鐵選礦廠生產(chǎn)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計樣本

鐵選礦廠生產(chǎn)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計摘要：選礦生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化監(jiān)控，對于改進(jìn)選廠生產(chǎn)管理水平，保障生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效益，節(jié)約人力物力有極其重要意義。近年來，隨著選礦技術(shù)日益成熟，選礦設(shè)備日益先進(jìn)，對選礦生產(chǎn)監(jiān)控規(guī)定就顯得越來越高，對各類設(shè)備管理水平規(guī)定更為苛刻。同步，隨著控制技術(shù)理論水平、計算機(jī)有關(guān)技術(shù)、通信技術(shù)更加成熟，以及計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在各方面成功應(yīng)用，工業(yè)現(xiàn)場各種儀表、傳感器都朝著數(shù)字化、信息化、智能化方向發(fā)展，這樣使得監(jiān)控系統(tǒng)底層就更加完善，形成了基于PLC、現(xiàn)場總線等各種控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。本文一方面分析了項目應(yīng)用背景和應(yīng)用現(xiàn)狀，然后簡介了礦區(qū)實際狀況和選礦流程，依照河源市東源縣深坑鐵礦詳細(xì)狀況和實際需求，給出了系統(tǒng)詳細(xì)技術(shù)規(guī)定分析和系統(tǒng)架構(gòu)。最后詳細(xì)闡述了選礦監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)計和組態(tài)軟件設(shè)計過程。系統(tǒng)設(shè)計最底層都是各種本質(zhì)安全數(shù)據(jù)采集傳感器，采用了歐姆龍公司可編程控制器作為下位機(jī)，上位機(jī)采用北京亞控組態(tài)王作為監(jiān)控軟件，通過工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，構(gòu)成了實時監(jiān)測且具備辦公自動化功能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了歷史數(shù)據(jù)查詢和打印功能，還能依照規(guī)定提供系統(tǒng)報警。本文設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)投入運營一年多，從這一年多運營狀況來看，效果良好，較大限度提高了選礦廠自動化水平，保障了生產(chǎn)安全穩(wěn)定，節(jié)約了生產(chǎn)成本。核心詞：鐵選礦監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集可編程控制器組態(tài)軟件AbstractIt'sverymeaningfultocarryonautomaticmonitoringinoredressingprecesstopromotethelevelofproductionmanagement,ensuretheproductionsafety,increaseproductionbenefit,economizeresource,etc.Inrecentyears,alongwiththeimprovementoforedressingtechnologyandequipments,thehigherrequirementisneededforproductionprocessmonitoringandequipmentmanagement.Ontheotherhand,alongwiththedevelopmentofcontroltheory,computerandcommunicationtechnology,aswellasthesuccessfulapplicationofcomputersupervisorysystems,thesiteinstrumentsaredevelopingtowardthedigital,informationandintelligent,whichmakesmonitoringperfectedgradually.IndustrycontrolnetworksbasedonPLC,FCSareformed.Firstlythisthesisanalysestheprojectbackgroundandapplicationstatus,andthenpresenttheactualcircumstanceoftheironmineandmineralprocessing.Meanwhile，accordingtothecircumstancesandactualrequirementofShenkengironmineinHeyuan,proposedasystemarchitectureaccordingtotheneedsanalysis.Atlast,elaboratesindetailthedataacquisitionlayoutsandsoftwaredesigncourses.Thereareallintrinsicallysafedataacquisitionsensorsinthebottomofthesystem,whichusesOmronPLCaslowerPC.IntheupperPC,usesKingViewconfigurationsoftwareofWellintechCo.LtdinBeijingasmonitoringsoftware.ThesystemcommunicatesbyFCS,andcanmonitorrealtime,whichhasanofficeautomationfunction.Thesystemalsoprovidesinquireandprintfunction,aswellasalertingastheneed.Themonitoringsystemdesignedinthisthesishavebeenusedintheactualforaboutoneyears.Accordingtotheoperationresult,thesystemgreatlyimprovestheironmine'sautomationlevel,guaranteesthesafetyofproductionandsavetheproductioncost。Keywords：IrondressingMonitoringsystemDataacquisitionPLCSCAD緒論1.1本文研究背景隨著社會迅速發(fā)展，世界各國對鋼鐵需求量越來越大，導(dǎo)致鋼鐵以及鐵礦石價格一路上升，進(jìn)而導(dǎo)致制導(dǎo)致本加大，利潤率下降。在這種狀況下，更好更多地開采鐵礦石就顯得格外急迫。在同等自然條件下，選礦自動化技術(shù)能很大限度上提高選礦效率和效益，節(jié)約人力成本，有更高安全保障。選礦自動化技術(shù)自20世紀(jì)40年代以來，已經(jīng)獲得了很大發(fā)展，從主線上轉(zhuǎn)變了老式選礦技術(shù)落后局面。選礦過程控制是指為了滿足選礦生產(chǎn)過程各類需求（涉及生產(chǎn)安全性、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效益、環(huán)保和操作規(guī)模等）而采用持續(xù)監(jiān)測和自動控制技術(shù)[1]。由于選礦生產(chǎn)過程復(fù)雜特性和某些客觀因素[2]，一定限度上限制了選礦自動化技術(shù)普及范疇、應(yīng)用水平和發(fā)展速度，與其她行業(yè)相比較而言依然顯得有些落后。但由于選礦自動化技術(shù)在提高選廠生產(chǎn)效率、提高精礦品位和回收率、減少制導(dǎo)致本等方面效果明顯，因而今年來日益受到注重[3]。在選礦過程中，經(jīng)常需要對某些變量值進(jìn)行恒定控制，防止其浮動，例如球磨機(jī)內(nèi)物料濃度，必要要控制在一種水平內(nèi)才干使磨選效果最佳。但是在實際生產(chǎn)過程中，有諸多因素會對控制對象進(jìn)行干擾，這咱們就必要對這些變量進(jìn)行恰當(dāng)調(diào)節(jié)。以往這種調(diào)節(jié)都是人工進(jìn)行，人工調(diào)節(jié)誤差和延時性都比較大，而自動控制就能克服這些缺陷，它具備精度高、反映快等特點，因而它也成為近來選礦發(fā)展方向。1.2本文研究現(xiàn)狀及前景由于計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器水平迅速發(fā)展，以及自動控制技術(shù)更廣泛應(yīng)用，使得計算機(jī)控制技術(shù)獲得了極其飛速發(fā)展。到上世紀(jì)七十年代中期，浮現(xiàn)了集散型控制系統(tǒng)（DCS），它以微解決器為核心。DCS浮現(xiàn)使工控領(lǐng)域得到了很大變化，并且迅速應(yīng)用到了各個工業(yè)領(lǐng)域。到70年代末時候，DCS開始運用到了選礦過程中。進(jìn)入21世紀(jì)后，老式礦業(yè)大國如美國、南非、俄羅斯等在某些大中型選礦廠采用自動化選礦技術(shù)已經(jīng)非常普遍，其應(yīng)用范疇已經(jīng)覆蓋從破碎到脫水各個環(huán)節(jié)，測控參數(shù)涉及所有需測量。在控制方案上也從以往單參數(shù)、單機(jī)、單作業(yè)段控制向全流程、全車間、全廠范疇多級控制和管控一體化方向發(fā)展[4]。近年來計算機(jī)技術(shù)發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，為選礦自動化發(fā)展提供了更加良好發(fā)展條件。選礦自動化技術(shù)自上世紀(jì)浮現(xiàn)以來，已經(jīng)獲得了很大進(jìn)步，從主線上使得老式選礦技術(shù)落后局面得到了改觀。按老式操作方式，工人們都是憑以往工作經(jīng)驗對設(shè)備和生產(chǎn)過程進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，這樣既不及時又不精確，因此較難獲得好控制效果，同步也會導(dǎo)致工人們工作條件很惡劣[5]。自動檢測可以及時精確批示選礦過程各參數(shù)變化；自動調(diào)節(jié)可以及時依照檢測成果，精確對關(guān)于變量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這兩項自動化技術(shù)應(yīng)用提高了選礦指標(biāo)，節(jié)約了能耗，改進(jìn)了勞動條件。近年來發(fā)展起來選礦自動化技術(shù)可以綜合考慮選礦過程中各項影響因素，隨著入選礦石性質(zhì)變化而自動變化對各變量控制，使選礦指標(biāo)達(dá)到最佳值[6]。