Vključitev procesnega računalnika v raziskovalno delo na Metalurškem inštitutu v Ljubljani
UDK: 51924:562 ASM/SLA: X14k, A9, A5f, S12
B. Koroušič, J. Šegel
Uporaba računalnika na področju raziskovalnega dela in avtomatizacije laboratorijev na Metalurškem inštitutu v Ljubljani pomeni napredek in lahko korenito spremeni kakovost raziskav in razvoja metalurških ved.
Članek obravnava vključitev računalniškega sistema v raziskave in razvoj ter opisuje konfiguracijo sistema in specifikacijo opreme. Posebej je poudarjena vloga računalnika in vključevanje raziskovalcev v proces posodabljanja raziskovalnih metod. Matematično modeliranje metalurških in toplotno-tehničnih procesov igra pri tem pomembno vlogo, kar pa si brez sodobne računalniške opreme ni mogoče niti zamisliti.
UVOD
Za učinkovito izvajanje raziskovalnega in razvojnega dela se danes čedalje bolj uveljavlja uporaba računalnikov. Izkušnje priznanih raziskovalnih institucij, kot so MIT v ZDA, Marx-Planck Insitut v Dusseldorfu, MEFOS v Lulea in drugi, uporabljamo kot primer, kako organizirati raziskovalno in razvojno delo, da bi izkoristili vse možnosti, ki jih nudi obdelava informacij in razvoj matematičnih modelov ob uporabi računalniških sistemov.
Drugi zelo pomemben dejavnik je vključevanje in uporaba sodobnih raziskovalnih metod ter kvalitetna obdelava raziskovalnih rezultatov. To je danes edina garancija za uspeh v konkurenčni borbi, ki odriva vse tiste, ki se niso znali ali jim ni uspelo pravočasno organizirati in ustvariti pogoje za razvoj tistega znanja, ki je na tržišču iskano in ima zanimivo ceno. Metalurški institut v Ljubljani je začel spremljati razvoj uporabe procesnih računalnikov že leta 1972. Zaradi nejasne koncepcije razvoja vključevanja inštituta v to področje smo celo desetletje ostali zunaj tega področja, pa tudi zunaj dogajanj v slovenskih železarnah.
V	letu 1982 smo podpisali pogodbo s ENERGOIN-VESTOM iz Sarajeva o nakupu procesnega računalniškega sistema, tipa IRIS 23/30. Prvi del sistema je bil instaliran 25. januarja 1984, telemetrijska postaja TLC 11-MJF junija 1984 in procesni del SCADA maja 1985.
V	tem prispevku želimo dati nekatere tehnične podatke o konfiguraciji instaliranega računalniškega sistema in opisati nekatere naloge in cilje, ki jih želimo doseči na področju uvajanja procesne računalniške tehnike v metalurške obrate.
1. OPIS RAČUNALNIŠKEGA SISTEMA IRIS 23/30
Pred pričetkom izvajanja investicije smo izdelali projektno raziskovalno nalogo, v kateri smo natančno opredelili cilje:
*	specifikacija računalniške in programske opreme,
*	način vključevanja računalnika v posamezna področja raziskav in razvoja,
*	pregled potreb in možnosti vključevanja računalniškega sistema v raziskovalno delo,
*	organizacijska in kadrovska vprašanja.
K sodelovanju pri projektu smo pritegnili sodelavce iz železarne Ravne, ki so nam bili v veliko pomoč pri oblikovanju in specifikaciji programske in aparaturne opreme.
Zavedali smo se, da je nabava procesne računalniške opreme povezana z velikimi finančnimi vlaganji, ki jih Metalurški institut ne bo zmogel opraviti. Zato smo se odločili za kompromisno rešitev, ki upošteva realne finančne možnosti, kar pomeni nabavo manjšega računalniškega sistema s sodobno konfiguracijo in ki bo namenjen predvsem za potrebe raziskovalnega dela.
