王 威

遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼寧遼陽 111000

反浮選過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王 威

遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼寧遼陽 111000

弓礦公司選礦廠浮選過程控制系統(tǒng)采用了集散控制思想，即集中管理、分散控制。自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了浮選藥劑實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確添加。利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場工作過程各種參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以實(shí)時(shí)報(bào)警。

組態(tài)；集散控制；數(shù)據(jù)監(jiān)控

在礦山選礦廠中，由于存在非常嚴(yán)重的灰塵、水、汽和電磁等各種外部干擾因素，選礦設(shè)備的工作環(huán)境和運(yùn)行條件非常不好。為達(dá)到工藝技術(shù)指標(biāo)，必須選擇合適的控制方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和準(zhǔn)確性。系統(tǒng)運(yùn)行要做到人機(jī)界面友好、全中文顯示，以保證管理人員和現(xiàn)場操作人員方便直觀地進(jìn)行設(shè)備操作。

1 反浮選過程控制系統(tǒng)基本構(gòu)成

弓礦公司選礦廠浮選過程控制系統(tǒng)利用集散控制理論：集中管理、分散控制?，F(xiàn)場采用專用智能儀表完成模擬信息和數(shù)字信息的采集、加藥量的控制和顯示等。系統(tǒng)采用積木式模塊結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際需要任意組合，以滿足不同選礦廠的特殊要求，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖參見圖1。該系統(tǒng)運(yùn)行后，有效地改善了工人的工作條件和勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了選礦廠的生產(chǎn)成本，產(chǎn)品合格率大幅提高，為選礦廠帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

圖1 反浮選過程控制系統(tǒng)基本框圖

對(duì)于選礦廠浮選過程控制系統(tǒng)，采用上位機(jī)和下位機(jī)兩級(jí)控制方式：上位機(jī)負(fù)責(zé)信息管理，下位機(jī)負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場信息。工作中，上位機(jī)根據(jù)統(tǒng)計(jì)過程控制模型、操作狀態(tài)和過程參量，實(shí)時(shí)確定藥劑流量給定值，利用組態(tài)軟件將現(xiàn)場的工作狀態(tài)直觀、友好地以畫面方式顯示出來，并在有關(guān)工作人員的控制指令下，將各種數(shù)據(jù)通過各自的通訊單元進(jìn)行完成通信。整個(gè)控制系統(tǒng)主要由過程檢測(cè)儀表、及自動(dòng)加藥機(jī)組成。

2 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

浮選過程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由以下幾部分組成。

1）監(jiān)控站計(jì)算機(jī)(研華工控機(jī))。

2）可編程控制器。

3）打印機(jī)。

4）電源。

監(jiān)控站運(yùn)行在操作平臺(tái)之上，采用組態(tài)王軟件進(jìn)行硬件集成和軟件組態(tài)。系統(tǒng)可進(jìn)行內(nèi)部存儲(chǔ)單元讀寫操作，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控，各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換。各單元功能程序根據(jù)控制方式實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制操作，監(jiān)控站管理人員對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。

本系統(tǒng)為選礦廠過程監(jiān)控和管理提供了可靠而靈活的控制手段。主要包括以下功能。

1）工序及工藝流程實(shí)時(shí)顯示。

2）自動(dòng)完成設(shè)備的啟、?？刂?。

3）友好、安全、簡便的人機(jī)交互。

4）對(duì)各種工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。

5）多層安全保障(操作員、系統(tǒng)工程師、管理人員按權(quán)限級(jí)別分別注冊(cè))。

6）實(shí)時(shí)工藝參數(shù)趨勢(shì)曲線顯示、打印。

7）歷史數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)。

8）自動(dòng)即時(shí)生成生產(chǎn)報(bào)表并打印。

9）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信息統(tǒng)計(jì)。

10）工作記錄。

11）報(bào)警信息顯示。

12）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)監(jiān)控畫面真觀、形象、豐富，能夠準(zhǔn)確顯現(xiàn)生產(chǎn)工藝各個(gè)環(huán)節(jié)；能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，自動(dòng)完成設(shè)備狀態(tài)變量監(jiān)視并適度選取及藝參數(shù)與過程變量，完全滿足生產(chǎn)要求。系統(tǒng)報(bào)警打印和畫面拷貝功能為為分析事故提供重要依據(jù)。生產(chǎn)報(bào)表打印已成為生產(chǎn)管理的重要資料。