盡管選礦過程控制有諸多長處，但是在實際選礦過程中，過程控制應(yīng)用遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期效果。制約其發(fā)展速度幾種重要環(huán)節(jié)在于：（1）傳感器和各類檢測儀表沒有創(chuàng)新，顯得相對落后，某些大設(shè)備核心技術(shù)參數(shù)檢測依然存在可靠性低問題。此外，傳感器安裝復(fù)雜、運營壽命短也是制約選礦自動化核心因素。（2）諸多選廠對傳感器件以及自動化系統(tǒng)定期維護(hù)缺少注重，也非常缺少專門人員進(jìn)行維護(hù)，這樣就使得系統(tǒng)僅可以在投運后短期內(nèi)保持正常狀態(tài)。一旦缺少技術(shù)支持，自動化系統(tǒng)很也許就由于各種狀況而浮現(xiàn)故障。（3）自動化系統(tǒng)最初設(shè)計、開發(fā)不合理。諸多選廠自動化系統(tǒng)設(shè)計都不切合實際狀況，詳細(xì)體當(dāng)前控制程序不合理，儀表設(shè)備選取不合理等等。（4）大多數(shù)人依然以為中華人民共和國勞動力過剩，自動化系統(tǒng)存在沒有必要。這是一種老式落后觀念，實踐已慢慢證明這是錯誤。下面簡要論述當(dāng)前選礦控制領(lǐng)域某些熱點，能大體概括近期發(fā)展趨勢：（1）軟傳感器開發(fā)和應(yīng)用。此技術(shù)是指先測量某些間接參數(shù)，然后用數(shù)學(xué)辦法來進(jìn)行解決，這樣就可以得到某些因客觀因素不便直接檢測量數(shù)據(jù)。該技術(shù)作為一種更簡便、更經(jīng)濟(jì)測量手段，當(dāng)前正在進(jìn)一步發(fā)展。（2）計算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展。上位機(jī)采用高可靠工控機(jī)進(jìn)行直接控制。特別是近些年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛普及使得某些本來自動化應(yīng)用基本不錯選廠準(zhǔn)備采用基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)控制方案，這種控制方案能與因特網(wǎng)以及原有信息管理系統(tǒng)相適應(yīng)，可以實現(xiàn)更進(jìn)一步管控一體化。（3）計算機(jī)集成控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用。該技術(shù)當(dāng)前已可以對持續(xù)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制和生產(chǎn)管理。CMS系統(tǒng)是選礦自動化發(fā)展下去遠(yuǎn)期目的。（4）新型選礦工藝和選礦設(shè)備。這些工藝和設(shè)備自身對自動化水平規(guī)定，促使自動化技術(shù)日益成為選礦生產(chǎn)中不可或缺手段。按IEC和現(xiàn)場總線基金會定義，現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)數(shù)字式、雙向傳播、多分支構(gòu)造通信網(wǎng)絡(luò)。有通信就必要有合同，從這個意義上講，現(xiàn)場總線實質(zhì)上是一種定義了硬件接口和通信合同原則[7]?，F(xiàn)場總線實質(zhì)是以串行數(shù)字通信代替了老式4~10mA模仿信號傳播。它把通用或?qū)Ｓ梦⒔鉀Q器置入老式測量控制儀表，使之具備數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，采用一定介質(zhì)作為通信總線，按照公開、規(guī)范通信合同，在位于現(xiàn)場各種設(shè)備之間以及現(xiàn)場設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳播和信息互換，形成各種適應(yīng)實際需要自動化控制系統(tǒng)。在通信網(wǎng)絡(luò)中，國際原則化組織ISO制定了開放式系統(tǒng)互連參照模型，定義了7層體系構(gòu)造。但對于工業(yè)控制系統(tǒng)來說，7層模型過于復(fù)雜，現(xiàn)場總線和實時工業(yè)以太網(wǎng)都參照ISO模型，采用了符合自己規(guī)定合同模型?，F(xiàn)場總線特點是：現(xiàn)場設(shè)備分散，單個節(jié)點信息量小，但實時性和迅速性規(guī)定較高。因此現(xiàn)場總線對ISO模型做了大量簡化，只使用了其中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。1.3本文研究目和意義自從國內(nèi)加入WTO后，各種礦類產(chǎn)品市場也逐漸形成了國內(nèi)外一體化新局面，到如今，這種局面更加深化。所有礦山公司都面臨國外同行直接競爭，這對于咱們來講是一種巨大而嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但這同步也是咱們一種較好發(fā)展機(jī)遇，可以趁機(jī)裁減落后產(chǎn)能，做大做強優(yōu)勢公司，加強國內(nèi)礦山公司競爭力。但咱們也看到，國內(nèi)諸多公司在設(shè)備、技術(shù)水平、管理能力和生產(chǎn)效率方面與國外先進(jìn)公司相比，均存在比較大距離。隨著新世紀(jì)到來，各種資源逐漸顯得匱乏，礦產(chǎn)資源可持續(xù)運用也就顯得日益重要，而選礦自動化在保障生產(chǎn)、節(jié)能減排、減少成本、提高生產(chǎn)效率和環(huán)保等方面，均有很大發(fā)揮空間。因而，提高自動化技術(shù)在選礦行業(yè)應(yīng)用水平具備重大現(xiàn)實意義，對國內(nèi)選礦自動化水平和選礦工藝技術(shù)水平提高，增強國內(nèi)礦山公司綜合實力、建立當(dāng)代公司制度，實現(xiàn)將來可持續(xù)發(fā)展，必將產(chǎn)生十分積極影響[9]。1.4本文研究內(nèi)容依照有關(guān)背景和詳細(xì)原則規(guī)定，結(jié)合礦山項目實際，設(shè)計了一套礦山生產(chǎn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)。本論文重要完畢如下工作：（1）項目背景以及有關(guān)技術(shù)分析簡介。（2）簡介選礦流程，然后依照客戶實際需求，對礦區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則和總體構(gòu)造進(jìn)行研究，提出總體系統(tǒng)架構(gòu)和實行方案。（3）依照總體設(shè)計方案，列出所有數(shù)據(jù)采集點，并設(shè)計皮帶秤、料位計等各個點數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（4）簡介總體軟件架構(gòu)，完畢綜控室組態(tài)軟件編寫，涉及工藝某些、電力某些、故障報警某些和辦公自動化某些。（5）最后對全文進(jìn)行總結(jié)與展望。2選礦廠設(shè)計需求分析2.1選礦廠概況深坑鐵礦為河源市大頂鐵礦田一種礦區(qū)，地處連平，東源、和平三縣交界山區(qū)，礦田范疇：自東南深坑至西北鐵帽頂延長3km，南起蕉園北至上派竹塘寬4km，面積約為35平方km。深坑鐵礦屬于東源縣堅基礦業(yè)有限公司下屬公司，深坑鐵礦作為一種新建礦山，礦山自成立以來，已進(jìn)行了一系列前期建設(shè)工作，其中涉及生活設(shè)施、空壓機(jī)供氣設(shè)施、變配電設(shè)施、斜井及某些基建平巷工程等。本礦床位于大頂鐵礦東南部，呈西北-東南向分布，區(qū)內(nèi)分深坑和茶廠兩個主礦體。深坑礦體為一獨立礦體，礦體走向大體呈東西向，向東南角傾10~20°，并與地層產(chǎn)狀基本一致。深坑鐵礦是一種剛開始新建礦山，地處廣東北部山區(qū)，礦體埋藏在地表下120~200m，適合進(jìn)行地下開采。根據(jù)深坑鐵礦+240m水平以上礦體賦存條件和開采技術(shù)條件，經(jīng)多次認(rèn)證以為該區(qū)域礦體適合采用地下開采，經(jīng)所進(jìn)行開采能力論證，+340m~+240m范疇內(nèi)適合開采規(guī)模為7wt/a。該區(qū)域可開采礦量為238.1×104t，預(yù)測服務(wù)年限為24a，其中礦山基建期為2a，穩(wěn)產(chǎn)期約為27a。2.2選礦流程簡介選礦，就是依照礦石中不同礦物物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)后來，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生有用礦物盡量互相分離，除去或減少有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其她工業(yè)所需原料過程[10]。選礦從大范疇講分為破碎、磨礦、擇選三個過程，細(xì)分又可分為破碎、磨碎、篩分分級、洗礦、磁選、選后解決等環(huán)節(jié)。深坑鐵礦選礦工藝流程概圖見圖2.1。圖2.1深坑選廠工藝流程概圖下面簡要簡介一下：（1）礦石破碎破碎就是將礦山采出粒度為500～1500mm礦塊碎裂至粒度為5～25mm過程。方式有壓碎、擊碎、劈碎等，普通按粗碎、中碎、細(xì)碎三段進(jìn)行。粗破多用1.2m或1.5m旋回式破碎機(jī)，中破使用2.1m或2.2m原則圓錐式破碎機(jī)，細(xì)破采用2.1m或2.2m短頭型圓錐式破碎機(jī)。（2）磨礦國內(nèi)鐵礦磨礦工藝大多采用兩段磨礦流程，中小型選礦廠采用一段磨礦流程。磨礦以研磨和沖擊為主。將破碎產(chǎn)品磨至粒度為10～300μm大小。磨碎粒度依照有用礦物在礦石中浸染粒度和采用選別辦法擬定。慣用磨礦設(shè)備有：棒磨機(jī)，球磨機(jī)，自磨機(jī)和半自磨機(jī)。深坑鐵礦選用就是球磨機(jī)。磨碎作業(yè)能耗高，普通約占選礦總能耗一半。（3）篩分分級按篩面篩孔大小將物料分為不同粒度級別稱篩分，慣用于解決粒度較粗物料。按顆粒在介質(zhì)（普通為水）中沉降速度不同，將物料分為不同等降級別，稱分級，用于粒度較小物料。篩分和分級是在粉碎過程中分出適當(dāng)粒度物料，或把物料提成不同粒度級別分別入選。（4）洗礦為避免含泥礦物原料中泥質(zhì)物堵塞粉碎、篩分設(shè)備，需進(jìn)行洗礦。原料如具有可溶性有用或有害成分，也要進(jìn)行洗礦。洗礦可在擦洗機(jī)中進(jìn)行，也可在篩分和分級設(shè)備中進(jìn)行。（5）選別礦物原料經(jīng)粉碎作業(yè)后進(jìn)入選別作業(yè),使有用礦物和脈石分離，或使各種有用礦物彼此分離。這是選礦主體某些。選別作業(yè)有重選、浮選、磁選、電選、揀選和化學(xué)選等。深坑選礦廠采用是磁選方式。磁選是運用礦物顆粒磁性不同，在不均勻磁場中進(jìn)行選別。（6）選后產(chǎn)品解決后產(chǎn)品解決作業(yè)涉及精礦、中間產(chǎn)品、尾礦脫水，尾礦堆置和廢水解決。選礦重要在水中進(jìn)行，選后產(chǎn)品需要脫水，辦法有重力泄水、濃縮、過濾和干燥。塊狀和粗粒物料可用脫水篩、螺旋分級機(jī)和脫水倉等進(jìn)行重力泄水。