[发明专利]一种数字化钢厂炼钢连铸工序控件型虚拟设备的制造方法

权利要求书

1.一种数字化钢厂炼钢连铸工序控件型虚拟设备的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、配置软件开发环境：

在Visual Studio 2008环境下，采用基于C#的CsGL(C sharp graphics library)库进行开发；

步骤二、构建控件型虚拟设备库的整体结构

每个控件型虚拟设备作为一个设备类，所有的设备类构成一个设备库，即所有设备类集合一起打包封装到DLL文件中，仅暴露每个设备类的工艺过程的主阶段起讫时刻的时间接口；

步骤三、构建控件型虚拟设备类的结构

控件型虚拟设备类包括OpenGL绘制环境的初始化、窗体重绘函数、时间函数和主绘制函数；

所述OpenGL绘制环境的初始化包括光照和背景色的初始化、平面光滑模式的初始化、定义正面、深度测试以及抗锯齿；

所述窗体重绘函数包括视口变换、对正投影的设置，并且在以上两项设置之后，将模型视图矩阵作为当前操作矩阵，同时将该矩阵赋值为单位矩阵，为主绘制函数对模型视图矩阵的操作做好准备；

所述时间函数通过一个全局变量的递增，模拟时间变量；

步骤四、建立各控件型虚拟设备的模型

在OpenGL中，应用三维计算机图形学，用基本图形的组合搭建各控件型虚拟设备：

1)建立转炉(BOF)炉体的模型、模拟转炉(BOF)炉体内钢水液面；

2)建立电弧炉(EAF)的模型、模拟电弧炉(EAF)炉体内钢水液面；

3)建立LF精炼炉的模型、模拟LF精炼炉炉体内钢水液面；

4)建立RH精炼炉的模型、模拟RH精炼炉炉体及真空室内钢水液面；

5)建立连铸机(CC)的模型、模拟连铸机(CC)钢水；

对上述每个控件型虚拟设备的模型均做剖面(glClipPlane()函数)；

步骤五、描述各控件型虚拟设备的工艺流程

将各控件型虚拟设备的工艺过程分成若干个主阶段，每一个主阶段分成若干个子阶段，再分别根据各控件型虚拟设备的具体特性描述其工艺流程；

步骤六、制造控件型虚拟设备库

将各控件型虚拟设备类，打包封装到一个动态链接库中，构成控件型虚拟设备库，仅暴露主阶段起讫时刻的参数接口。

2.根据权利要求1所述的数字化钢厂炼钢连铸工序控件型虚拟设备的制造方法，其特征在于：所述的建立转炉(BOF)炉体的模型、模拟转炉(BOF)炉体内钢水液面的方法如下：

建立转炉(BOF)炉体的模型：其炉体采用圆柱体(gluCylinder()函数)、圆环(gluDisk()函数)、球体(glutSolidSphere()函数)、圆环面(glutSolidTorus()函数)等基本立体图形进行搭建；各基本图形在模型构建空间中的位置坐标，采用平移(glTranslatef()函数)、旋转(glRotatef()函数)、缩放(glScalef()函数)等进行变换；

模拟转炉(BOF)炉体内钢水液面；首先，使用若干个同轴，且高度足够，底面半径等差的圆柱面，模拟出一个位于炉体内部的“实心”圆柱体；其次，通过立体几何计算，将这若干个圆柱面的高度进行调整，以使其与转炉炉底的圆弧面相匹配；然后，使用一个截面将“实心”圆柱的上部截除，截面以下的圆柱面保留，以模拟钢水，控制截面的上升、下降和倾斜，则可以模拟钢水液面的上升、下降和倾斜，注意，截面仅对“钢水”有效，对转炉炉体等无效；再次，在转炉进行吹炼时，需要在钢水液面的中心位置表现出一个冲击坑，使用正弦函数在半个周期内的特性模拟若干个圆柱面的高度即可；最后，可以通过设置这若干个圆柱面的材料属性，完成对于钢水颜色渐变效果的模拟。