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基于面向对象的工业雷管人机隔离控制系统设计

基于面向对象的工业雷管人机隔离控制系统设计

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作者：罗大杰华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

工业雷管人机隔离控制系统生产技术采用视频监控和计算机化管理的安全生产技术。主要特征是基础雷管装填生产所有涉及炸药和起爆药危险工序人机完全隔离,即工位上的加工、工序之间传输、在线检测系统实现无人操作和程序控制。通常采用... 详细信息

工业雷管人机隔离控制系统生产技术采用视频监控和计算机化管理的安全生产技术。主要特征是基础雷管装填生产所有涉及炸药和起爆药危险工序人机完全隔离,即工位上的加工、工序之间传输、在线检测系统实现无人操作和程序控制。通常采用传统的顺序控制方案,在PLC系统中实现。其优点是采用PLC特有的结构化编程方法,程序直观;但在工业雷管人机隔离自动化连续化生产技术中,除了设备数量大,逻辑复杂外,还要求自动化程度高、执行动作连续可靠、每个动作有位置检测和速度检测,实现动态优化、流程变化等,采用传统的顺序控制方案很难实现。针对工业雷管人机隔离的安全措施防护技术、生产效率、质量要求,本文提出基于面向对象的人机隔离控制系统的设计,使面向对象方法在复杂工业控制系统中可以通过简化系统结构以提高开发效率。本文用统一建模语言uml建立了面向对象人机隔离控制系统模型,包括静态模型、动态模型,并结合控制系统的自身特点设计两种模型在工程中的实际方案。面向对象在人机隔离控制系统建模过程中,首先创建了“设备类”,“流程类”和“优化类”。它们的实例化对象具有一定的属性和操作,可以独立完成一些功能。“设备类”根据实际设备抽象而成,“流程类”来源于流程顺序控制的概念,“优化类”是一个新的类,它提高其它类的控制精度。在实现类的抽象化的基础上,由各个类实例化的对象构成系统的两个功能层：联锁层与控制层。在不同的层之间,通过对象的操作和对象之间的通讯,可以实现人机隔离控制系统的流程控制功能,并将各种所需要的信息传递给“优化类”,使优化计算得到更好的实施和控制效果。在实例工程中,面向对象的人机隔离控制表现出相对于传统方法的一系列优势：首先,由于采用了面向对象方法,编程实现更容易,代码的易读性、可重用性和易维护性得到增强,方便的对设备进行增减和功能修改;其次,使用了模块化的开放式结构,从而可以完成高级功能,例如压制优化、流程修改等;最为重要的是面向对象的人机隔离控制系统模型保持了对编程工具的兼容性,可以在DCS系统中轻松实现。

关键词：人机隔离控制系统面向对象 uml建模与设计压制优化

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