細(xì)粒物料用濃縮機(jī)或水力旋流器和磁力脫水槽等濃縮，再經(jīng)真空過濾機(jī)過濾。近年浮現(xiàn)流態(tài)化干燥法和噴霧干燥法可以提高干燥效率。尾礦普通送尾礦庫堆存，有時先經(jīng)濃縮后再進(jìn)行堆存。尾礦水可回收再用。不合排放原則廢水須經(jīng)凈化解決。舊尾礦場地要進(jìn)行植被、復(fù)田[11]。通過以上幾種環(huán)節(jié)滯后就能得到品位較好鐵礦砂，然后運送到各個煉鐵廠進(jìn)行加工得到鋼鐵產(chǎn)品。2.3選礦廠需求分析對于鐵選礦廠，生產(chǎn)主線需求就是在保證安全狀況下最大也許獲得直接經(jīng)濟(jì)效益。從系統(tǒng)工程角度來講，就是要盡量減少投入同步，增長產(chǎn)出[12]。結(jié)合生產(chǎn)實際，將這個需求分解一下，就又可以大體分為控制成本、增長產(chǎn)出、保障安全、便于管理等幾種小需求。其中，控制成本和增長產(chǎn)出可以很明顯提高公司收支比，也即是提高了公司直接經(jīng)濟(jì)效益，這與公司主線需求是直接相符，增長產(chǎn)出方式重要是優(yōu)化選礦流程；保障安全是為了保證所有設(shè)備和人員正常運作，也就是為更好更多產(chǎn)出提供了保障，這也與以人為本精神相符合；便于管理是為了給決策者以及操作人員更多分析根據(jù)，必要提供某些核心點數(shù)據(jù)及其歷史數(shù)據(jù)、曲線分析、報表分析等。從本鐵選廠角度來講，控制成本就是合理地用水用電，減少選礦過程中機(jī)械損耗、物料損耗等各類損耗，保證正常生產(chǎn)下地精簡各個部門人力等；增長產(chǎn)出就是竭力優(yōu)化生產(chǎn)過程，協(xié)調(diào)好各個環(huán)節(jié)之間關(guān)系，更好更多地獲得品位較高精礦粉；保障安全就是保證破碎、磨選等各個環(huán)節(jié)設(shè)備正常運作，保證現(xiàn)場人員人身安全；便于管理就是要對原礦量、精礦量、精礦品位、料倉高度等某些核心點數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整頓，以便于廠領(lǐng)導(dǎo)以及現(xiàn)場操作員進(jìn)行決策和操作。與選廠需求相適應(yīng)，本監(jiān)控系統(tǒng)也就必要針對這些需求提供技術(shù)支持。下面就對上述這四個小方面需求在監(jiān)控系統(tǒng)中體現(xiàn)進(jìn)行分析：（1）控制成本選礦成本控制是環(huán)繞生產(chǎn)工藝各要素所產(chǎn)生物料消耗費用、能源消耗費用等而進(jìn)行籌劃、協(xié)調(diào)、控制管理工作。它是以生產(chǎn)現(xiàn)場為基本要素，是一項綜合性管理。選礦成本控制流程如圖2.2所示。圖2.2選礦成本控制流程從圖2.2可以看出，控制選礦成本，必要要對生產(chǎn)過程中物料、能源消耗，各部門制造費用等進(jìn)行核算，算出原料成本、能源成本、制造費用及精礦產(chǎn)品成本。詳細(xì)到監(jiān)控系統(tǒng)上來講，就必要要對原礦投放量，精礦總產(chǎn)量，總用水量，總用電量等進(jìn)行監(jiān)控。因而，監(jiān)控系統(tǒng)必要在選礦廠原礦進(jìn)礦口和精礦出礦口都要安裝地磅秤，來測量原礦和精礦噸位，在總輸入水管和各車間輸入水管上要安裝流量計來測量水流量，在總配電房和各個低壓配電室要有電度表來檢測總用電量。這些數(shù)據(jù)都要進(jìn)行監(jiān)控，最后進(jìn)入組態(tài)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。所有數(shù)據(jù)通過整頓成為報表給財務(wù)部門核算，看和本來成本籌劃出入在哪，合理對生產(chǎn)籌劃進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后進(jìn)入組態(tài)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。所有數(shù)據(jù)通過整頓成為報表給財務(wù)部門核算，看和本來成本籌劃出入在哪，合理對生產(chǎn)籌劃進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大化節(jié)約生產(chǎn)成本。（2）優(yōu)化生產(chǎn)在設(shè)備、人員一定狀況下，想增長產(chǎn)出，就必要優(yōu)化生產(chǎn)過程。從圖3.1可以看出，選礦過程是一種持續(xù)性過程，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間均有非常緊密聯(lián)系，因而，選礦過程優(yōu)化不能把眼光只放到某環(huán)節(jié)上，要從環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間，環(huán)節(jié)與總體之間進(jìn)行考量。詳細(xì)到本鐵選廠來講，控制各設(shè)備給礦量，破碎與中細(xì)碎、中細(xì)碎與磨選環(huán)節(jié)之間工作協(xié)調(diào)是非常重要優(yōu)化手段。同步，要實時監(jiān)測所有重要設(shè)備運營狀況，哪些設(shè)備在開，哪些設(shè)備在停車，哪些設(shè)備在檢修，為決策者作出對的調(diào)度作技術(shù)支持。老式人工檢查方式雖然也能觀測到物料狀況和機(jī)器運營狀態(tài)，但是信息比較分散，也有很大滯后性，對生產(chǎn)過程優(yōu)化作用有限。自動化監(jiān)控就能將所有信息集中式管理，并且實時性非常強。為了達(dá)到這些優(yōu)化手段，必要對破碎機(jī)到中碎礦倉皮帶、中碎礦倉到中碎機(jī)皮帶、球磨礦倉到球磨機(jī)皮帶上都必要安裝皮帶秤，監(jiān)測各個環(huán)節(jié)解決量；還要在中碎礦倉和球磨礦倉上安裝料位計，監(jiān)測各個環(huán)節(jié)原料儲備量；所有設(shè)備啟停信號也都必要進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)。實時監(jiān)測各個點數(shù)據(jù)，就能對整個選礦過程狀況一目了然，一旦哪里物料過多或者缺少，就能作出相應(yīng)調(diào)節(jié)。這樣就能更好解決各個環(huán)節(jié)之間工作協(xié)調(diào)，合理開停機(jī)器，安排生產(chǎn)。（3）保障安全保障設(shè)備和人員正常安全工作是監(jiān)控系統(tǒng)一種非常重要意義。設(shè)備安全對于正常生產(chǎn)重要性是不言而喻。例如一旦破碎機(jī)浮現(xiàn)故障，整個鐵選廠就得停工，將會產(chǎn)生巨大怠工損失。人員安全是公司基本職責(zé)，也是以人為本基本規(guī)定，必要要積極保護(hù)好工人安全。在本選廠里，有諸多高壓高流高溫設(shè)備，這些設(shè)備一旦浮現(xiàn)事故，不但會導(dǎo)致生產(chǎn)受阻，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致人員傷亡，因此本選廠對安全性規(guī)定就顯得更加迫切。為了保證安全，大設(shè)備電壓電流和溫度，監(jiān)控系統(tǒng)必要要實時監(jiān)測，一旦浮現(xiàn)了超限狀況，監(jiān)控系統(tǒng)要可以及時作出報警，提示現(xiàn)場人員作出反映。本選廠各個環(huán)節(jié)之間是緊密連接，當(dāng)背面某個環(huán)節(jié)浮現(xiàn)故障停機(jī)時，前面生產(chǎn)環(huán)節(jié)必要要做出調(diào)節(jié)。例如中碎機(jī)停機(jī)了，破碎機(jī)到中碎礦倉皮帶就必要要停下來，破碎機(jī)也要停止工作，否則會導(dǎo)致料倉溢出，甚至對中碎機(jī)導(dǎo)致危害。這個就規(guī)定監(jiān)控系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)之間要有聯(lián)鎖功能，能自動判斷停機(jī)。事故發(fā)生后再去解決永遠(yuǎn)都是被動，為了防止事故發(fā)生，必要時對各個設(shè)備要進(jìn)行正常輪休檢查，這就涉及到監(jiān)控系統(tǒng)必要要能記錄下大設(shè)備持續(xù)工作時間，到了其維護(hù)時間就必要停機(jī)檢查。本選廠尾礦壩和取水水庫是在同一種水源地，因而水庫水位和尾礦壩高也是保障生產(chǎn)安全一種指標(biāo)。水位過低會導(dǎo)致生產(chǎn)用水短缺，水位過高也許會堵塞尾礦排污口。在水庫上和尾礦壩上都必要安裝測量高度傳感器，并實時把數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控系統(tǒng)。（4）便于管理老式選廠管理，都是人工方式或者是半自動化方式。例如礦石化驗成果都是化驗室化驗好后，填在紙質(zhì)化驗表上然后人工送到有關(guān)部門；各個皮帶秤計量也都是工人定期地去皮帶秤儀表上去看數(shù)字，然后記錄下來。隨著時代發(fā)展，這些方式都顯得過時了，也有很大時間滯后性，不利于生產(chǎn)實時調(diào)節(jié)，也提高了人力成本。為了更好管理選礦廠，從監(jiān)控系統(tǒng)角度來講，必要要實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動采集記錄，并能保存歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)某些辦公自動化功能。詳細(xì)來講，就是要對料位、皮帶計量等核心點數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測記錄，還得保存下來，在組態(tài)系統(tǒng)里生成曲線報表等輔助工具，作為決策者和操作者根據(jù)。化驗?zāi)承┦且环N特殊某些，由于本選廠化驗還不能實現(xiàn)自動化，是人工化驗，因此化驗成果必要是人工輸入電子表單，然后由以太網(wǎng)傳給工控機(jī)。所有數(shù)據(jù)歷史記錄都必要存儲下來，以便隨時可以查詢。這些數(shù)據(jù)重要涉及設(shè)備啟停時間和電壓電流軸溫，各處水壓水流量，各處料倉高度，皮帶秤計量，地磅秤計量，水庫高度，尾礦壩高以及化驗成果等等。此外，由于礦山和選廠現(xiàn)實地理條件是在山區(qū)里，而公司總部在市區(qū)，并且選廠辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)之間交通條件也很不以便，所覺得了讓決策者可以實時地看到選廠工作狀況，更加及時地作出決策，監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)畫面必要要發(fā)布出去，外界主機(jī)可以通過因特網(wǎng)，就能看到組態(tài)畫面。為了安全，組態(tài)系統(tǒng)訪問固然也必要設(shè)立一定權(quán)限。2.4數(shù)據(jù)采集分類總結(jié)以上需求分析，所需要采集數(shù)據(jù)可以分為如下幾類：（1）投入產(chǎn)出量這某些變量重要是為了測量整個系統(tǒng)投入以及產(chǎn)出，以及中間過程中某些物料變量。