单位文秘网 2022-02-19 08:16:18 点击: 次
摘 要:介绍自动给药系统的工作原理及工控组态软件的功能和构成基础、在给药系统中监控画面过程。通过组态软件实现监控画面、控制、自动报表等功能,具有实现简单、系统可靠的特点。控制系统中上位机PC、下位机PLC通过通信接口交换信息、协调工作,实现整个过程的监控和自动运行。运行的结果证实,系统运行安全可靠,同时提高了设备的自动化程度。
关键词:程控加药机;监控系统;驱动构件;组态软件
MCGS (Monitor and Control Generated System,通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件,它能够在基于Microsoft(各种32位Windows平台上)运行,通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点,比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性,在自动化领域有着更广泛的应用。选矿厂磨浮给药系统从96年开始采用PLC系列智能型程控加药机,经过十年的不断升级和改进,目前整个系统比较完善、运行稳定。PLC系列智能型程控加药机是一种采用目前自动控制系统中流行的、具有国际先进水平的可编程序工业控制器(简称PLC)实现远程自动定值添加药剂的系统,可广泛应用于有色金属选矿、萃取和其它需要定量添加液体药剂的生产工艺过程。为了提高该设备的自动化水平,使加药具有可调性、准确性、实现无人化操作,对该设备进行改进,设计一套程控加药机由工控机、触摸屏和PLC共同组成的控制系统,提高设备的自动化水平。
1 自动给药控制系统的组成
自动给药控制系统的构成如图1所示,有KOYO系列PLC与工控机共同完成系统的控制。通过串口使PLC与工控机、PLC与触摸屏之间通讯,双方实现数据交换,由工控机和触摸屏向PLC发送控制命令等。
工控机实现现场模拟信号的采集,如药量的添加变化,液面的高、低位等,系统操作画面显示、实时和历史数据处理、控制和报表输出等功能。
其系统的主要特点有:
1.1 给药阀设计考究,外形美观,不管是用量为1ml/min的起泡剂,还是用量大、含渣、易沉淀结垢的石灰乳均可准确添加。
1.2 系统为模块式结构,除具有同类加药设备所具有的数控给药功能外,还有药箱高低位报警、工艺指令限量、制药室—给药池—给药箱之间药剂输送自动控制功能。实现药台无人化操作。
1.3该机支持多种计算机协议如:CCM[RS-232]、MODBUS[RS422/485]与DCS数据采集控制系统、电子显示屏接口等,为今后实现浮选过程控制奠定基础。
2 软件系统设计
根据自动给药系统的系统构成及工艺要求,利用MCGS组态软件设计出的自动给药系统需要实现的目标是:
(1)通过调药画面,监视各个药点的药量、调药过程,显示药点的运行指示灯号,一旦出现故障可采取相应措施。
(2)具有自动调节交班参数,并可以根据具体情况随时调节功能。
(3)具有自动输出班报表、自动汇总报表、日报表功能。
(4)建立实时数据库,历史数据库。
为实现以上控制目标,自动给药控制系统共建立了5个用户窗口,分别是流量设定,参数设定屏,累计量显示,启动界面,操作调节表。
2.1 流量设定和操作调节表窗口
窗口由键盘调药操作和当前班药剂调整记录组成,如图2所示。键盘调药操作显示和调节的内容有药点号,现设定量,原设定量,最大添加量,最小添加量和添加地点。当输入要查找的要点号,就会显示当前所添加的药量,根据工艺的要求可以改变当前药量但不能大于最大量和最小量设定,也可以进入参数设定界面直接设定最大和最小值。当前班药剂调整记录主要是显示操作人员在调节药剂时所调节的量整个过程记录下来,这样方便数据查找和对比,根据微小的指标变化来调整药剂。整个过程是实时数据控制,提高给药的准确性、及时性。
2.2 数据通讯
设备构件是MCGS系统对外部设备实施设备驱动的中间媒介,通过建立的数据通道,在实时数据库与测控对象之间,实现数据交换,达到对外部设备的工作状态进行实时检测与控制的目的。
单击“串口父设备属性设置”命令按钮,弹出父设备属性设置界面,下面对串口父设备界面做简单的说明:
通讯波特率:9600bps;数据位位数:8位;串口端口号:COM1;数据校验位方式:奇校验;停止位位数:1位;数据采集方式:同步采集;通讯方式:本地串口通讯。
