組態王配方管理在煤炭地下氣化監控中的應用

李慶堂　王躍

摘 要

組態王是國內優秀的上位機監控軟件之一。本文以煤炭地下氣化工藝為例，介紹了組態王的配方管理在氣化劑配比中的應用。

【關鍵詞】配方管理 監控 煤炭地下氣化

煤炭地下氣化技術就是將氣化劑送到地下，使之與不經過傳統開采工序仍然處于地下的煤炭進行熱作用和化學作用后產生化工原料氣體的一項新技術，可將燃燒后的有害物質留在了地下，不需井下有人，因此安全性非常高，被譽為第二代采煤方法。在1979年聯合國“世界煤炭遠景會議”上明確指出，發展地下氣化是煤礦開采創新的一個重要方向 。隨著技術進步，計算機系統得到了廣泛地使用，一些優秀的上位機監控軟件不斷涌現，其中亞控科技有限公司的組態王就是其中之一。本文就是以現階段煤炭地下氣化工藝為例，重點講述組態王6.5配方管理模塊的特色應用。

1 煤炭地下氣化的配方管理

1.1 配方管理概述

在制造業，配方是用來描述生產一件產品所用的不同配料之間的比例關系，是生產過程中一些變量對應的參數設定值的集合。例如煤炭地下氣化行業，生成的氣體熱值不同，后續深加工工藝將不同。為使熱值保持在某一數值，就需要控制進氣介質中空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣的占不同比而使煤進行程度不同的氧化、還原、干餾反應，這就用到組態王軟件中特有的配方管理功能。

1.2 煤炭地下氣化的配方管理原理

煤炭地下氣化一個顯著的工藝特點就是過一段時間組分就會有所波動，為了保持出口組分相對穩定，就需要在短時間內調整氣化劑的多個成分含量，即配方管理功能。這個功能有兩個部分組成：配方管理器和配方函數集。配方管理器用于創建和維護配方模板文件；配方函數集則是在組態王運行時選擇、裝載模板中的各種配方。在煤炭地下氣化實際工藝中用到的配方模板如表1示意。

通過配方分配將需要用到的配方傳遞到相應變量中。如當調用熱值為1700的配方時，則此配方的數據值空氣占0%、氧氣占60%、二氧化碳占30%、水占0%、水蒸氣占5%、氮氣占5%將分別傳送給變量FI1、FI2、FI 3、FI4、FI5、FI6；同理，當調用其他的配方時，亦然。

2 配方管理的實際應用

2.1 變量的定義

煤炭地下氣化工藝中，參與調節的氣化劑包括但不限于空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣這六種氣化劑，本文以上述六種氣化劑為例，在組態王系統中對應的變量名為FI1，FI2，FI3，FI4，FI5，FI6，其數值分別代表進氣氣化劑中空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣所占體積百分比。

打開組態王6.53應用程序，在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數據詞典”項，新建變量，其屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。其中最主要的就是“基本屬性”頁面。根據實際，對FI1基本屬性的設置如圖1所示。

然后建立變量FI2、FI3、FI4、FI5、FI6，設置與之類似；另外設置一個變量三個內存字符串型的變量，“熱值1700”、“熱值800”、“熱值1200”，分別代表熱值1700大卡時、熱值800大卡時、熱值1200大卡時的配方名。

2.2 配方模板的創建

按照煤炭地下氣化現場實際在組態王工程瀏覽器中新建配方：變量1為在組態王數據詞典里定義的FI1，選擇后變量類型自動顯示。依次，變量2為FI2；變量3為FI3；變量4為FI4；變量5為FI5；變量6為FI6。按照需要輸入熱值為1700大卡、800大卡、1200大卡時各個變量的數值。同時注意配方屬性里配方種類選擇“4”，變量數量選擇和“6”，才能保證在組態王系統里能進行應用。完成后的配方如圖2。

然后將配方文件保存到"D：＼”，配方名為“煤炭地下氣化熱值配方”，至此配方模板建立完成。

2.3 配方管理的應用

建立配方管理的新畫面，命名為“煤炭地下氣化配方管理”。在其上插入4個按鈕并建立一個七行二列的表格。其中4個按鈕分別命名為“調入配方”、“下一配方”、“上一配方”和 “退出”；表格第一行左右兩格分別寫“氣化劑名稱”和“氣化劑百分占比”。在第一列氣化劑名稱下面的格中分別輸入“空氣”、“氧氣”、“二氧化碳” “水”、“水蒸氣”、“氮氣”，與之分別對應的第二列中選擇好相應的動畫鏈接，為“模擬量輸出”的“＼＼本站點＼FI1”、“＼＼本站點＼FI2”、“＼＼本站點＼FI3”、“＼＼本站點＼FI4”、“＼＼本站點＼FI5”、“＼＼本站點＼FI5”，如圖3所示。

