除尘系统人机界面的设计应用

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摘要：随着工业发展的进步，控制水平的提高，人们对人机交互界面的人性化要求越来越高。 本文介绍了除尘控制系统的人机交互系统的基本结构设计。从系统监视级的角度进行的分析，对设计优化生产管理等方面提供了借鉴和参考。

关键词：WinCC 袋式除尘器 人机交互系统

中图分类号：TB18 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0206-01

1 绪论

1.1 系统说明

如何防治大气污染，维护我们的洁净空气成为当前下最为重要的课题环保问题已经不是我们在为明天考虑的问题了，而是我们当下就要面对的严峻课题。除尘器是减少固定污染源中颗粒物污染最有效的设备，拥有良好的人机交互系统将为除尘系统的推广提供帮助。

1.2 袋式除尘器原理

袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器。一般情况下，布袋除尘器是逐渐磨损的，引起磨损的主要原因是粉尘的磨削力，高温引起的滤料变质以及化学物质的腐蚀，当粉尘的磨削力增强时，布袋底部磨损也随之加重，系统容量的增加引起过滤速度增高也能加速磨损。

1.3 干熄焦袋式除尘地面站说明

装置内容包括设在干熄槽顶盖装焦处管道对接装置、烟气输送管道、脉冲阀式除尘器机组、通风机组、消音器、过滤后尾气排放烟囱以及贮灰外运装置。

本系统正常生产时全部采用中央自动工作方式，操作界面为HMI画面。操作台上设系统急停按钮，在紧急状态时使用。

2 监控软件的设计

2.1 监控软件简述

WinCC，是由西门子公司提供的一款功能强大的工业控制组态软件，可以从PLC中、各种数据采集卡中实时采集数据，对控制级设备发出控制命令，并对控制系统进行监控，是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。可以以动画图形的形式显示控制设备的各种状态，为用户提供直观的监控画面，以及实时的控制功能，并可以对历史书籍，进行分析，生产各种报表。就像Windows平台的其他软件一样可以十分方便的利用图形界面为用户开发出良好的交互平台，从而从整体上提高了监控软件的质量。

WinCC所能提供的解决方案适用于所有的工业控制领域，应用程序十分通用，具有很强的可移植性；其内部集成了多语言包，全球多个地区使用；内置大量的操作人机操作界面以及系统操作功能，为用户进行组态操作提供了有力的支持，为编程人员节省了大量的时间。

2.2 软件结构

根据控制系统要求，系统程序设计如下：

除尘控制系统：系统运作、过程和监控、操作记录和历史数据的采集和处理、设备控制

系统运作：系统准备、系统启动、系统停止（集中停止、紧急停止）、系统运转过程控制和监视：温度监控、压力监控、流量监控、料位监控操作记录和历史数据的采集和处理：操作记录和历史数据采集、报表处理设备控制。

2.2.1 监控软件设计

创建项目：在winCC中创建工程项目

创建变量：将PLC的变量通过Tag标签与监控画面上需要显示的变量相联系。

2.2.2 监控软件画面

画面设计一般要求：画面要美观、操作要方便并能高效率地完成工作；画面要根据用户需求设计；画面要根据不同用户的层次设计；画面要人性化。即要有引导用户操作的功能，不能是操作一有误就卡住什么都做不下去，又无任何提示来帮助用户如何进行操作。

HMI画面一般包含如下内容：（1）HMI画面应包含工程或系统的名称标题，用于画面之间的切换的调用菜单：指导操作员如何进行操作的引导功能：时钟显示；当前用户显示；用户登录界面等。（2）画面中的设备应标注设备符号和设备名称。（3）设备的图形和符号各系统要统一，特殊设备可以由编制人酌情确定，并在开发小组中讨论并记录备案。（4）界面颜色：采用默认色（或按用户要求）。（5）文字和元素的外形尺寸：应适合操作员在操作站的彩色显示器上进行操作，不能过大或过小。

HMI画面包括标准画面和应用画面两部分：

标准画面一般包括报警画面、详细点画面、点分组画面、趋势画面等；应用画面一般包括操作画面和工艺流程画面。其主要内容要求如下： （1）操作画面用于系统的选择、参数的设定调节、设备的控制等操作。（2）工艺流程画面用于实时监视除尘系统的工艺生产流程和重要参数，在画面中显示设备的工作和故障状态。（3）报警画面：由过程监视系统提供。除尘系统的报警除了在流程图画面上显示外，对于每一个报警项目，还必须有报警明细画面，报警明细画面通过在过程监视系统组态，格式为其系统提供的标准格式。（4）趋势分组画面：显示重要数据的趋势情况。

3 结语

本文是HMI人际交互界面的软件设计。主要任务有：控制系统变量设定，人机操作界面的绘制，重要参数实时状态设定，趋势曲线图，参数报警等功能。工业组态软件WinCC功能强大，操作简便，具有极其强大的图形化操作能力，可为用户开发颇具人性化的人机操作界面。根据系统要求，并考虑到操作员的习惯，我们设计了以下几个主要画面：报警画面、点分组画面、趋势画面、操作画面和工艺流程画面以及制弹出框等。

良好的人机界面可以直观形象的对现场各个设备的状态进行监控，了解工艺进程。设备的绝大多数操作到在人机界面上来完成，使得工作环境，效率等有显著提高。当设备出现故障时，可以及时的在操作界面得到消息，并可以查询趋势及数据历史，可快速的查出问题所在。

本除尘自动化控制系统是一个有趣的课题，你可以不断的再其中找到亮点，无论是逻辑控制，还是复杂的过程控制，都可以不断的深入进行研究，本文所做的工作是比较浅显或者说是表层的，在今后的工作中，还应不断的深入，提出新的系统优化方案。

参考文献

[1]金以慧.过程控制[M].北京：清华大学出版社，1991.

[2]侯志林.过程控制与自动化化仪表[M].北京：机械工业出版社，1998.

[3]马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001.