要測量這些變量，就得在地磅房安裝測量儀來測量原礦和精礦量，還得再各個料倉上裝上料位計測量料倉高度，在某些皮帶秤上安裝電子稱測量過礦量。（2）水電消耗量水和電都屬于能源消耗，也是成本控制一種方面。為了測量水流量，就需要在破碎進(jìn)水管和磨選進(jìn)水管處都裝上流量計。為了測量電量，就需要在各個低壓配電室以及總配電室都安裝電度表。（3）重要運營設(shè)備量這某些重要是指某些大設(shè)備，如破碎、球磨等設(shè)備運營參數(shù)，如電壓、電流、軸溫等。（4）連鎖控制：涉及皮帶和設(shè)備電器連鎖。（5）產(chǎn)品質(zhì)量為了控制產(chǎn)出精礦質(zhì)量，就必要要對精礦品味和其她各段礦物品位數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。（6）安全保障：對于高壓、高流設(shè)備，為了安全起見，必要要對其電壓電流進(jìn)行監(jiān)測。2.5本章小結(jié)依照2.3節(jié)分析，結(jié)合礦區(qū)實際狀況，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備如下幾種功能：（1）必要滿足安全生產(chǎn)規(guī)定，各個設(shè)備要做到防爆防火。（2）分區(qū)域采集相應(yīng)工藝參數(shù)、設(shè)備運營參數(shù)和電氣運營參數(shù)至可編程控制器PLC。（3）按生產(chǎn)流程規(guī)定對設(shè)備實現(xiàn)電氣連鎖開停車，并對關(guān)于參數(shù)按設(shè)計規(guī)定實現(xiàn)超限報警或停車。（4）尾礦壩高數(shù)據(jù)和化驗數(shù)據(jù)要實時檢測，并每小時輸入計算機(jī)，并通過網(wǎng)絡(luò)傳入總控室總工控機(jī)。（5）對水庫水位高度以及各段輸水管壓力和流量參數(shù)要實時監(jiān)測，并且要實時送達(dá)總工控機(jī)。（6）本監(jiān)控系統(tǒng)還要實現(xiàn)某些辦公自動化功能，如報表查詢、報警事件記錄、曲線分析等等。（7）在總控制室，要作出整個選廠生產(chǎn)過程組態(tài)畫面并用多媒體手段體現(xiàn)出來，以便調(diào)度員參照。3監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計3.1監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則此監(jiān)控系統(tǒng)處在選礦現(xiàn)場廠房，周邊諸多高壓高溫設(shè)備，各設(shè)備分布也較廣，而該系統(tǒng)又是選礦廠進(jìn)行有效管理控制核心，對于保障安全、保證高效起著十分重要作用。鑒于此，本監(jiān)控系統(tǒng)有如下幾條設(shè)計原則[13]：（1）安全性毫無疑問，一方面必要保證盡量安全性。監(jiān)控設(shè)備自身做不到安全保障話，那就更談不上整個系統(tǒng)安全和選廠安全了。其一，是設(shè)備自身要有良好防火性和防爆性；其二，就是要在周邊做好防火防爆辦法，以防浮現(xiàn)各類意外狀況。監(jiān)測設(shè)備盡量不直接接近高壓高溫設(shè)備，解除某些也要做好防范工作。（2）先進(jìn)性監(jiān)控系統(tǒng)里設(shè)備要采用先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品設(shè)備，只有采用先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品，才干保證整個系統(tǒng)先進(jìn)性。（3）可靠性系統(tǒng)可靠性是最重要性能指標(biāo)。但由于生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，高壓高溫強電環(huán)境，對于系統(tǒng)指標(biāo)提出了更高規(guī)定。系統(tǒng)一旦浮現(xiàn)差錯，輕微狀況是影響生產(chǎn)，嚴(yán)重話會導(dǎo)致生產(chǎn)事故。因此咱們某些重要監(jiān)控設(shè)備要采用冗余辦法，例如PLC都要有備用不間斷電源，一旦斷電還能繼續(xù)正常工作。（4）開放性咱們監(jiān)控系統(tǒng)是要使用諸近年，所覺得了保證將來可以擴(kuò)展，必要保證系統(tǒng)開放性。一旦將來多增長了選礦設(shè)備或者選礦工藝，咱們都要保證可以立即優(yōu)化系統(tǒng)。為此，咱們要在系統(tǒng)各個某些都流出必要接口。（5）經(jīng)濟(jì)性在滿足以上各個規(guī)定狀況下，整個系統(tǒng)要盡量性價比高，后來維護(hù)時候也要易于維護(hù)，減少維護(hù)支出。這樣話，使用方就能更快回收成本，經(jīng)濟(jì)性更強。3.2數(shù)據(jù)采集點分布依照第2章設(shè)計需求分析，以及所擬定需要采集量，結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)流程，可以擬定所有數(shù)據(jù)采集點。圖3.1和圖3.2分別是磨選和破碎階段數(shù)據(jù)采集點分布圖，綜合起來就是整個工藝流程參數(shù)采集圖。圖3.1數(shù)據(jù)采集圖一圖3.2數(shù)據(jù)采集圖二除去圖3.1和圖3.2中所標(biāo)注所有點外，尚有其她幾類數(shù)據(jù)采集點：地磅房原礦精礦量數(shù)據(jù)采集；破碎和磨選車間進(jìn)水量采集；綜保裝置參數(shù)采集。這些地方量都是通過PLC或者其她數(shù)據(jù)終端上傳到數(shù)據(jù)池。3.3數(shù)據(jù)匯集點設(shè)計前一節(jié)設(shè)計了數(shù)據(jù)采集點，那么為了更加合理地構(gòu)建通信方案，必要要將數(shù)據(jù)進(jìn)行合理匯集。結(jié)合礦山平面布局圖，設(shè)計數(shù)據(jù)匯集點如圖3.3所示：圖3.3數(shù)據(jù)匯集點圖從圖3.3可以看出，所有數(shù)據(jù)都是匯集在了各個車間PLC和綜保IPC里，然后再集中傳送到了總控制室數(shù)據(jù)池。各個環(huán)節(jié)PLC和IPC覆蓋了它所在環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集工作。3.4系統(tǒng)總體方案設(shè)計本系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)總線和離散控制系統(tǒng)相結(jié)合多級控制。工業(yè)以太網(wǎng)開放性非常好，易于擴(kuò)展，也很以便和管理信息系統(tǒng)以及外部互連網(wǎng)相連。這就將現(xiàn)場設(shè)備和自控系統(tǒng)都帶進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)世界中，為公司信息化和辦公自動化打下了基本。在安全性能上，所有設(shè)備都采用了較好防護(hù)辦法，離高溫高壓設(shè)備均有一定距離，如料位計等精密設(shè)備也都采用了隔離保護(hù)辦法以免受到現(xiàn)場鐵砂等影響。可靠性這方面，所有PLC設(shè)備都采用了冗余辦法，配備了不間斷電源，一旦突然斷電，PLC仍能工作，正常反映現(xiàn)場各設(shè)備狀態(tài)。在可擴(kuò)展性方面，咱們在PLC上都預(yù)留了接口，總控室組態(tài)軟件上，也都預(yù)留出了軟件變量空間，以備將來各種用途。所有監(jiān)測設(shè)備，如料位計、皮帶秤等等都直接通過光纖或者通訊電纜直接與PLC相連，保證了較好實時性。本系統(tǒng)總體上也是一種集散控制系統(tǒng)，依照集散控制系統(tǒng)三級模型，可以設(shè)計出奔系統(tǒng)集散模型如圖3.4所示：圖3.4監(jiān)控系統(tǒng)集散模型將這個集散模型圖細(xì)化如下，可以得到系統(tǒng)整體設(shè)計圖如3.5所示。整個系統(tǒng)以及上位機(jī)監(jiān)控都采用了工業(yè)以太網(wǎng)，工控機(jī)都采用研華工控機(jī)；PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用歐姆龍公司PLC，以分布式I/O采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)；水位、各料倉料位采集裝置都采用是ABM公司雷達(dá)料位計，然后通過Modbus合同送達(dá)工控機(jī)；各段生產(chǎn)量計量都采用武漢聚友公司皮帶電子稱來測量，也是通過Modbus合同送達(dá)相應(yīng)車間PLC；尾礦壩堆高是采用Impulse公司激光測量儀來測量；各車間水壓和水流量采用江蘇江陰塔南儀表差壓變送器和壓力變送器來獲得；各車間配電室綜保裝置數(shù)據(jù)都通過Modbus合同傳送到下位工控機(jī)，并在下位工控機(jī)自帶顯示屏上實時顯示；地磅室和化驗室數(shù)據(jù)都是由有關(guān)人員錄入，然后通過以太網(wǎng)送達(dá)上位機(jī)。總控室工控機(jī)通過光纖以太網(wǎng)和各車間PLC以及下位工控機(jī)相連接。下面數(shù)據(jù)都能實時送達(dá)綜控室，以便雖然解決。最后組態(tài)畫面都要顯示在綜控室大屏幕上，也可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問?？偪厥乙还灿?臺計算機(jī)，1臺作為數(shù)據(jù)服務(wù)器和操作臺，1臺作為大屏幕服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝Oracle10g數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端軟件和組態(tài)王KingView6.53組態(tài)軟件，并裝載有自行開發(fā)DataPool數(shù)據(jù)收集軟件。數(shù)據(jù)庫服務(wù)軟件負(fù)責(zé)存儲所有數(shù)據(jù)，并實時將數(shù)據(jù)發(fā)給組態(tài)王軟件，在編輯好組態(tài)工程里，能依照所有數(shù)據(jù)變化來動態(tài)變化，直觀反映在大屏幕上。大屏幕服務(wù)器計算機(jī)上裝有Oracle數(shù)據(jù)庫客戶端軟件和組態(tài)王軟件，能實時接受數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)來數(shù)據(jù)。最后開發(fā)得到管理系統(tǒng)軟件提供功能強大支持因特網(wǎng)瀏覽功能，支持外網(wǎng)主機(jī)瀏覽，依照權(quán)限尚有不同瀏覽級別。這種瀏覽功能有兩種實現(xiàn)方式，一種是咱們自己組態(tài)工程Web發(fā)布，一種是要在瀏覽端相應(yīng)裝載Oracle客戶端軟件和組態(tài)王軟件。前者以便簡潔，但是后者看畫面更好，實時性也更強，也能進(jìn)行某些操作。