本文以攀纲1#高炉改造性大修为背景，对高炉三级式控制模式进行了研究和探讨，主要任务是对如何形成三级式高炉控制系统、各系统如何进行设计、功能如何被实现、以及对发展趋势等问题进行研究、探讨。首先，通过介绍高炉工艺，分析了高炉工艺流程及其特点，提出了高炉生产的主要模型，并进行了一定研究和探讨，以及各模型的功能阐述。根据控制论的观点，提出了高炉控制的基本思想，并根据基本思想，对高炉控制系统的分级结构极其功能进行了探讨，形成了以高炉基础自动化系统、高炉过程控制系统、高炉生产管理系统为基础的三级式高炉控制模式。其中高炉基础自动化系统以西屋的OVATION集散系统为例、高炉过程控制系统以奥钢联的VAIRON专家系统为例、高炉生产管理系统以LTMIS系统为基础进行本文的主要研究和探讨工作。其次，以OVATION系统为例，讨论了基础自动化系统的工程设计应考虑的问题，对基础自动化系统的结构及其特征进行了探讨，介绍了系统的软、硬件组成，结合工程设计对各种功能的实现进行了探讨，对部分控制算法以及其在高炉生产过程中的应用作了一定的研究。再者，以VAIRON专家系统为例，讨论了高炉专家系统的发展和意义，介绍了专家系统的基本结构和设计步骤等基本设计思想，对高炉专家系统的特点进行了探讨，分析了高炉专家系统优化操作的目标，阐述了专家系统参与高炉控制的流程、操作方式、数据处理的主要内容和作用，研究和探讨了专家系统的控制功能实现。然后，以LTMIS系统为例，讨论了生产局域网的设计步骤、设计指导思想和设计原则，根据比较，确定了系统网络结构以及物理和逻辑拓扑结构；通过对通讯协议的探讨，确定系统的通讯协议。对网络软件系统进行了设计，包括：系统软件、用户功能和动态数据采集等应用软件的设计，结合网络安全技术和工厂实际，制定了网络安全控制体系。最后，从CIMS、高炉模型、高炉检测技术、诊断技术、智能控制技术五个方面对高炉控制技术发展方向进行了研究和展望。