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模板化人机界面在浮选自动控制系统中的应用

2013/8/26    来源:万方数据    作者:孙艳艳  王俊鹏      
关键字:人机界面  浮选  自动控制  FameVjew  
组态软件作为一种人机界面在丁业自动控制系统中得到了广泛的应用。浮选自动控制系统中也大量的使用组态软件作为人机界面(HMI Human Machine Inte如ce)。由于浮选工艺流程足由一个个相类似的作业单元组成的,因此每个作业的控制回路都具有很多共性。本文以浮选液位和克气量自动控制系统为对象,提出了一种臆用模板化程序的方法来提高开发效率,并简要叙述了模板程序的开发过程及应用过程的方法。实践旺明对于需要大晕重复使用的控制单元实施程序模板化能极大地提高应用程序的开发效率,缩减程序调试的时间,增加程序的稳定性和可维护性。模板化的程序也适合在其他类似的情况下应用。

  浮选是按照矿物表面亲水疏水性质的差异,将有用矿物和脉石分离的过程。浮选过程环境恶劣、工艺过程复杂,长期以来都是以人工操作为主,其自动化水平低,生产效率差,精矿品位和回收率等工艺指标波动严重。

  采用自动控制技术,解决浮选过程自动化水平落后的瓶颈,对于提高我国选矿行业整体自动化水平具有十分重要的作用和意义。在大型浮选机和超大型浮选机上,矿浆液位和充气量自动控制系统已经是必不可少的。在自动控制系统中,通常以组态软件作为控制系统的人机界面。组态软件是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。

  随着我国浮选设备的逐渐大型化和自动化,浮选液位和充气量自动控制系统也逐渐得到推广¨圳。由于浮选设备需要根据各个现场的不同工艺需求而进行不同的作业和系列配置,因此其控制系统的人机界面也不尽相同。虽然组态软件具有开发周期短,使用灵活的特点,但是每套浮选设备都要开发一套监控界面也是需要消耗不少人力。

  将人机界面程序制作成程序模板,在需要时再通过简单的配置将模板组态成与工艺流程相适应的界面程序,则可以极大地提高工作效率,同时还有助于提高程序的稳定性和可维护性。

1 浮选工艺流程简介

  图1所示的为一个最基本的选矿工艺流程,工业中实际应用的流程往往要比图1的流程复杂很多。图1中,搅拌之后的粗选、精选、扫选等作业流程属于浮选作业的流程。由于浮选过程是以作业为单位的,因此在对浮选的液位和充气量的控制中也是以作业为单位分别进行控制的。虽然浮选过程中的各个作业之间具有比较复杂的耦合关系,但是每个作业都具有相同的基本属性,因此都可以将它们抽象成一类对象来处理,这样就方便了控制程序和人机程序的模块化编写,只要为一个典型作业编写出一个通用的程序模块,其他各个作业都可以在其基础上派生。

基本的选矿工艺流程
图1 基本的选矿工艺流程

2 作业流程属性分析

  首先,在浮选机的液位和充气量的控制系统中。采用的是经典的PID控制算法,所以在每个作业的控制回路(无论是液位控制回路还是充气量控制回路)中变量的个数和类型基本是固定的,反应在人机界面上的只是作业流程上的不同。因此,每个控制回路的变量数量和类型固定是液位、充气量控制系统人机界面上的一个首要的共性。这一共性使通过程序为每个回路批量自动添加和减少变量提供了可行性,模板程序的开发从而成为可能。

  其次,在每个作业的控制回路中对同种变量的处理方式相同。比如,对于实时曲线,每个回路只需要显示SP值(Set Point,设定值)、PV值(Process Variable,过程值)、CV值(control Variable,控制值)和VPF值(Valve Position Feedback,阀位反馈值)就足够了。

  对于浮选液位和充气量控制系统的人机界面而言,每个控制叫路的特性主要表现是其画面布置上的不一致,对内核模板的开发没有太大的影响。

3 组态软件的选择

  通过对国内外常用的组态软件进行价格和技术性能等方面的综合对比,笔者及其团队最终选定了北京杰控科技的FameView组态软件。FameView组态软件具有以下特点:

  (1)FameView软件最适合工业PLc应用。能与西门子S7—200/300/400以太网通讯,且不需要SIMATIC NET支持;能与AB Logix系列PLC以太网通讯,且不需要Rslinx支持。

  (2)面向设备数据表的监控,通过增删设备数据表,可以批量地修改通讯数据的数量。

  (3)真正的VBscript编译脚本,完全兼容VBScript,高级用户可自由编程,而且支持Vc二次开发和行业定制。

  (4)所有与项目有关的配置数据全部保存在一个数据库文件当中,而且该数据库文件可以对用户开放,方便用户通过编程对项目进行管理和控制。

  (5)具有特色的画面编程技术,支持画面变量的批量替换,方便大量类似画面元素的快速批量制作。

责任编辑:陈浩
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