一旦發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備浮現(xiàn)超限狀況，操作站顯示屏和大屏幕上都會浮現(xiàn)動畫報警，綜控室內(nèi)喇叭也會有聲音報警，提示操作員及時采用辦法。圖3.3系統(tǒng)總體構(gòu)造圖4數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)方案4.1PLC數(shù)據(jù)采集設(shè)計PLC，就是指可編程控制器，按照IEC定義，PLC就是“一種數(shù)字運算電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定期、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式、模仿式輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌潢P(guān)于設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)連成一種整體、易于擴(kuò)充原則設(shè)計。”本系統(tǒng)采用是歐姆龍公司PLC，使用USB端口與上位機(jī)通信，因此咱們用了一種光轉(zhuǎn)換器作為PLC和上位機(jī)之間傳播媒介。采用梯形圖配功能模塊構(gòu)造文本語言編程，多任務(wù)編程模式，各種合同宏服務(wù)端口，易于聯(lián)網(wǎng)，擁有多路高速計數(shù)與多軸脈沖輸出。可編程控制器PLC一方面要實時采集各個數(shù)據(jù)采集點數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳給上層工控機(jī)，此外一種方面，PLC還需要依照實時采集上來數(shù)據(jù)參數(shù)，來判斷某些設(shè)備與否處在異常狀態(tài)。考慮到現(xiàn)場環(huán)境對電子設(shè)備影響比較大，以及為了后來維修以便，本系統(tǒng)PLC所有I/O均放置在控制柜里面。一方面記錄所有輸入輸出點，然后加上依照系統(tǒng)需要一種冗余度，就可以擬定所需要點數(shù)。然后，看PLC所帶負(fù)載是什么類型，來擬定輸出方式，這樣可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運營。PLC存儲容量大小是依照系統(tǒng)大小擬定。本項目里，PLC所需要監(jiān)控信號有：設(shè)備啟停、配電室合閘、設(shè)備軸溫、皮帶秤計量、水壓量水流量等。在工業(yè)控制里，網(wǎng)絡(luò)通信可靠性和穩(wěn)定性很重要，一旦通信中斷將會產(chǎn)生諸多不良影響。而這種可靠性和穩(wěn)定性取決于各種方面，例如安裝方式、設(shè)備連接、管理方案等等，設(shè)備冗余設(shè)計就是加強可靠性一種較好方式。依照實際需要，采用鏈路和硬件冗余是一種較好途徑。本系統(tǒng)里一共有6臺PLC，分別安裝在粗碎車間、中細(xì)碎車間、磨選礦車間、過濾車間、泵間車間和水船車間。粗碎車間PLC重要負(fù)責(zé)粗碎機(jī)和粗碎配電室某些數(shù)據(jù)采集工作；中細(xì)碎PLC負(fù)責(zé)中細(xì)碎配電室和中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)、1#2#皮帶稱等數(shù)據(jù)；選礦PLC負(fù)責(zé)磨選車間里球磨機(jī)、渣漿泵等數(shù)據(jù)；過濾PLC負(fù)責(zé)過濾機(jī)和11#12#皮帶等設(shè)備數(shù)據(jù)；水泵船上PLC就專門負(fù)責(zé)水船上幾臺抽水機(jī)和水位測量儀數(shù)據(jù)采集。整個選礦廠所有設(shè)備啟停信號都由數(shù)字量接口接入PLC，并實時上傳給組態(tài)系統(tǒng)。中碎機(jī)、球磨機(jī)這些大型設(shè)備軸溫數(shù)據(jù)則是通過模仿I/O口傳入PLC。中細(xì)碎和球磨車間水壓水流量也是通過模仿口傳入PLC。同步，當(dāng)設(shè)備浮現(xiàn)故障時，PLC也可以控制有關(guān)設(shè)備停機(jī)，避免生產(chǎn)事故。每臺PLC上咱們都安裝了一種人機(jī)互換界面，上面有本車間基本設(shè)備組態(tài)狀態(tài)圖，可以將本車間數(shù)據(jù)直觀反映在屏幕上，以便于車間操作人員也可以實時看到設(shè)備運營狀況。每臺人機(jī)界面都會經(jīng)由一種小光互換機(jī)，通過光纖接到總控室光以太網(wǎng)互換機(jī)，將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)緩沖池。4.2綜保裝置數(shù)據(jù)采集本選礦廠里采用了諸多大型設(shè)備，如顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、球磨機(jī)、過濾機(jī)等等，這些都是高壓高流設(shè)備，因而都需要相應(yīng)配備一套綜合保護(hù)裝置，以免設(shè)備浮現(xiàn)大故障甚至是事故。綜保裝置都安裝在各個車間值班室里，為了節(jié)約成本以及為了更好集中管理，雖然選廠有大設(shè)備車間有4個，但是綜保裝置只有2套，中細(xì)碎值班室綜保裝置負(fù)責(zé)生活區(qū)、粗碎車間顎式破碎機(jī)和中細(xì)碎車間圓錐機(jī)，選礦值班室綜保裝置負(fù)責(zé)磨選車間球磨機(jī)和幾種變壓器保護(hù)。本項目里需要測量高度地方有取水點尾礦庫液位和中碎料倉、磨選料倉料位。中碎礦倉和磨選礦倉6個料位計，數(shù)據(jù)到傳感器后來，都是通過RS485接口將數(shù)據(jù)傳播給中碎和磨選綜保工控計算機(jī)上。綜保裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)終端是一臺研華工控機(jī)，上面裝有自行開發(fā)數(shù)據(jù)采集以及顯示軟件DataBridge，能將采集到綜保裝置數(shù)據(jù)實時現(xiàn)實在顯示屏上，以便于值班室值班人員觀測生產(chǎn)狀況。DataBridge是通過RS485接口讀取電力綜保裝置參數(shù)，并將其傳至數(shù)據(jù)緩沖池實用程序。在選礦廠組態(tài)應(yīng)用中，該程序地位如圖3.4圖3.4DataBridge軟件地位圖數(shù)據(jù)采集軟件封裝好了，作為一種可執(zhí)行程序安裝在工控機(jī)里，啟動時候直接雙擊圖標(biāo)就能運營。中細(xì)碎采集裝置和選礦采集裝置唯一不同在于它們一種ini配備文獻(xiàn)。DataBridge軟件里重要分為兩個模塊，Socket模塊和Comport模塊。其中，Socket模塊重要負(fù)責(zé)和上層通信，也就是和數(shù)據(jù)池通信；Comport模塊重要負(fù)責(zé)和它所監(jiān)控設(shè)備之間通信。DataBridge軟件重要監(jiān)控設(shè)備是綜保裝置和料位計，這兩種設(shè)備都是通過串口和工控機(jī)通信，采用RS485合同。軟件內(nèi)部有一種定期器，會定期地向綜保設(shè)備和料位計進(jìn)行查詢，如果收到數(shù)據(jù)，就會用socket通信傳送給上層數(shù)據(jù)池。其中，對于料位計DataBridge是始終固定地讀取其位于地址324處內(nèi)容,由于料位計高程信號始終存在這個地方。4.3電子皮帶秤數(shù)據(jù)采集為了更好監(jiān)控各個環(huán)節(jié)過料量以及最后精礦產(chǎn)量，以便于合理安排各個設(shè)備運營，有必要在核心幾種皮帶上裝置測量裝置，實時監(jiān)測皮帶上瞬時量和累積量。本項目里，分別在粗碎到中細(xì)碎礦倉1#皮帶，中碎礦倉到中碎機(jī)2#皮帶，球磨礦倉到球磨機(jī)10-3#、10-4#、10-5#皮帶以及最后精礦出礦皮帶12#皮帶下，安裝了電子皮帶秤，來測量過礦數(shù)據(jù)。本項目里采用電子皮帶秤都是徐州拉姆齊技術(shù)發(fā)展公司XR電子積分器皮帶秤。XR控制器涉及現(xiàn)場安裝型和面板安裝型，采用微解決器控制，解決稱重傳感器重量信號和皮帶速度信號，計算流動物料流量和累積量，顯示在儀表上，并提供遠(yuǎn)程脈沖計數(shù)輸出?？赏饧油ㄓ嵃迨褂肦S-232或RS-485接口和上位機(jī)通訊。本項目里皮帶秤都是采用RS-485接口進(jìn)行通訊，這是由于4~20mA信號無法提供累積量，而累積量是一種非常重要數(shù)據(jù)。***03H66H***00H************03H************XR電子皮帶秤有自己通訊合同格式，儀表通訊波特率為（***03H66H***00H************03H************地址功能碼數(shù)據(jù)地址H數(shù)據(jù)地址L寄存器數(shù)量H寄存器數(shù)量LCRC16LOCRC16HI從站響應(yīng)格式為：地址功能碼字節(jié)數(shù)量數(shù)據(jù)MSB數(shù)據(jù)LSB其中，數(shù)據(jù)地址L為40H時，為讀儀表數(shù)據(jù)。寄存器數(shù)量L應(yīng)為1AH。數(shù)據(jù)地址L為5AH時，為讀儀表顯示。寄存器數(shù)量應(yīng)為40H。儀表發(fā)送64字節(jié)數(shù)據(jù)。當(dāng)XR返回了數(shù)據(jù)時，可依照各個字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出相應(yīng)瞬時流量和累積量。本系統(tǒng)里，各個皮帶秤數(shù)據(jù)都是通過RS485接口傳給了相應(yīng)車間PLC控制柜，然后在PLC里進(jìn)行運算，得出10進(jìn)制流量和累積量，再送給綜控室數(shù)據(jù)服務(wù)器，顯示在組態(tài)畫面上，以便值班員和廠方直觀理解生產(chǎn)狀況。4.4化驗報告數(shù)據(jù)采集在鐵選廠里，各個環(huán)節(jié)礦石成分?jǐn)?shù)據(jù)對于控制生產(chǎn)是一種十分重要參數(shù)。特別是原礦和精礦品位，會直接影響到公司經(jīng)濟(jì)效益，也是一種鐵選廠生產(chǎn)能力重要指標(biāo)之一。因此，咱們要實時地采集各個環(huán)節(jié)礦石成分?jǐn)?shù)據(jù)，送到總控室數(shù)據(jù)服務(wù)器，顯示在組態(tài)畫面上。化驗報告數(shù)據(jù)所有都要存入數(shù)據(jù)庫，需要查詢時也要能及時調(diào)檔出來。由于深坑選廠化驗部門是一種獨立部門，離總控室也比較遠(yuǎn)，因此咱們采用了網(wǎng)上遠(yuǎn)程錄入方式，這就規(guī)定化驗室和總控室都要有配套軟件來實現(xiàn)這個過程。對此，本系統(tǒng)里自行開發(fā)了一種化驗數(shù)據(jù)錄入軟件ADOAnalyst，此錄入軟件與組態(tài)王數(shù)據(jù)池驅(qū)動程序DataPoolSvc之間采用UDP合同上MODBUS合同進(jìn)行，支持04號功能（讀輸入寄存器）。