随着近些年来信息化的发展,MES系统作为现代计算机集成制造系统CIMS的关键,它可以优化整个企业的生产制造管理模式,加强各部门之间协同工作效率,帮助企业提高服务质量。冶金行业对钢厂信息化系统十分重视,都以信息化来带动自动化发展为目标来进行信息化系统的优化升级。本系统以某钢铁集团150t电弧炉为背景,进行电弧炉过程控制系统的设计及实现。针对冶炼过程设计出一套与MES系统和基础自动化系统相对接的过程控制系统,实现了对冶炼过程的实时控制、模型指导、优化计算等功能,最终为一键炼钢打下基础。首先,对本文研究的Consteel电弧炉和传统电弧炉的特点进行研究,进行冶炼过程数学模型建模及仿真。配料模型以最小配料成本和最低吨钢能耗为目标,基于此双目标采用差分进化算法（Differential Evolution Algorithm）对输入的废钢料和辅料配比进行求解,最终得到最优解集;能量平衡模型采用物理建模的方式对能量的供给、损失、损耗这三大模块进行计算,完成了对不同冶炼阶段能量的分配:在变压器电气模型建立的基础上,对电弧炉电气特性曲线和特殊工作点进行分析,对供电策略的选取,实现了不同档位合理工作点和选取和变压器档位匹配,制定了合理的供电制度和供电曲线;合金计算模型采用线性规划的方法对合金加料模型进行优化,实现了最小成本配料的功能;同时也设计了其他模型,对冶炼过程起到了良好的指导作用。其次,针对整个过程控制系统进行软件架构的设计和实现。系统的架构以三层结构模式进行搭建,并根据需求功能进行了结构衍生,对软件的需求功能进行模块划分及详细设计,在此基础之上对C#程序和数据库程序业务逻辑进行功能分配,实现了良好的结构化软件体系。第三,针对系统数据功能需求进行了Oracle数据库设计,完成了相关表、视图等功能的设计,结合相关网络技术实现了数据存储和数据通讯,对冶炼过程中的冶炼状态、加料等过程数据进行实时记录和跟踪,数据库通过DBLink的方式与远程数据库进行通讯,进行计划信息的交互,使得各个二级系统间协调生产,与基础自动化级采用OPC通讯方式进行数据交互。最后,针对过程控制系统的交互界面进行设计和调试。在硬件配置方面对主流的服务器配置进行分析,选取了冗余的配置方式,极大地增加了系统的容错性:结合系统模块功能实现对各个界面的设计,主要完成了生产计划定义、冶炼信息监控、过程指导、模型预测等功能:并在实验室条件下模拟现场情况对各项功能具体调试,最终完成了现场调试,取得了良好的效果。本文所设计的电弧炉过程控制系统整体架构以三层架构为框架,围绕信息化进行开发,结合相关数据库技术和通讯方式进行系统搭建,根据建立的冶炼工艺模型对生产进行指导,生产中发挥了良好的指导功能。