选矿生产过程运行指标优化组态软件的研发

来源 :东北大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:mulan0924
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选矿生产过程具有非线性、多变量、时变性、大滞后、强耦合的特点,且一般难以建立精确的数学模型。此外,由于生产过程工况条件和技术指标多变,因此需要动态调整优化策略和优化算法,以实现动态调整运行指标。现有的运行指标优化系统大多数解决的是具体工况问题,难以根据实际工况动态调整优化策略。因此设计与开发一个能够在复杂变化工况和技术指标环境下迅速构建优化策略的运行指标优化组态软件,具有重要的意义。本文以某赤铁矿选矿厂选矿过程为背景,依托东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室“973”项目“复杂生产制造过程一体化控制系统理论和技术基础研究”的子课题“具有安全性、协同性、易用性的一体化控制系统的若干技术基础与半实物仿真实验平台的研究”,设计和开发了运行指标优化组态软件,有效的解决了工况条件和技术指标变化的情况下进行运行指标优化策略的调整、重新组态以及参数调整的问题。可以使研究者在复杂工业过程实际环境下组态搭建出符合要求的优化策略及进行参数的配置。本文的主要研究工作如下:1)对选矿生产过程运行优化组态软件进行了需求分析。在介绍现有选矿生产流程的运行优化策略以及运行优化的方法基础上对软件的功能模块进行了需求分析,包括算法组件库模块、优化策略图形组态模块以及运算求解引擎模块等。2)设计了选矿生产过程运行指标优化组态软件。其中设计了优化组态框架,允许用户通过对算法组件以拖拽的方式快速组态出符合要求的优化策略,并能够对算法组件的相关运行参数及算法文件参数进行组态配置以应对变化的生产流程及运行工况;为了使优化算法嵌入到软件平台,设计了算法组件,以用于优化策略组态,算法组件接口支持多语言编写的算法文件,用户通过算法组件封装界面即可方便快捷的建立算法组件;优化策略的运算求解引擎能够对优化策略的结构的完备性进行检验,同时支持多种模式求解。3)综合利用WPF、XML标记语言以及设计模式等多种技术,开发了选矿生产过程运行指标优化组态软件。利用WPF编程框架开发了优化策略图形组态模块以及软件的整体界面;采用XML技术实现了算法封装功能;采用工厂模型实现了算法组件调用功能;采用“订阅-通知”模型实现了模块间数据传递功能。4)以选矿生产为例,针对某一工况,通过开发的软件封装了指定的运行优化算法,组态搭建了全流程运行指标优化策略,验证了软件的优化组态功能、运算求解引擎功能可用、有效。
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