Specifikacija aparaturne opreme je naslednja:
—	procesor CPU LSI 11/23 PLUS, ki ima možnost kasnejše razširitve centralnega spomina od sedanjih 256 KB do 4 MB,
—	Winchester disk s kapaciteto 30.5 MB,
—	trije alfanumerični video terminali, tipa VT 101,
—	operatorska konzola LA 34,
—	disk kontroler s Floppy diskom 1 MB,
—	DLV 11-JA štirikanalni asinhroni interface,
—	DLV 11-E dvokanalni interface,
—	serijski pisalnik 180 cps, tipa LA 120 RA,
—	programski jeziki: BASIC PLUS 2, FORTRAN IV, ASSEMBLER,
—	aplikacijski program SCADA,
—	telemetrijska postaja TLC 11-MJF, kapacitete:
—	32 digitalnih vhodov
—	8 analognih vhodov
—	8 digitalnih izhodov
2. VKLJUČITEV RAČUNALNIŠKEGA SISTEMA V RAZISKOVALNO DELO
Osnovne naloge računalniškega sistema lahko definiramo takole:
—	vključevanje matematičnega in računalniškega modeliranja v raziskovalno delo na področju metalurških in toplotnih procesov,
—	razvoj prototipnih modelov krmiljenja proizvodnih procesov,
—	pomoč računalnika pri vrednotenju raziskovalnih rezultatov,
—	izdelava tehnološke banke podatkov kot pomoč pri izvajanju raziskovalnega dela in transfera znanja,
—	vključevanje računalnika v splošni obseg informacijskega sistema (spremljanje in nadzor projektov in raziskovalnih nalog, INDOC center in podobno).
		memorija mos 256 kb	: floppy	
cpu 11/23pulis				Kmbs
W1NCHESTER
d
Slika 1
Konfiguracija računalniškega sistema na Metalurškem inštitutu v Ljubljani (stanje maj 1985)
Fig. 1
Configuration of the computer system at the Institute of Me-tallurgv in Ljubljana (May 1985)
Organizacijski in kadrovski pristop uvedbe računalnika sloni predvsem na neposredni uporabi računalnika pri raziskovalcih in drugem osebju. Od samega začetka smo se zavedali, da od vseh uporabnikov ne moremo pričakovati poglobljenega znanja operacijskega sistema, programskih jezikov in načina priključevanja industrijskih procesov na računalnik.
Potreba po takšnem znanju se občasno pojavi in zahteva izkušenega strokovnjaka, ki na tem področju dela kontinuirano. Tudi pri terminalski uporabi standardnih programskih paketov (npr. statistično-matema-tične operacije) je potrebno imeti določeno znanje in izkušnje.
Zlasti pomembno je zagotoviti neposredno uporabo računalnika pri raziskovalcih, kar je mogoče doseči postopno z izobraževanjem osebja.
Posebej bi poudarili pomen matematičnega modeliranja. S pomočjo matematičnih modelov lahko povečamo teoretično razumevanje obnašanja procesov in soodvisnosti med ključnimi spremenljivkami procesa. Modeli dajejo možnost istočasnega spreminjanja večjega števila vplivnih parametrov in iskanje optimalnih pogojev za delovanje procesov, to je pogosto cenejše, kot izvajanje obsežnih in dragih poizkusov na pilotni ali industrijski napravi.
Izkušnje so pokazale, da si pri planiranju poizkusov v obratu lahko z modeli pomagamo določiti obseg in pogoje preizkušanja. Modeli so v pomoč pri vrednotenju in risanju rezultatov poizkusov, in ne nazadnje, modeli se čedalje bolj uporabljajo za vodenje in optimizacijo proizvodnje.
3. ZAKLJUČKI
Z nabavo procesnega računalniškega sistema je Metalurški inštitut ustvaril pogoje za vključitev v sodobne metode raziskovanja. Računalniški sistem omogoča interaktivno in paketno obdelavo podatkov, omogoča večnamensko uporabo pri raziskovalnem delu in korenito posega v spremembo kakovosti raziskav ter razvoja na področju metalurških znanosti.
Inštitut občutno zaostaja pri uporabi računalnika pri raziskovalnem delu v primerjavi z razvitim svetom in se je zato v zadnjem obdobju oddaljil od dejanskih potreb združenega dela v slovenskih železarnah.
Predvsem je treba povečati obseg uporabe matematičnega modeliranja, operacijskih raziskav in simuliranja ter poizkusnega vodenja metalurških procesov s pomočjo računalnika.
Zamujenega ni mogoče čez noč nadoknaditi, toda naša možnost je v pospešenem prenosu akumuliranega klasičnega znanja v programske pakete in postopno vključevanje vseh raziskovalcev, zlasti mlajših, v proces izobraževanja in izkoriščanja računalniških zmogljivosti na vseh področjih.
ZUSAMMENFASSUNG
Mit der Anschaffung des Prozessrechners sind am Hiitten-institut Bedingungen fur die Einschliessung in die modernen Forschungsmethoden geschaffen worden. Das Rechnersystem ermoglicht interaktive und Paketartige Datenbearbeitung, macht eine mehrzweckige Anwendung bei der Forschungsar-beit moglich und hat griindlich die Qualitat der Forschungen und der Entvvicklung auf dem Gebiet der Eisenhiittenvvissen-schaften geandert.