本軟件無需安裝即可及時運營，運營本軟件之前需要安裝Oracle10G數(shù)據(jù)庫客戶端軟件，其中必要組件是OracleOleDBProvider。本軟件運營后界面如圖3.5所示：圖3.5化驗錄入軟件界面本軟件某些基本功能都在界面上標(biāo)注出來了，可以增長、刪除、修改記錄，也可以按照時間段來進(jìn)行查詢。軟件中表單樣式是依照選廠詳細(xì)狀況定下化驗員只需要按照規(guī)定填好數(shù)據(jù)，最后點擊提交，數(shù)據(jù)就會存入數(shù)據(jù)庫，并且傳給總控室數(shù)據(jù)服務(wù)器，組態(tài)王軟件也會進(jìn)行相應(yīng)解決，呈當(dāng)前組態(tài)畫面上?；灁?shù)據(jù)采集程序ADOAnalyst使用ADO連接組態(tài)系統(tǒng)ORACLR數(shù)據(jù)庫，每當(dāng)它啟動時，就會自動讀取程序一種配備文獻(xiàn)，和上層組態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接。軟件主界面上所有變量都指向不同數(shù)據(jù)源，每個不同功能鍵會作出不同解決，都會進(jìn)入數(shù)據(jù)庫作出相應(yīng)操作。最后，表中所有都是通過Modbus發(fā)送到上層數(shù)據(jù)池中，然后進(jìn)入組態(tài)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。4.5本章小結(jié)本章一方面簡介了監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則，然后結(jié)合選礦廠實際提出了總體設(shè)計方案。并詳細(xì)闡述了監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)各個某些采集過程，涉及設(shè)備啟停信號、設(shè)備電壓電流、軸溫、料倉高度等等。各個某些將數(shù)據(jù)采集上來之后，普通都是通過以太網(wǎng)上傳給組態(tài)系統(tǒng)，只有少量數(shù)據(jù)需要在PLC里進(jìn)行初步解決，如水流量和水壓，需要將4~20mA電流信號換算成實際值再進(jìn)行上傳。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個監(jiān)控系統(tǒng)眼睛和耳朵，以太網(wǎng)就是傳導(dǎo)數(shù)據(jù)神經(jīng)，組態(tài)系統(tǒng)則是一種大腦。數(shù)據(jù)采集質(zhì)量直接影響到最后監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量和決策對的性。因此本系統(tǒng)里所有傳感器都是通過仔細(xì)測試和校正，保證采集原始數(shù)據(jù)盡量實時精確。5組態(tài)設(shè)計5.1軟件設(shè)計總體構(gòu)造本系統(tǒng)里，咱們采用組態(tài)軟件是北京亞控公司組態(tài)王KingView6.53，KingView是亞控公司推出第一款針對中小型項目推出用于監(jiān)視與控制自動化設(shè)備和過程SCADA產(chǎn)品。自其問世以來，以其易學(xué)易用、功能齊全、物美價廉優(yōu)勢暢銷不衰。其重要亮點有：?可視化操作界面?自動建立I/O點?分布式存儲報警和歷史數(shù)據(jù)?設(shè)備集成能力強，幾乎能連接所有設(shè)備和系統(tǒng)組態(tài)王雖然有這樣多長處，但是當(dāng)采用多組態(tài)終端時，組態(tài)王會花大量時間對設(shè)備進(jìn)行訪問，因此咱們?yōu)榱吮苊膺@種狀況，有必要在組態(tài)王和設(shè)備之間建立一種數(shù)據(jù)緩沖池，使得組態(tài)王可以以較少時間來獲取數(shù)據(jù)，而集中于狀態(tài)解決。建立一種數(shù)據(jù)緩沖池還可以使得開發(fā)者可以靈活地連接不同設(shè)備，對所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。對于大型數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)緩沖池方案提供了一種構(gòu)造上分層清晰集散式系統(tǒng)模式。按照第4章數(shù)據(jù)采集方案，所有數(shù)據(jù)通過各個傳感器和采集設(shè)備采集后，都會經(jīng)由以太網(wǎng)或者傳給總控室中心互換機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)緩沖池內(nèi)，然后中心互換機(jī)再傳給數(shù)據(jù)服務(wù)器，進(jìn)行下一步解決。組態(tài)軟件并不是直接和設(shè)備相連接，而是采用了一種數(shù)據(jù)緩沖池來暫存數(shù)據(jù)，使得整個系統(tǒng)前端和后端隔離開來。第4章已經(jīng)簡介過了，數(shù)據(jù)采集方案所采集幾類數(shù)據(jù)，最后都是由PLC、綜保工控機(jī)和化驗主機(jī)傳給數(shù)據(jù)池。PLC數(shù)據(jù)一方面是傳給一種MT4300一種人機(jī)界面，然后通過以太網(wǎng)傳給數(shù)據(jù)池。其中，PLC和數(shù)據(jù)池之間是TCP合同傳播；綜保工控機(jī)和數(shù)據(jù)池之間是UDP合同傳播；化驗主機(jī)和數(shù)據(jù)池之間是自定義一種被動模式，數(shù)據(jù)池程序并不會積極地去詢問化驗數(shù)據(jù)，而是由化驗主機(jī)積極地向數(shù)據(jù)池來傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩沖池中所有數(shù)據(jù)都會上傳給數(shù)據(jù)庫和組態(tài)王，當(dāng)組態(tài)王需要調(diào)用歷史數(shù)據(jù)時，也會訪問數(shù)據(jù)庫。5.2軟件開發(fā)流程本系統(tǒng)開發(fā)周期和選礦廠建設(shè)周期幾乎是同步，而普通狀況下，監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計必要是建立在設(shè)備實際數(shù)據(jù)支持上，但是在本系統(tǒng)軟件開發(fā)過程中，采用了如5.1節(jié)所簡介數(shù)據(jù)池，那么可此前期就進(jìn)行組態(tài)仿真運營。下面簡介本系統(tǒng)軟件開發(fā)流程：（1）組態(tài)畫面布局設(shè)計對于組態(tài)軟件來講，畫面布局設(shè)計是一種很重要工作。在選礦廠實際設(shè)備還沒投入生產(chǎn)運營狀況下，咱們可以先依照設(shè)備實際外觀來作出所有工藝畫面。參照廠方所提供設(shè)計圖，做好組態(tài)畫面總體布局，按照規(guī)定設(shè)計若干工藝系統(tǒng)圖，電力系統(tǒng)圖，嚴(yán)格遵守工藝流程和實際狀況。所有重要設(shè)備都必要反映在畫面上，邊上還得附上該設(shè)備運營數(shù)據(jù)。工藝過程也要實現(xiàn)動畫效果，皮帶和水池等畫面要有動畫連接。組態(tài)系統(tǒng)里，對所有采集數(shù)據(jù)都要定義相應(yīng)組態(tài)變量，與DataPool數(shù)據(jù)池服務(wù)程序中變量要做到一一相應(yīng)。（2）虛擬仿真所有畫面以及數(shù)據(jù)變量設(shè)計好了之后，在運營有DataPoolSvc和DataPoolDrv程序狀況下，就可以進(jìn)行畫面仿真測試。點擊DataPoolSvc主界面上simulator鍵即可進(jìn)入仿真模式，面對量分為數(shù)字量和模仿量兩大類。無論是數(shù)字量還是模仿量，仿真前都必要要理解DataPoolSvc程序里各個變量所相應(yīng)實際數(shù)據(jù)是哪個點數(shù)據(jù)。對于數(shù)字量來講，仿真手段就是手動在DataPoolSvc程序里對其進(jìn)行手動量置零時，那么對于設(shè)備應(yīng)當(dāng)處在停止?fàn)顟B(tài)，反之，則應(yīng)當(dāng)處在運營狀態(tài)。對于模仿量來講，仿真手段就是手動賦值，這個值不能超過了變量值域。給模仿量賦值后，運營畫面上相應(yīng)設(shè)備數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)有對的值，否則就是組態(tài)編輯過程中數(shù)據(jù)解決也許出了問題。這樣進(jìn)行一系列仿真之后，就可以逐漸檢查出前期設(shè)計中某些錯誤，也可以從動畫效果立直觀觀測組態(tài)畫面設(shè)計與否合理，與否做出修改。（3）實際測試與修合法選礦廠設(shè)備都正式投入運營之后，數(shù)據(jù)池中采集數(shù)據(jù)就會是真實現(xiàn)場數(shù)據(jù)，這種環(huán)境就和仿真不同樣了，軟件就必要進(jìn)行實際測試。運營數(shù)據(jù)池服務(wù)程序之后，組態(tài)王就會通過驅(qū)動程序來不斷獲得下層設(shè)備數(shù)據(jù)，運營畫面應(yīng)當(dāng)會是一種持續(xù)動態(tài)畫面。對照下層實際數(shù)據(jù)，觀測組態(tài)畫面上現(xiàn)實數(shù)據(jù)，不但可以查找出組態(tài)系統(tǒng)問題，還可以間接查找出數(shù)據(jù)池設(shè)計甚至是通信方案中問題。尚有，隨著選礦廠正式運營，某些流程和設(shè)備也許會依照狀況作出某些調(diào)節(jié)，或者是廠方提出了新設(shè)計需求，組態(tài)畫面也就必要相應(yīng)作出修改。通過以上三個環(huán)節(jié)，特別是測試修正階段要不斷循環(huán)，就可以獲得最后比較滿意組態(tài)效果。5.3數(shù)據(jù)緩沖池5.3.1數(shù)據(jù)緩沖池設(shè)計DataPool數(shù)據(jù)池是本系統(tǒng)里自定義一種數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，它既需要負(fù)責(zé)和下層通信，來從下層獲得數(shù)據(jù)，也要負(fù)責(zé)向組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)池和下層設(shè)備之間通信咱們采用了一種DataPool服務(wù)程序，這個程序和下層各個設(shè)備之間都是通過Modbus合同通信，采用祈求應(yīng)答模式。DataPool服務(wù)程序內(nèi)設(shè)立了一種定期器，會定期地向下面各個設(shè)備詢問讀取數(shù)據(jù)，還會定期去更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)。程序內(nèi)有一種配備文獻(xiàn)，使用前必要要依照下層設(shè)備地址進(jìn)行配備，才干對的采集到數(shù)據(jù)，不配備則默以為缺省。當(dāng)這些配備被保存后，下次運營時，會自動載入前一次配備狀況。