在设备窗口菜单下,单击“串口父设备构件属性设置”按钮对串口父设备作出正确的设置,经过测试就完成数据采集其本设置。
2.3 驱动构件接口实现
MCGS设备构件的实现方法和原理与标准VB的ACTIVEDLL完全一致,但MCGS规定了一套借口规范,只有遵守这些接口规范的ACTIVEDLL才能用作MCGS的设备驱动构件。MCGS把设备构件的不同接口来完成设备驱动所需的功能。
开发MCGS设备驱动过程,实际上就是根据设备的特性和含义来实现接口功能的编程过程。MCGS提供了一个高级开发工具包,能快速为用户生成设备驱动构件的源程序框架。完成特定的设备驱动,针对具体设备的功能进行进一步的编程和调试工作。自动给药系统驱动构件实现方法和上述方法相同。
2.4 通道属性设置界面设计
系统通道属性设置界面是用户与驱动程序交流的窗口,界面采用可视化设计,操作简单明了,抗误操作能力强。通道属性设置界面设计如图3。
2.4.1 通道选择界面设计
电子表格界面可以对系统通道进行选择。本设计采用MSHFLEXGRID电子表格控件,LISTBOX下拉列表单控件,TEXTBOX标准文本框架控件三者结合的方式。
2.4.2命令按钮界面设计
命令按钮界面可以对系统通道进行增加,删除等操作。命令按钮采用COMMANDBUTTON控件,其设计如下:
(1)“增加通道”命令按钮:在通道选择界面增加一行通道;
(2)“删除一个”命令按钮:在通道选择界面删除任意一行通道;
(3)“删除全部”命令按钮:删除表格界面中的所有通道;
(4)“确定”命令按钮:保存当前所有通道的属性数据,并退出属性设置界面;
(5)“取消”命令按钮:不保存已修改的通道属性数据,并退出属性设置界面。
2.5 构造实时数据库
在MCGS中,用数据对象来描述系统中的实时数据,用对象变量代替传统意义上的值变量,把数据库技术管理的所有数据对象的集合称为实时数据库。
实时数据库是MCGS系统的核心,是应用系统的数据处理中心。系统各个部分均以实时数据库为公用区交换数据,实现各个部分协调动作。
设备窗口通过设备构件驱动外部设备,将采集的数据送入实时数据库;由用户窗口组成的图形对象,与实时数据库中的数据对象建立连接关系,以动画形式实现数据的可视化;运行策略通过策略构件,对数据进行操作和处理。如图4所示。
通过定义数据对象、数据对象的类型、数据对象的基本属性,数据对象的方法和作用域来完成数据库的构件,见图5,图6。
3 输出报表
在系统中对设备采集的数据进行存盘,统计分析,并根据实际情况打印出数据报表。所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来,如:实时数据报表、历史数据报表(班报表、日报表、月报表等)。数据报表在工控系统中是必不可少的一部分,是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体现,是整个工控系统的最终结果输出;数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结。MCGS用ACTIVE DLL构件的方式来实现设备驱动程序,通过规范的OLE接口挂接到MCGS中,使其构成一个整体,而OLE是一个可扩充的开放标准,用于实现不同软件之间的相互操作,而不管软件本身是使用什么编程语言。在自动给药系统中,我们采用的是用VB开发的班报,汇总报表,日报表,调节表,通过程序调用MCGS形成的实时数据库,并实现自动报表功能。
4结束语
通过MCGS组态软件对给药过程进行显示、控制,对现场各种数据能及时准确地采集,并作出相应的调整,提高生产效率。同时系统能自动实现各种报表,实现了整机的自动化,提升了设备的技术含量,得到使用者的认可,取得了显著的经济效益。
参考文献
[1] MCGS嵌入式用户手册,北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.
[2] MCGS培训教程,北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.
[3] 仇立杰,仇立才,郭至权,MCGS与VISUAL BASIC混合编程在信号采集中的应用.
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