Das Institut ist bei der Anvvendung des Rechners in der Forschungsarbeit im Vergleich zu der Entvvickelten Welt erheb-lich zuriickgeblieben, und hat sich in der letzten Zeit von den
tatsachlichen Bedurfnissen der Slowenischen Huttenwerke entfernt.
Vor allem ist der Umfang der Anvvendung mathematischer Modelle, der operativen Forschungen, der Simulierung und der Versuchsteuerungen der Hiittenprozesse mit Hilfe des Rechners zu vergrossern. Das Versaumte kann nicht iiber die Nacht nachgeholt vverden. Unsere Chance ist jedoch in der be-schleunigten (jbertragung des akumulierten Wissens in die Programmpakete und beschleunigte Einschliessung aller For-scher, besonders junger, in die Ausbildungsprozesse, um die Rechnerkapaziteten auf allen Gebieten auszunutzen.
SUMMARY
Purchase of process computer enabled that the Institute of Metallurgy created the conditions for modem methods of re-search work. The computer system enables the interactive and pack treatment of data, enabels more-purpose application in research work, and radically changes the quality of research and development in the field of metallurgical sciences.
So far the Institute was well behind the developed vvorld in application of computer in research vvork, and thus in the re-cent tirne it could not fullfil the actual needs of Slovene Ironvvorks anymore.
First of ali, the extent of mathematical modelling, opera-tional research and simulations must be increased together vvith the trial to control the metallurgical processes by the computer.
The lost cannot be compensated overnight, but our chance is in speeded transfer of accumulated classical know!edge into softvvare and accelerated inclusion of ali research workers, es-pecially of younger ones, into the process of education and use of computer capacities in ali the fields.
3AKJIKDHEHME
C npno6peTeHHeM npoueccHoii BbitHCJiHTejibHOH MauuH-Hbi oth. c npHMeHeHHeM npoueccHoii cxe\ibi b MeTanjiyprHHe-CKOM HHCTHTyTe B JlK>6jIHHe (CjTOBeHHH) C03aaHbI yCJ10BHfl nm BbinojiHeHHH coBpeMeHHbix nccjienoBaTejibHbix Me-roaoB.
BbiHecjiHTejTbHa« cxeMa aaeT raioKe B03M0»H0CTb B3a-HMoaeiicTBHH h naKeTHoii o6pa6oTKH aaHHbix, MHorocTopoH-Ho\iy ynoTpe6jieHnto npn HccjieaoBaTeabHbix pa6oTax h 06-CT0flTejibH0e npMHHTHe peuiHTeJtbHbix \iep npn H3MeHeHHH KanecTBa HCCJieaoBaHHH h pa3BHTHH b oSjtacTH MeTajuiyprH-necKnx HayK.
B cpaBHeHHH c pa3BHTbiMH CTpaHaMH MeTajuiyprHHecKHii HHCTHTyT cymecTBeHHO OTCTaeT b ynoTpe6neHHH cneTHHKa anu HccjteaoBaTejibHbix pa6oT, a b nocjienHee Bpe.uH ycTpa-
HHJica ot (f)aKTHHecKHx n0Tpe6H0CTei} o6T>eiiHHeHHoro Tpyzta cjiOBeHCKHX MeTajutyprn4ecKHX 3aBoaoB.
TjiaBHbiM o6pa30M Haao yBejiHHHTb o6-beM ynoTpe6jieHHH MaTeMaTHHecKoro MoaeJinpoBaHHH npn onepaTHBHbix nccjie-aoBaHHH h onbiTHoe ynpaBjieHHe MeTajiJiyprHHecKi?x npouec-COB npn nOMOUJH BblHHCJlHTejlbHOH MauiHHbl.
ynymeHHoe Hejib3s B03MecTHTb c ceroaHfl Ha 3aBTpa, ho HMetoTcrt Haae*Hbie uiaHCbi o ycKopeHHoii nepezmiH Haicon-jieHHoro KjiaccHHecKoro 3HaHH« b nporpa.mm naKeT, ycKopeH-Hoe BKjitoHeHHe Bcex HCCJienoBaTe.neH, b 0C06eHH0CTH MJiazt-ujhx, b npouecc 06pa30BaHHH h n0Jtb30BaHHe pacneTHbix 3<})-4>eKTHBHbIX MOUIHOCTeH bo BCex o6jraCTHX.