选矿自动化软件测试平台中的虚拟设备功能模块的设计与开发

摘要

选矿工业在国民经济中占有重要地位，选矿生产过程实现自动控制是提高产品质量、节能降耗、减员增效的关键所在。选矿自动控制系统特别是自动化控制软件在现场投运之前，需要经过打点、单体设备试车、空负荷联动试车、冷水试车、带负荷试车等一系列的费时、费力且带有风险的调试过程，因此，在实验室环境中提前对自动化软件进行测试，提前发现并改正自动化软件中的错误，对于缩短调试时间、节省现场人力投入、减少调试风险、降低调试成本，具有极其重要的现实意义。
　　与现场调试环境不同的是，在实验室环境下，自动化软件需要作用于虚拟的生产设备才能体现其控制功能，因此有必要在测试平台中建立批量的选矿生产虚拟设备模型。本文依托国家科技支撑计划“选矿过程全流程先进控制技术”(2012BAF19G01)，对测试平台中选矿过程虚拟设备的建模方法进行了初步探讨，并且进行了虚拟设备功能模块的设计与研发，具体工作包括:
　　1.结合选矿过程设备多、流程长、规模大的特点，在对选矿自动化系统现场调试过程进行了详细分析的基础上，对虚拟设备建模的难点和虚拟设备功能模块的需求进行了详细分析。
　　2.以系统I/O通道表为基础，提出了按照设备逻辑分类、由设备逻辑模型和设备参数模型组成的虚拟设备建模方法，对虚拟设备功能模块进行了结构和功能设计，可以辅助实现在实验室环境下对选矿过程自动化软件软件进行打点测试、设备单体测试和空负荷联动测试。
　　3.基于Rockwell公司的RSView32和RSLogix5000的PLC软件开发环境，采用了VBA脚本和OPC通讯技术，开发了针对Rockwell PLC系统的测试平台中的虚拟设备功能模块。
　　4.以某铁选厂自动化工程的原料输送站自动化软件为测试对象，对本文提出的虚拟设备建立方法和测试平台进行了应用验证，结果表明，借助于本文所研发的虚拟设备功能模块，开发人员可以在实验室环境下对自动化软件进行设备单体测试和空负荷联动测试，有助于在现场调试期间缩短调试时间、节省现场人力投入、减少调试风险、降低调试成本。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 自动化软件测试的研究现状

1．3 虚拟设备和仿真技术的研究现状

1．4 本文主要工作

第2章 选矿自动化软件测试平台中的虚拟设备功能模块的需求分析

2．1 选矿过程简介

2．2 选矿自动化简介

2．3 选矿自动化软件现场调试过程

2．4 虚拟设备功能模块的需求分析

2．4．1 虚拟设备功能模块的概述

2．4．2 虚拟设备功能模块用户需求

2．4．3 虚拟设备功能模块具体功能需求

2．5 本章小结

第3章 选矿自动化软件测试平台中的虚拟设备功能模块的设计

3．1 选矿自动化软件测试平台的总体设计

3．2 选矿过程虚拟设备模型的设计

3．2．1 选矿设备分类方法

3．2．2 虚拟设备模型的建立方法

3．3 选矿自动化软件测试平台中虚拟设备功能模块总体设计

3．4 虚拟设备功能模块中虚拟设备模型库的设计

3．4．1 典型虚拟设备逻辑模型的设计

3．4．2 典型虚拟设备参数模型的设计

3．4．3 典型虚拟设备人机界面的设计

3．5 虚拟设备功能模块中虚拟设备信息管理子模块的设计

3．5．1 标准设备信息表的设计

3．5．2 虚拟设备加载功能的设计

3．6 虚拟设备功能模块中虚拟设备链搭建子模块的设计

3．6．1 虚拟设备链上下游联锁信息处理的设计

3．6．2 虚拟设备链搭建过程设计

3．6．3 虚拟设备链操作界面的设计

3．7 虚拟设备功能模块中OPC通讯子模块的设计

3．8 本章小结

第4章 选矿自动化软件测试平台中的虚拟设备功能模块的开发

4．1 开发环境介绍

4．1．1 RSView32

4．1．2 RSLogix5000

4．1．3 RSLogixEmulator5000

4．2 虚拟设备模型库的开发

4．2．1 虚拟设备逻辑模型的开发

4．2．2 虚拟设备参数模型的开发

4．2．3 虚拟设备测试界面的实现

4．2．4 虚拟设备模型的管理功能的开发

4．3 虚拟设备信息管理子模块的开发

4．3．1 批量建点功能的开发

4．3．2 虚拟设备加载功能的开发

4．4 虚拟设备链搭建子模块的开发

4．5 OPC通讯子模块的开发

4．6 本章小结

第5章 选矿自动化软件测试平台中的虚拟设备功能模块的验证

5．1 被测对象的介绍

5．2 实验条件

5．3 实验设计

5．3．1 原料输送站的虚拟设备链的搭建

5．3．2 原料输送站设备单体测试

5．3．3 原料输送站设备联动测试

5．4 实验结果分析

5．4．1 设备单体测试实验结果分析

5．4．2 设备联动测试实验结果分析

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要工作