产过程，全方位地展示整个生产场景，形成一个完整的钢铁冷轧生产过程的模拟仿真系统。
该平台可以开展包括半实物仿真、虚拟轧制仿真，冷轧场景仿真等多层次、多尺度仿真实验。为优化冷轧工艺，提升控制水平，降低试验成本提供良好的研究实验平台。
二、系统单元介绍
1、小型冷轧试验生产线控制系统
由基础自动化（L1）和过程控制计算机（L2）构成的冷轧自动化系统。L1层主要实现数据处理功能和控制功能。数据处理功能包括：原始数据输入、原料跟踪、轧制表生成、辊缝标定数据、出口数据处理、生产跟踪及轧辊数据处理等功能；控制功能包括：逻辑和顺序控制，自调节与自适应功能，定位控制，计算和过程优化，报警和事件登记，测量值记录，电机速度调节控制，电子称量和处理，集中于分布式的I/O过程接口等功能。
2、半实物仿真平台
实时控制算法的快速实现和在线调试。在控制系统设计阶段，设计人员一般采用Matlab/Simulink进行各种控制方法的离线仿真。本平台可将Matlab/Simulink仿真程序快速生成轧线控制器上的可执行程序并在线调试。
具有高速数据通信和高速浮点运算功能，满足轧机的控制算法较为复杂，数据量大，反馈节点多等要求。
控制器与在线数据采集系统的接口库。通过接口库，控制器的实时数据可以上传到数据库，SCADA，供开发人员在线调试和监控。
3、轧制过程数学模型库
轧制过程数学模型库包括以下四个子库：冷轧材料库、冷轧设备库、冷轧工艺库、模型库。
冷轧材料库包含材料数据，主要包括冷轧材料数据、材料的力学性能数据、材料的物理性能数据、材料的化学性能数据等。
冷轧设备库包含冷轧设备类别数据和冷轧设备数据等。
冷轧工艺库包含不同工艺过程的相应工艺参数，如轧机速度、轧机轧制力、轧机张力数据，来料参数、轧制力学参数等。
模型库包含冷轧设备模型，冷轧工艺模型和冷轧物料及成品模型。冷轧设备模型包含生产线上各个设备的原子数学模型；冷轧工艺模型包含冷轧过程中的工艺模型，规程模型，控制策略模型；冷轧物料及成品模型包含了冷轧生产线的进料模型机成品模型。
4、在线数据采集系统
在线数据采集系统以实时数据库为核心，通过实时数据库的数据采集器，从PLC/DCS系统，HMI，SCADA，远程I/O等各种设备上采集实时数据，并进行高速数据交换，实现系统的信息集成和信息交互。
5、可视化三维冷轧场景模拟仿真平台
可视化三维冷轧场景模拟仿真平台采用模块化建设，利用面向对象技术开发的仿真模块具有良好的封装性，可重用性及互操作性，使得大量的模块可以存入库中，为以后的仿真软件所重用，可以节省大量编码工作，从而减少仿真软件开发的时间和费用。按照模块划分的原则，把整个系统设计成仿真数据库、虚拟轧制模型库、虚拟实验、可视化及系统性能评估等五个子系统。同时，每一个级别内所包含的内容可进一步分解，使系统具有可分性。
6、虚拟实验
通过虚拟实验，实验过程直接在离线编程系统中完成，实验结果通过三维图形动态描述，直观易懂，能为普通用户所理解和接受，并且还具备成本低廉，安全可靠，高效省时等优点。
