半实物仿真是指在仿真实验系统的仿真回路中接入部分实物的实时仿真。本文面向超高温、高粉尘等恶劣环境下的电熔镁砂冶炼应用,研制满足电熔镁炉熔炼过程电流控制实时仿真需求的无线数据传输装置,在布线困难、环境恶劣的电熔镁炉熔炼生产现场实时采集生产现场过程数据,并利用4G传输技术进行远程跨域传输。研究课题对于使用工业实际数据的实时仿真和研发工业环境下实时数据的无线传输技术具有重要实际意义。本文的具体研究工作有:（1）归纳分析电熔镁炉熔炼过程特点和电熔镁炉熔炼过程电流控制实时仿真对于工业现场数据传输的需求,总结现有工业环境下无线传输装置的研发进展。以某电熔镁砂厂为应用背景,面向电熔镁炉熔炼过程电流控制实时半实物仿真系统的远程数据实时可靠传输需求,设计电熔镁炉熔炼过程无线数据传输系统的总体架构。（2）针对传统的自上而下（或称模块化）的设计方法中硬件设计过程缺乏对软件架构和实现机制的清晰了解而带来的整体设计局限性,本文采用软硬件协同设计的方法,对电熔镁炉熔炼过程无线数据传输装置进行软硬件功能分配和系统映射。其中,软硬件在进行功能分配时需充分考虑现有软硬件的资源,并在功能设计和评价过程中,尽早发现并解决系统在设计过程中遇到的问题,以避免后期反复修改所引发的一系列问题;系统映射是根据电熔镁炉熔炼过程电流控制实时半实物仿真系统描述和软硬件任务划分的结果,通过对系统软硬件模块进行选择,实现相应接口并集成后,最终确定电熔镁炉熔炼过程电流控制实时半实物仿真系统的体系结构。本文软硬件协同设计方法有利于充分挖掘电熔镁炉熔炼过程电流控制实时半实物仿真系统的功能、缩小体积、降低成本、提高整体效能。（3）研制了电熔镁炉熔炼过程无线数据传输装置。根据电熔镁炉熔炼过程电流控制实时仿真、可靠和远程的数据接入需求,以及基于第二章的设计,本文综合实现了具备无线采集和4G传输功能的无线数据传输装置。硬件包括电源融合板,协议转接板、无线摄像头、树莓派、4G工业路由器。软件包括电熔镁炉熔炼过程数据采集模块、无线传输模块、云端存储模块、异常数据剔除模块、云端数据离线验证模块以及半实物仿真系统数据源定制模块。（4）针对电熔镁炉熔炼过程电流控制半实物实时仿真对电熔镁熔炼生产现场数据的采集时间的准确性和传输的实时性需求,提出了基于采集时间窗的端到端双向时间同步机制以及传输参数自适应调整算法,开发了数据时间同步软件和传输参数自适应调整软件。此外,还开发了离线验证远程传输过程中的丢包率和误码率的云端数据验证软件。（5）将研发的电熔镁炉熔炼过程无线数据传输装置与实验室搭建的电熔镁炉电流控制半实物实时仿真系统相连接,针对其中的三相电极电流模型进行传输性能验证。通过将实际熔化电流与三相电极电流仿真模型产生的电流仿真值进行比较试验,验证研发的无线数据装置在传输过程中的丢包率、误码率以及抖动等参数均可满足模型实时仿真的需求。此外,通过对所研制的装置实际运行过程中的状况进行监测,测得本装置的传输延时能够有效控制在500ms以内,实现了电熔镁炉熔炼过程中加料/排气/熔化等工况下的三相电极电流、三相电极转动频率、三相电极动作以及炉体转动速度等工艺数据的采集与无线传输。