為實現對配方的有效管理，需要給4個按鈕寫腳本語言。

當按下“調入配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeLoad（ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

當按下“下一配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeSelectNextRecipe（ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"，"熱值800"）；

RecipeLoad（" D：＼＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

當按下“上一配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeSelectPreviousRecipe （ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

RecipeLoad（" D：＼煤炭地下氣化熱值配方"，"熱值800"）；

當按下“退出”按鈕時觸發的腳本語言是：

ClosePicture（"煤炭地下氣化配方管理"）；

3 結論

組態王6.5系列的配方管理功能，滿足了我單位邊試驗邊研發邊運行的特殊需要，減輕了操作人員和研發人員的勞動強度，提高了工作效率和綜合判斷現場發生情況的能力。

參考文獻

[1]梁杰.煤炭地下氣化過程穩定性及控制技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003，10-30.

[2]Z.T.WANG，L.YU，S.Q.LIU. Themoderntechnologyof underground Coal in China[C].Asia-Pacific workshop on Coal Mining Technology . Japan，2001，19-22

[3]L.YU，S.Q.LIU.Thoughts on commercialization of new technique LLTS-UCG[J].Science and Technology Review，2003（2）：51-54.

[4]北京亞控科技發展有限公司.組態王實用手冊，2012.

作者單位

烏蘭察布新奧氣化采煤技術有限公司 內蒙古自治區烏蘭察布市 012000endprint

摘 要

組態王是國內優秀的上位機監控軟件之一。本文以煤炭地下氣化工藝為例，介紹了組態王的配方管理在氣化劑配比中的應用。

【關鍵詞】配方管理 監控 煤炭地下氣化

煤炭地下氣化技術就是將氣化劑送到地下，使之與不經過傳統開采工序仍然處于地下的煤炭進行熱作用和化學作用后產生化工原料氣體的一項新技術，可將燃燒后的有害物質留在了地下，不需井下有人，因此安全性非常高，被譽為第二代采煤方法。在1979年聯合國“世界煤炭遠景會議”上明確指出，發展地下氣化是煤礦開采創新的一個重要方向 。隨著技術進步，計算機系統得到了廣泛地使用，一些優秀的上位機監控軟件不斷涌現，其中亞控科技有限公司的組態王就是其中之一。本文就是以現階段煤炭地下氣化工藝為例，重點講述組態王6.5配方管理模塊的特色應用。

1 煤炭地下氣化的配方管理

1.1 配方管理概述

在制造業，配方是用來描述生產一件產品所用的不同配料之間的比例關系，是生產過程中一些變量對應的參數設定值的集合。例如煤炭地下氣化行業，生成的氣體熱值不同，后續深加工工藝將不同。為使熱值保持在某一數值，就需要控制進氣介質中空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣的占不同比而使煤進行程度不同的氧化、還原、干餾反應，這就用到組態王軟件中特有的配方管理功能。

1.2 煤炭地下氣化的配方管理原理

煤炭地下氣化一個顯著的工藝特點就是過一段時間組分就會有所波動，為了保持出口組分相對穩定，就需要在短時間內調整氣化劑的多個成分含量，即配方管理功能。這個功能有兩個部分組成：配方管理器和配方函數集。配方管理器用于創建和維護配方模板文件；配方函數集則是在組態王運行時選擇、裝載模板中的各種配方。在煤炭地下氣化實際工藝中用到的配方模板如表1示意。

通過配方分配將需要用到的配方傳遞到相應變量中。如當調用熱值為1700的配方時，則此配方的數據值空氣占0%、氧氣占60%、二氧化碳占30%、水占0%、水蒸氣占5%、氮氣占5%將分別傳送給變量FI1、FI2、FI 3、FI4、FI5、FI6；同理，當調用其他的配方時，亦然。

2 配方管理的實際應用

2.1 變量的定義

煤炭地下氣化工藝中，參與調節的氣化劑包括但不限于空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣這六種氣化劑，本文以上述六種氣化劑為例，在組態王系統中對應的變量名為FI1，FI2，FI3，FI4，FI5，FI6，其數值分別代表進氣氣化劑中空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣所占體積百分比。

打開組態王6.53應用程序，在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數據詞典”項，新建變量，其屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。其中最主要的就是“基本屬性”頁面。根據實際，對FI1基本屬性的設置如圖1所示。

然后建立變量FI2、FI3、FI4、FI5、FI6，設置與之類似；另外設置一個變量三個內存字符串型的變量，“熱值1700”、“熱值800”、“熱值1200”，分別代表熱值1700大卡時、熱值800大卡時、熱值1200大卡時的配方名。