它每隔一秒會檢查一次設(shè)備與否有相應(yīng)，若設(shè)備失去了響應(yīng)，那么該設(shè)備所有數(shù)據(jù)要清零。此服務(wù)程序為下層每個設(shè)備都分派了一種內(nèi)存區(qū)域，專門存對于設(shè)備變量數(shù)據(jù)。此服務(wù)程序和組態(tài)王驅(qū)動程序之間也是祈求應(yīng)答模式，是驅(qū)動程序向服務(wù)程序來詢問，服務(wù)程序回答。有兩種祈求格式，分為讀祈求和寫祈求，DataPoolSvc有相應(yīng)讀寫應(yīng)答格式。采用DataPool服務(wù)程序后，所有數(shù)據(jù)都是集中在數(shù)據(jù)池中控制，這樣就使得組態(tài)王與設(shè)備隔絕開來，使得組態(tài)王在運營時可以用較少時間來獲取數(shù)據(jù)，而集中于狀態(tài)解決。并且這個服務(wù)程序存在使得組態(tài)王仿真成為也許，它能手動給組態(tài)變量賦值，無需連接實際物理設(shè)備，就能開發(fā)組態(tài)系統(tǒng)。5.3.2組態(tài)王驅(qū)動設(shè)計組態(tài)王并沒有直接和設(shè)備產(chǎn)生聯(lián)系，而是通過一種DataPoolDrv驅(qū)動程序來從數(shù)據(jù)緩沖池中來間接獲得數(shù)據(jù)。DataPoolDrv和DataPoolSvc之間采用是UDP連接，因此配備此驅(qū)動程序運營參數(shù)必要有數(shù)據(jù)池所在主機(jī)IP地址和UDP端標(biāo)語。下面簡要簡介此驅(qū)動程序工作流程，組態(tài)王祈求設(shè)備數(shù)據(jù)時工作狀態(tài)圖如圖5.2所示：圖5.2組態(tài)驅(qū)動程序工作流程組態(tài)驅(qū)動程序訪問設(shè)備數(shù)據(jù)時有三個環(huán)節(jié)，運營開始、獲取變量和運營結(jié)束。下面只重要簡介獲取變量實現(xiàn)過程：組態(tài)王是定期地向數(shù)據(jù)池獲取數(shù)據(jù)，當(dāng)某些變量采集時間屆時，組態(tài)王會將這些變量通過AddVarToPacket函數(shù)進(jìn)行打包，當(dāng)包滿了時候，此函數(shù)會返回FALSE，否則會返回TRUE。若返回值為TRUE,那么組態(tài)王會繼續(xù)向包里裝變量，若返回值為FALSE，組態(tài)王會調(diào)用包解決函數(shù)ProcessPacket。這個函數(shù)會把祈求變量信息封裝成向物理設(shè)備祈求數(shù)據(jù)幀，然后發(fā)向遠(yuǎn)程。如果收到了對的數(shù)據(jù)，那么ProcessPacket要返回True，并且要這個返回數(shù)據(jù)填充到組態(tài)王內(nèi)核變量中去。如果相應(yīng)超時或者收到了錯誤應(yīng)答，此函數(shù)要返回FALSE，并且要調(diào)用TryConnect函數(shù)。TryConnect函數(shù)作用是檢查驅(qū)動程序和設(shè)備之間通信狀態(tài)，若得不到響應(yīng)，則返回FALSE并且繼續(xù)調(diào)用TryConnect函數(shù)。若檢查到有對的響應(yīng)，則就可以返回TRUE，讓組態(tài)王繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。5.4組態(tài)畫面設(shè)計5.4.1組態(tài)軟件變量表本系統(tǒng)里變量重要有這樣幾類：選礦設(shè)備啟停信號、選礦設(shè)備模仿數(shù)據(jù)、料位液位數(shù)據(jù)、皮帶秤數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。按照數(shù)據(jù)類型來分話，可以分為脈沖信號、數(shù)字信號和模仿信號。系統(tǒng)里變量表進(jìn)行編輯時，咱們是按照車間順序來進(jìn)行定義，從破碎車間始終到水泵船。所有變量命名，咱們是把開關(guān)量放在前面，模仿量放在背面，所有變量名也是有規(guī)則，這樣可以避免混淆，方面后來選用。下面簡要簡介下各種變量命名規(guī)則。PLC變量命名規(guī)則圖5.3PLC變量命名規(guī)則如圖5.3所示，變量名分為6個某些，第一某些P代表此變量為PLC變量；第二某些X是一種數(shù)字，代表PLC序號，如破碎系統(tǒng)是序號1；第三某些是字母A或者D，分別代表此變量為模仿量或者數(shù)字量；第四某些是字母I或者O，分別代表此變量為輸入量或者輸出量；第五某些是一種十進(jìn)制編號，代表模塊序號；第六某些也是一種十進(jìn)制編號，代表此變量在模塊內(nèi)物理量序號。這樣一來，所有PLC變量就井然有序了。綜保裝置計算量命名規(guī)則圖5.4綜保裝置計算量命名規(guī)則如圖5.4所示，綜保裝置變量名也分為6個某些，第一某些ZB代表此變量為綜保裝置變量；第二某些就是一種下劃線，沒有實際含義，只是為了變量名對齊，便于解決；第三某些是字母A或者B，代表變電所編號，分別代表此變量為破碎所或者選礦所變量；第四某些也是一種下劃線；第五某些是一種十進(jìn)制編號，代表裝置編號；第六某些也是一種十進(jìn)制編號，代表此變量在裝置內(nèi)物理量序號。報警量命名規(guī)則圖5.5報警量命名規(guī)則如圖5.5所示，綜保裝置變量名非為3個某些，第一某些W代表此變量為報警變量；第二某些就是前面兩小節(jié)所定義出來變量名，指向咱們需要報警功能變量；第三某些是字母H或者L，表達(dá)此變量所需要報警類型，H代表高報，L代表低報。按照以上三種不同命名規(guī)則，結(jié)合廠區(qū)實際狀況，列出所有需要變量后，再作出組態(tài)變量表。開發(fā)過程中，組態(tài)變量表并不是一成不變，要實時依照詳細(xì)需要添加修改等。5.4.2組態(tài)數(shù)據(jù)解決上述變量表做出來后，所有變量并不是都能直接就能用在組態(tài)畫面上，有些變量時要通過數(shù)據(jù)解決。對于設(shè)備啟停信號和電路上閘刀狀態(tài)，在變量表中都是開關(guān)量，這種變量普通是可以直接運用在組態(tài)畫面中，標(biāo)示相應(yīng)設(shè)備開關(guān)狀態(tài)。數(shù)據(jù)解決重要是針對各種模仿信號。下面簡要簡介系統(tǒng)里幾種典型數(shù)據(jù)解決方式：（1）直接調(diào)用此類數(shù)據(jù)和前面所提及數(shù)字信號同樣，都是可以直接調(diào)用在組態(tài)畫面中，例如三相電壓信號、三相電流信號、軸溫信號等等。此類數(shù)據(jù)共同特點就是咱們采集信號就是它原始數(shù)據(jù)，也就是說它傳上來數(shù)據(jù)就是其原始值。在組態(tài)畫面中，咱們可以直接采用這些數(shù)據(jù)，采用方式就是將這些數(shù)據(jù)所相應(yīng)變量名標(biāo)注在需要位置，將變量名屬性改為模仿值輸出就可以了。當(dāng)組態(tài)畫面運營時，該處顯示就是此變量實時數(shù)據(jù)值。（2）比值變換比值變換也是數(shù)據(jù)解決一種常用方式，其解決對象普通要具備擬定上下限，這樣才干進(jìn)行比值解決。比值變換所針對數(shù)據(jù)在本系統(tǒng)里重要就是料位液位信號。尾礦庫水位和儲水池水位咱們都是傳送4~20mA信號，相應(yīng)上下限分別是0到3.3m。以尾礦庫水位數(shù)據(jù)為例，如果傳上來數(shù)據(jù)是8mA，那么其實際高度值應(yīng)當(dāng)為H=15（8?4）（20?4）=3.75(m)（5.1）從這里可以開出，比值變換運用就是這個實際數(shù)據(jù)上下限和傳播信號上下限之間相應(yīng)關(guān)系來進(jìn)行運算。這種數(shù)據(jù)解決是在組態(tài)顯示之前就解決好，在組態(tài)顯示時，咱們也是將解決過后變量名標(biāo)注在相應(yīng)畫面旁邊，變量名屬性改為模仿量輸出就可以了。（3）MODBUS變換顧名思義，此類數(shù)據(jù)都是RS485接口傳送數(shù)據(jù)，重要有皮帶秤和6個料倉料位信號。此類數(shù)據(jù)傳播格式都是有規(guī)定，咱們收到數(shù)據(jù)后要按照合同進(jìn)行數(shù)據(jù)還原。為了以便計算，先給出數(shù)據(jù)每一位標(biāo)記位圖如圖4.6所示：圖5.6皮帶秤數(shù)據(jù)標(biāo)記位圖5.6就是皮帶秤數(shù)據(jù)格式圖，皮帶秤需要計算出來數(shù)據(jù)有瞬時量和累積量兩個某些：A.累積量計算Data12~Data19共8個字節(jié)Data12~Data15為主累積小數(shù)某些Data16~Data19為主累積整數(shù)某些，Data19最高位為符號位如果Data19>127,那么Data19=Data19-128；C=-1其她狀況下C=1主累積量=C*(Data19*16^6+Data18*16^4+Data17*16^2+Data16*16^0+37Data15*16^(-2)+Data14*16^(-4))B.瞬時量計算Data4~Data7共4個字節(jié)Data6最高位為符號位如果Data7>127，那么Data7=Data7-256如果Data6>127，那么Data6=Data6-128；C=-1其她狀況C=1瞬時流量=C*(Data6*16^4+Data5*16^2+Data4*16^0）*2^（Data7-23）以上就是電子皮帶秤累積量和瞬時量計算辦法。從中可以看出，這種計算方式比較復(fù)雜，它是依照自身特殊數(shù)據(jù)格式來計算，不具備普通性。同理，六個料倉料位信號也是如此，只是詳細(xì)格式有所不同，在這里就不贅述了。在組態(tài)里，也是標(biāo)注出變換后變量名，屬性改為模仿值輸出就可以了。（4）其她這個其她重要就是指破碎和選礦某些水壓和水流量數(shù)據(jù)解決。水壓信號也是一種4~20mA信號，但是它相應(yīng)并不是最后實際值上下限，而是中間要通過多重變換，在這里就不多論述了。通過以上這樣幾種數(shù)據(jù)解決方式，普通技能得到咱們最后所需要實際數(shù)據(jù)值了，下面就是合理運用這些數(shù)據(jù)，展示在組態(tài)畫面上，制作出報表曲線等等。5.4.3組態(tài)畫面設(shè)計組態(tài)畫面是組態(tài)系統(tǒng)最直觀一種外在體現(xiàn)，因此這個畫面要盡量直觀生動，數(shù)據(jù)還要實時詳細(xì)。操作人員所面對就是咱們組態(tài)畫面以及上面數(shù)據(jù)，她們會依照畫面顯示來安排生產(chǎn)，調(diào)度資源，組態(tài)畫面重要性可見一斑。組態(tài)畫面重要分為兩某些，圖形畫面與動畫連接。圖形畫面就是作出咱們需要某些原始圖畫模型，例如皮帶、球磨機(jī)等等，只是這個時候它們還不能動，只是一種靜態(tài)畫面。通過以上幾種工具畫出靜態(tài)畫面模型后，下面就是要加入動畫連接了，只有加入了動畫連接，整個畫面才會產(chǎn)生動態(tài)效果以及數(shù)據(jù)輸入輸出等等。動畫連接可以說是組態(tài)畫面設(shè)計一種核心某些。動畫連接方式諸多，例如線屬性連接、填充屬性連接、文本色連接、水平移動連接、模仿值輸出連接、閃爍連接、隱含連接等等。