反浮選過程控制系統設計

王 威

遼寧建筑職業學院，遼寧遼陽 111000

反浮選過程控制系統設計

王 威

遼寧建筑職業學院，遼寧遼陽 111000

弓礦公司選礦廠浮選過程控制系統采用了集散控制思想，即集中管理、分散控制。自動加藥控制系統實現了浮選藥劑實時、準確添加。利用組態軟件實現了現場工作過程各種參數的實時監控，并可以實時報警。

組態；集散控制；數據監控

在礦山選礦廠中，由于存在非常嚴重的灰塵、水、汽和電磁等各種外部干擾因素，選礦設備的工作環境和運行條件非常不好。為達到工藝技術指標，必須選擇合適的控制方式和系統結構，以保證系統運行的可靠性和準確性。系統運行要做到人機界面友好、全中文顯示，以保證管理人員和現場操作人員方便直觀地進行設備操作。

1 反浮選過程控制系統基本構成

弓礦公司選礦廠浮選過程控制系統利用集散控制理論：集中管理、分散控制。現場采用專用智能儀表完成模擬信息和數字信息的采集、加藥量的控制和顯示等。系統采用積木式模塊結構，可根據實際需要任意組合，以滿足不同選礦廠的特殊要求，系統的結構框圖參見圖1。該系統運行后，有效地改善了工人的工作條件和勞動強度，降低了選礦廠的生產成本，產品合格率大幅提高，為選礦廠帶來了可觀的經濟效益和社會效益。

圖1 反浮選過程控制系統基本框圖

對于選礦廠浮選過程控制系統，采用上位機和下位機兩級控制方式：上位機負責信息管理，下位機負責采集現場信息。工作中，上位機根據統計過程控制模型、操作狀態和過程參量，實時確定藥劑流量給定值，利用組態軟件將現場的工作狀態直觀、友好地以畫面方式顯示出來，并在有關工作人員的控制指令下，將各種數據通過各自的通訊單元進行完成通信。整個控制系統主要由過程檢測儀表、及自動加藥機組成。

2 系統軟件功能設計

浮選過程計算機監控系統由以下幾部分組成。

1）監控站計算機(研華工控機)。

2）可編程控制器。

3）打印機。

4）電源。

監控站運行在操作平臺之上，采用組態王軟件進行硬件集成和軟件組態。系統可進行內部存儲單元讀寫操作，完成實時監控，各種數據實時交換。各單元功能程序根據控制方式實現相應的控制操作，監控站管理人員對整個工藝流程進行實時監控管理。

本系統為選礦廠過程監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）工序及工藝流程實時顯示。

2）自動完成設備的啟、停控制。

3）友好、安全、簡便的人機交互。

4）對各種工藝參數進行設定和調整。

5）多層安全保障(操作員、系統工程師、管理人員按權限級別分別注冊)。

6）實時工藝參數趨勢曲線顯示、打印。

7）歷史數據采集與存儲。

8）自動即時生成生產報表并打印。

9）設備運轉信息統計。

10）工作記錄。

11）報警信息顯示。

12）數據統計分析。

3 系統軟件設計

本系統監控畫面真觀、形象、豐富，能夠準確顯現生產工藝各個環節；能根據生產實際，自動完成設備狀態變量監視并適度選取及藝參數與過程變量，完全滿足生產要求。系統報警打印和畫面拷貝功能為為分析事故提供重要依據。生產報表打印已成為生產管理的重要資料。

利用“組態王”實現浮選過程的實時監測。

目前工控領域，“組態王”是較為流行的工控組態軟件之一。該軟件支持操作系統，已經廣泛應用于化工、水力、鋼鐵、電力、機械工程等多種領域。圖2為系統軟件組態的工藝流程。

1）系統報警指示：當現場工作變量的數值發生異常變化時，系統將產生報警，以便操作者采取相應的處理措施。本系統中的報警和事件記錄有變量越限報警和事故報警兩種，通過報警記錄，系統管理人員可以方便地監視和查看系統的報警、操作和各個儀表的運行情況。當報警和事件記錄發生時，系統自動將報警和事件信息寫到報警數據庫中，以便于查詢和打印。

圖2 系統軟件組態的工藝流程

2）實時工作趨勢顯示：在系統運行時，實時工作趨勢曲線由系統自動更新，操作人員能夠對各過程物理量在短時間內的變化趨勢有一個大致的了解，及時掌握系統運行工作狀態。

3）歷史記錄信息顯示：“組態王”軟件可以保存10-15天的數據信息，管理人員需要以圖文報表方式顯示各過程物理量的歷史數據信息。因此，在系統中設計歷史趨勢曲線是非常必要的。通過歷史趨勢曲線，管理人員能夠了解過程變量在某一段時間內的變化，及時預測后面工作狀態，更好安排后續的工作進度和工作量。

4）打印報表：數據報表能直觀反應生產過程中的數據、狀態，并對數據進行記錄。數據報表可以它實時反映工作生產情況，并對長期的生產過程進行統計、分析。利用級態王軟件提供的內嵌函數可以創建各種類型的報表以滿足現場的要求。

5）數據查詢：“組態王”提供了用于讀取歷史數據的函數庫，我們就可以利用這些函數讀取或查詢并返回歷史數據庫中的歷史數據。數據查詢能夠對某一時間段(可以精確到秒) 內，歷史數據記錄和報警記錄進行查詢，系統在設計過程中，提供了多條件的數據查詢功能，例如可以按班組和時間段相結合進行查詢，表示這一班組在這一段時間內的工作情況；也可以具體到某一操作人員的查詢。

4 結論

弓長嶺選礦廠浮選過程的自動加藥控制系統的結構和實現方法，實現了浮選藥劑實時、準確添加。利用“組態王”軟件實現了現場過程參數的實時監控、實時報警。使用界觀友好的人機對話畫面直觀描述了工業控制流程，實時記錄現場數據，實時顯示工作趨勢曲線及歷史趨勢曲線。

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TP3

A

1674-6708（2015）150-0105-02

王威，研究生，講師，研究方向：自動控制