2.2 配方模板的創建

按照煤炭地下氣化現場實際在組態王工程瀏覽器中新建配方：變量1為在組態王數據詞典里定義的FI1，選擇后變量類型自動顯示。依次，變量2為FI2；變量3為FI3；變量4為FI4；變量5為FI5；變量6為FI6。按照需要輸入熱值為1700大卡、800大卡、1200大卡時各個變量的數值。同時注意配方屬性里配方種類選擇“4”，變量數量選擇和“6”，才能保證在組態王系統里能進行應用。完成后的配方如圖2。

然后將配方文件保存到"D：＼”，配方名為“煤炭地下氣化熱值配方”，至此配方模板建立完成。

2.3 配方管理的應用

建立配方管理的新畫面，命名為“煤炭地下氣化配方管理”。在其上插入4個按鈕并建立一個七行二列的表格。其中4個按鈕分別命名為“調入配方”、“下一配方”、“上一配方”和 “退出”；表格第一行左右兩格分別寫“氣化劑名稱”和“氣化劑百分占比”。在第一列氣化劑名稱下面的格中分別輸入“空氣”、“氧氣”、“二氧化碳” “水”、“水蒸氣”、“氮氣”，與之分別對應的第二列中選擇好相應的動畫鏈接，為“模擬量輸出”的“＼＼本站點＼FI1”、“＼＼本站點＼FI2”、“＼＼本站點＼FI3”、“＼＼本站點＼FI4”、“＼＼本站點＼FI5”、“＼＼本站點＼FI5”，如圖3所示。

為實現對配方的有效管理，需要給4個按鈕寫腳本語言。

當按下“調入配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeLoad（ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

當按下“下一配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeSelectNextRecipe（ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"，"熱值800"）；

RecipeLoad（" D：＼＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

當按下“上一配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeSelectPreviousRecipe （ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

RecipeLoad（" D：＼煤炭地下氣化熱值配方"，"熱值800"）；

當按下“退出”按鈕時觸發的腳本語言是：

ClosePicture（"煤炭地下氣化配方管理"）；

3 結論

組態王6.5系列的配方管理功能，滿足了我單位邊試驗邊研發邊運行的特殊需要，減輕了操作人員和研發人員的勞動強度，提高了工作效率和綜合判斷現場發生情況的能力。

參考文獻

[1]梁杰.煤炭地下氣化過程穩定性及控制技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003，10-30.

[2]Z.T.WANG，L.YU，S.Q.LIU. Themoderntechnologyof underground Coal in China[C].Asia-Pacific workshop on Coal Mining Technology . Japan，2001，19-22

[3]L.YU，S.Q.LIU.Thoughts on commercialization of new technique LLTS-UCG[J].Science and Technology Review，2003（2）：51-54.

[4]北京亞控科技發展有限公司.組態王實用手冊，2012.

作者單位

烏蘭察布新奧氣化采煤技術有限公司 內蒙古自治區烏蘭察布市 012000endprint

摘 要

組態王是國內優秀的上位機監控軟件之一。本文以煤炭地下氣化工藝為例，介紹了組態王的配方管理在氣化劑配比中的應用。

【關鍵詞】配方管理 監控 煤炭地下氣化

煤炭地下氣化技術就是將氣化劑送到地下，使之與不經過傳統開采工序仍然處于地下的煤炭進行熱作用和化學作用后產生化工原料氣體的一項新技術，可將燃燒后的有害物質留在了地下，不需井下有人，因此安全性非常高，被譽為第二代采煤方法。在1979年聯合國“世界煤炭遠景會議”上明確指出，發展地下氣化是煤礦開采創新的一個重要方向 。隨著技術進步，計算機系統得到了廣泛地使用，一些優秀的上位機監控軟件不斷涌現，其中亞控科技有限公司的組態王就是其中之一。本文就是以現階段煤炭地下氣化工藝為例，重點講述組態王6.5配方管理模塊的特色應用。

1 煤炭地下氣化的配方管理

1.1 配方管理概述

在制造業，配方是用來描述生產一件產品所用的不同配料之間的比例關系，是生產過程中一些變量對應的參數設定值的集合。例如煤炭地下氣化行業，生成的氣體熱值不同，后續深加工工藝將不同。為使熱值保持在某一數值，就需要控制進氣介質中空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣的占不同比而使煤進行程度不同的氧化、還原、干餾反應，這就用到組態王軟件中特有的配方管理功能。