通過圖形畫面和動畫連接這兩個環(huán)節(jié)，可以逐漸構(gòu)建出整個系統(tǒng)組態(tài)畫面，開發(fā)環(huán)境系畫面都是靜態(tài)，只有在運營條件下畫面才會顯示出動態(tài)效果。畫面設(shè)計過程中，要結(jié)合實際來作圖。版面布局也非常重要，要在嚴(yán)格遵守實際流程狀況下盡量做到美觀大方。下面貼出實際最后組態(tài)顯示系統(tǒng)中工藝流程總圖如圖5.7所示。圖5.7工藝流程總圖在本系統(tǒng)里，組態(tài)畫面一共有27個畫面，分別有著不同功能。其中，工藝概況圖1張，電力概況圖1張，工藝分布圖3張，電力分布圖3張，曲線圖6張，報表圖10張，化驗數(shù)據(jù)圖1張，報警圖2張。這些畫面之間都是通過如圖19所示下方菜單欄進(jìn)行選取切換，點擊哪個菜單畫面就會跳到哪個某些。所有畫面和數(shù)據(jù)在一種屏幕里就能完全掌握。無論是工藝圖還是電力圖，設(shè)備批示燈是綠色才表此設(shè)備在工作，非工作狀態(tài)時設(shè)備批示燈是綠色，設(shè)備浮現(xiàn)了問題則設(shè)備批示燈顏色為紅色。設(shè)備旁都附有此設(shè)備某些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)顏色是綠色才表達(dá)此設(shè)備在正常工作，紅色則表面此設(shè)備運營浮現(xiàn)了超限，需要進(jìn)行檢查。5.4.4報表曲線設(shè)計設(shè)計規(guī)定中就明確提出了要實現(xiàn)某些辦公自動化功能，報表和曲線就是很典型一種某些。數(shù)據(jù)報表是反映生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄一種重要形式，它能實時地反映生產(chǎn)狀況，也能對長期生產(chǎn)過程進(jìn)行記錄分析，使管理人員能實時掌握和分析生產(chǎn)狀況。在組態(tài)王里，有專門報表工具和報表操作函數(shù)，這里就不簡介了。在本系統(tǒng)里，針對現(xiàn)場實際和廠方需求，共列出了如下10張報表：低配室功率報表、低配室電壓電流報表、化驗數(shù)據(jù)報表、水系統(tǒng)壓力流量報表、地磅數(shù)據(jù)報表、料位記錄報表、皮帶秤報表、破碎變電所報表、選礦變電所報表以及軸溫報表。下面只貼出料位記錄報表如圖5.8為例進(jìn)行闡明。圖5.8料位記錄報表5.8所示，最上方是報表標(biāo)題，左側(cè)大某些都是報表主體某些，顯示出報表內(nèi)容。右側(cè)則是報表某些選項，右上方是報表內(nèi)容選取，分為4個點位選取，當(dāng)咱們勾選上哪一項，哪一種點位數(shù)據(jù)就會顯示在報表中。右下方則是日期選取，可以查詢某日或者某一段時間內(nèi)所有料位數(shù)據(jù)。咱們還可以選取將當(dāng)前報表打印出來。其她各張報表和料位報表大同小異，只是報表里所相應(yīng)變量不同，以及數(shù)據(jù)點選項不同樣。報表可以記錄實時數(shù)據(jù)，也能查詢到歷史數(shù)據(jù)，因此對系統(tǒng)以及選廠來講，都是十分重要。所有數(shù)據(jù)都是存儲在數(shù)據(jù)服務(wù)器上Oracle數(shù)據(jù)庫里，組態(tài)王是從數(shù)據(jù)庫里調(diào)出來數(shù)據(jù)。同報表功能類似，曲線也是辦公自動化一種重要構(gòu)成某些，也能實時顯示數(shù)據(jù)和看到歷史數(shù)據(jù)。曲線相對來講更加生動直觀一點，能明顯看出相應(yīng)量走勢。在本系統(tǒng)里，結(jié)合實際和組態(tài)系統(tǒng)安排，列出了如下6張曲線圖：低配室數(shù)據(jù)曲線、水系統(tǒng)曲線、破碎所曲線、選礦所曲線、軸溫曲線以及計量數(shù)據(jù)（料位、皮帶秤等）曲線。曲線圖最上方是曲線圖標(biāo)題，左上角是相應(yīng)數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)值，列為一種表格輸出顯示。其她某些就是分列出了三個曲線圖，分別是低配室電壓曲線、電流曲線和功率曲線。當(dāng)數(shù)據(jù)值不斷采集進(jìn)來時，曲線也會不斷變化。其她各張曲線圖和這種曲線圖大同小異，只是曲線所相應(yīng)變量不同。5.4.5報警系統(tǒng)設(shè)計在本選廠里，有諸多高壓高流設(shè)備，如顎式破碎機(jī)、球磨機(jī)等等，一旦它們浮現(xiàn)故障，小則是停產(chǎn)，大則會導(dǎo)致生產(chǎn)事故。因此，監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計時候就一定要考慮報警設(shè)計，對這些大設(shè)備進(jìn)行常態(tài)監(jiān)控，一旦浮現(xiàn)反常，及時報警，讓操作員告知人員去檢查搶修。報警是指系統(tǒng)中某些量值超過了規(guī)定界限時，系統(tǒng)自動產(chǎn)生相應(yīng)警告信息或者操作，表白該量已超過界限，并提示操作人員。組態(tài)王中報警解決辦法是：當(dāng)報警發(fā)生時，組態(tài)王把這些信息存儲在存于內(nèi)存中緩沖區(qū)中，報警在緩沖區(qū)中是以先進(jìn)先出隊列形式存儲，因此只有近來報警在內(nèi)存中。當(dāng)緩沖區(qū)達(dá)到指定數(shù)目或者記錄定期時間屆時，系統(tǒng)自動將報警寫進(jìn)記錄。在本系統(tǒng)組態(tài)工程里，會針對某些變量設(shè)定上限或者下限值，當(dāng)浮現(xiàn)報警時，會自動寫進(jìn)報警記錄報表，并且會產(chǎn)生聲音報警。結(jié)合現(xiàn)場實際狀況，本系統(tǒng)里列出了兩個報警表，分別是工藝報警和電力報警。工藝報警表如圖5.9所示：圖5.9工藝報警表工藝報警圖上半某些都是報警登記表，咱們從標(biāo)題可以看出它們分別是報警記錄和設(shè)備啟停記錄，紅色表達(dá)該量超過了閾值，綠色表達(dá)該量回到了正常范疇。左下方表格是所有報警記錄歷史數(shù)據(jù)，可以從右下角選項里進(jìn)行選取查詢。電力報警某些和工藝某些基本類似，只是針對報警量都是電壓電流等等。有了報警設(shè)計后，一旦現(xiàn)場浮現(xiàn)什么異常狀況，總控室都能第一時間發(fā)現(xiàn)，然后告知操作人員到位。5.5本章小結(jié)組態(tài)畫面設(shè)計和實現(xiàn)是本系統(tǒng)核心，集中匯集了各方面工作，也是本系統(tǒng)向外展示窗口。所有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳播、數(shù)據(jù)解決過程都是為了作為組態(tài)軟件支撐，組態(tài)畫面最后都把這些過程體現(xiàn)了出來。從系統(tǒng)整個建構(gòu)實現(xiàn)過程來看，組態(tài)軟件開發(fā)過程要緊密地聯(lián)系現(xiàn)場實際，無論是設(shè)備原型還是工藝流程都要嚴(yán)格遵守實際，否則就失去了意義。本系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)和選廠自身建設(shè)是同步進(jìn)行，由于組態(tài)畫面實際效果是需要詳細(xì)數(shù)據(jù)來支撐，因而前期工作重要只能是畫面初步布局和組態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)搭建，詳細(xì)設(shè)備模型和詳細(xì)布局都是要等到后期才干進(jìn)行。隨著數(shù)據(jù)慢慢充實，組態(tài)畫面也要逐漸修改，要讓使用方盡量以便直觀地掌握所有生產(chǎn)狀況。組態(tài)軟件自身是容易使用，但是依照實際布局設(shè)計就很繁瑣了，必要要細(xì)心，耐心地一點點精益求精，要時時處處站在使用方角度來看問題，做到系統(tǒng)界面和諧，使用以便，效果明顯。6總結(jié)6.1工作總結(jié)本論文所設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)，運用工業(yè)以太網(wǎng)和分散控制系統(tǒng)，做到了所有設(shè)備集中監(jiān)測、集中管理，也實現(xiàn)了某些辦公自動化功能，這些都極大地節(jié)約了人力物力，提高了選廠自動化水平。本文重要完畢了如下工作：（1）擬定方案從當(dāng)代控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀出發(fā)，聯(lián)系各方面規(guī)范以及選廠實際需求，結(jié)合現(xiàn)場實際地理環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境，對系統(tǒng)設(shè)計原則和架構(gòu)進(jìn)行研究分析，并最后提出方案。（2）配備硬件從設(shè)計需求和方案出發(fā)，采用合理硬件設(shè)備進(jìn)行各個點位數(shù)據(jù)采集，詳細(xì)硬件配備信息和采集方案在第4章中已簡介。硬件配備做到了安全穩(wěn)定，易于擴(kuò)展。（3）通信方案硬件設(shè)備和上位機(jī)之間通信有是以太網(wǎng)，有是RS485接口，各種規(guī)范在相應(yīng)硬件模塊都簡介了。（4）軟件設(shè)計根據(jù)選礦廠現(xiàn)場實際設(shè)計了組態(tài)系統(tǒng)，做到了動畫清晰生動，貼合實際；數(shù)據(jù)實時詳實，易觀易取。從本系統(tǒng)投入運營以來實際效果來看，有如下幾種特點：（1）安全穩(wěn)定。所采用都是最先進(jìn)設(shè)備，做到了本質(zhì)安全，所有通信接口都做到了保護(hù)。（2）操作簡樸，易于維護(hù)。開發(fā)過程中站在顧客角度，做到了界面和諧，使用以便，易于操作人員熟悉。參照文獻(xiàn)：[1]韓龍.選礦過程控制發(fā)展,現(xiàn)狀和前景展望.有色金屬,,52(4):123~125[2]郭冰若,張祥軍.工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在選礦廠中應(yīng)用.冶金自動化,1993,17(2):18~20[3]盧勝英.國內(nèi)外選礦自動化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.冶金自動化,1988,12:3~4[4]F.Flament,A.Desbiens,R.deillar.DistributedcontrolattheKiddCreekgrindingPlant,Part1ControlStrategydesign,CMBulletin,1997[5]聶光華,林和榮.選礦廠過程控制現(xiàn)狀及發(fā)展前景.礦產(chǎn)綜合運用,,5[6]王豐雨,張覃,黃宋魏.國內(nèi)選礦自動化評述.國外金屬礦選礦,,8:18~19[7]周美蘭,周封,王岳宇.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計.北京:科學(xué)出版社,[8]PeichangWang,Jinli