利用“組態(tài)王”實(shí)現(xiàn)浮選過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

目前工控領(lǐng)域，“組態(tài)王”是較為流行的工控組態(tài)軟件之一。該軟件支持操作系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、水力、鋼鐵、電力、機(jī)械工程等多種領(lǐng)域。圖2為系統(tǒng)軟件組態(tài)的工藝流程。

1）系統(tǒng)報(bào)警指示：當(dāng)現(xiàn)場工作變量的數(shù)值發(fā)生異常變化時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生報(bào)警，以便操作者采取相應(yīng)的處理措施。本系統(tǒng)中的報(bào)警和事件記錄有變量越限報(bào)警和事故報(bào)警兩種，通過報(bào)警記錄，系統(tǒng)管理人員可以方便地監(jiān)視和查看系統(tǒng)的報(bào)警、操作和各個(gè)儀表的運(yùn)行情況。當(dāng)報(bào)警和事件記錄發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警和事件信息寫到報(bào)警數(shù)據(jù)庫中，以便于查詢和打印。

圖2 系統(tǒng)軟件組態(tài)的工藝流程

2）實(shí)時(shí)工作趨勢(shì)顯示：在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)工作趨勢(shì)曲線由系統(tǒng)自動(dòng)更新，操作人員能夠?qū)Ω鬟^程物理量在短時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì)有一個(gè)大致的了解，及時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行工作狀態(tài)。

3）歷史記錄信息顯示：“組態(tài)王”軟件可以保存10-15天的數(shù)據(jù)信息，管理人員需要以圖文報(bào)表方式顯示各過程物理量的歷史數(shù)據(jù)信息。因此，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)歷史趨勢(shì)曲線是非常必要的。通過歷史趨勢(shì)曲線，管理人員能夠了解過程變量在某一段時(shí)間內(nèi)的變化，及時(shí)預(yù)測(cè)后面工作狀態(tài)，更好安排后續(xù)的工作進(jìn)度和工作量。

4）打印報(bào)表：數(shù)據(jù)報(bào)表能直觀反應(yīng)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。數(shù)據(jù)報(bào)表可以它實(shí)時(shí)反映工作生產(chǎn)情況，并對(duì)長期的生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。利用級(jí)態(tài)王軟件提供的內(nèi)嵌函數(shù)可以創(chuàng)建各種類型的報(bào)表以滿足現(xiàn)場的要求。

5）數(shù)據(jù)查詢：“組態(tài)王”提供了用于讀取歷史數(shù)據(jù)的函數(shù)庫，我們就可以利用這些函數(shù)讀取或查詢并返回歷史數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)查詢能夠?qū)δ骋粫r(shí)間段(可以精確到秒) 內(nèi)，歷史數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警記錄進(jìn)行查詢，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，提供了多條件的數(shù)據(jù)查詢功能，例如可以按班組和時(shí)間段相結(jié)合進(jìn)行查詢，表示這一班組在這一段時(shí)間內(nèi)的工作情況；也可以具體到某一操作人員的查詢。

4 結(jié)論

弓長嶺選礦廠浮選過程的自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了浮選藥劑實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確添加。利用“組態(tài)王”軟件實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場過程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警。使用界觀友好的人機(jī)對(duì)話畫面直觀描述了工業(yè)控制流程，實(shí)時(shí)記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示工作趨勢(shì)曲線及歷史趨勢(shì)曲線。

[1]潘龍武.KMM可編程調(diào)節(jié)器在浮選液面控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2000（9）：53-43.

[2]沃國經(jīng)，左煥瑩，周俊武.礦漿液位測(cè)量控制系統(tǒng)[J].有色金屬（選礦部分），1996（1）：31-34.

[3]周俊武，潘遠(yuǎn)宏.LCF-I型浮選過程礦漿液位控制系統(tǒng)的研究[J].礦冶，1996，5（1）：54-57.

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A

1674-6708（2015）150-0105-02

王威，研究生，講師，研究方向：自動(dòng)控制