1.2 煤炭地下氣化的配方管理原理

煤炭地下氣化一個顯著的工藝特點就是過一段時間組分就會有所波動，為了保持出口組分相對穩定，就需要在短時間內調整氣化劑的多個成分含量，即配方管理功能。這個功能有兩個部分組成：配方管理器和配方函數集。配方管理器用于創建和維護配方模板文件；配方函數集則是在組態王運行時選擇、裝載模板中的各種配方。在煤炭地下氣化實際工藝中用到的配方模板如表1示意。

通過配方分配將需要用到的配方傳遞到相應變量中。如當調用熱值為1700的配方時，則此配方的數據值空氣占0%、氧氣占60%、二氧化碳占30%、水占0%、水蒸氣占5%、氮氣占5%將分別傳送給變量FI1、FI2、FI 3、FI4、FI5、FI6；同理，當調用其他的配方時，亦然。

2 配方管理的實際應用

2.1 變量的定義

煤炭地下氣化工藝中，參與調節的氣化劑包括但不限于空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣這六種氣化劑，本文以上述六種氣化劑為例，在組態王系統中對應的變量名為FI1，FI2，FI3，FI4，FI5，FI6，其數值分別代表進氣氣化劑中空氣、氧氣、二氧化碳、水、水蒸氣、氮氣所占體積百分比。

打開組態王6.53應用程序，在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數據詞典”項，新建變量，其屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。其中最主要的就是“基本屬性”頁面。根據實際，對FI1基本屬性的設置如圖1所示。

然后建立變量FI2、FI3、FI4、FI5、FI6，設置與之類似；另外設置一個變量三個內存字符串型的變量，“熱值1700”、“熱值800”、“熱值1200”，分別代表熱值1700大卡時、熱值800大卡時、熱值1200大卡時的配方名。

2.2 配方模板的創建

按照煤炭地下氣化現場實際在組態王工程瀏覽器中新建配方：變量1為在組態王數據詞典里定義的FI1，選擇后變量類型自動顯示。依次，變量2為FI2；變量3為FI3；變量4為FI4；變量5為FI5；變量6為FI6。按照需要輸入熱值為1700大卡、800大卡、1200大卡時各個變量的數值。同時注意配方屬性里配方種類選擇“4”，變量數量選擇和“6”，才能保證在組態王系統里能進行應用。完成后的配方如圖2。

然后將配方文件保存到"D：＼”，配方名為“煤炭地下氣化熱值配方”，至此配方模板建立完成。

2.3 配方管理的應用

建立配方管理的新畫面，命名為“煤炭地下氣化配方管理”。在其上插入4個按鈕并建立一個七行二列的表格。其中4個按鈕分別命名為“調入配方”、“下一配方”、“上一配方”和 “退出”；表格第一行左右兩格分別寫“氣化劑名稱”和“氣化劑百分占比”。在第一列氣化劑名稱下面的格中分別輸入“空氣”、“氧氣”、“二氧化碳” “水”、“水蒸氣”、“氮氣”，與之分別對應的第二列中選擇好相應的動畫鏈接，為“模擬量輸出”的“＼＼本站點＼FI1”、“＼＼本站點＼FI2”、“＼＼本站點＼FI3”、“＼＼本站點＼FI4”、“＼＼本站點＼FI5”、“＼＼本站點＼FI5”，如圖3所示。

為實現對配方的有效管理，需要給4個按鈕寫腳本語言。

當按下“調入配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeLoad（ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

當按下“下一配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeSelectNextRecipe（ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"，"熱值800"）；

RecipeLoad（" D：＼＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

當按下“上一配方”按鈕時觸發的腳本語言是：

RecipeSelectPreviousRecipe （ " D：＼煤炭地下氣化熱值配方"， "熱值800"）；

RecipeLoad（" D：＼煤炭地下氣化熱值配方"，"熱值800"）；

當按下“退出”按鈕時觸發的腳本語言是：

ClosePicture（"煤炭地下氣化配方管理"）；

3 結論

組態王6.5系列的配方管理功能，滿足了我單位邊試驗邊研發邊運行的特殊需要，減輕了操作人員和研發人員的勞動強度，提高了工作效率和綜合判斷現場發生情況的能力。

參考文獻

[1]梁杰.煤炭地下氣化過程穩定性及控制技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003，10-30.

[2]Z.T.WANG，L.YU，S.Q.LIU. Themoderntechnologyof underground Coal in China[C].Asia-Pacific workshop on Coal Mining Technology . Japan，2001，19-22

[3]L.YU，S.Q.LIU.Thoughts on commercialization of new technique LLTS-UCG[J].Science and Technology Review，2003（2）：51-54.

[4]北京亞控科技發展有限公司.組態王實用手冊，2012.

作者單位

烏蘭察布新奧氣化采煤技術有限公司 內蒙古自治區烏蘭察布市 012000endprint