选矿过程电气设备逻辑控制程序测试平台的设计与开发

摘要

在选矿过程中，PLC控制软件中的电气设备逻辑控制程序实现对现场电气设备的启动/停止、故障保护、联锁保护等功能，对生产过程的正常运行发挥着关键作用。由于缺乏规范的测试平台和测试工具，PLC逻辑控制程序往往需要经过工业现场的反复调试才能逐步发现和修正程序错误，因此容易造成拖延现场调试进度，增加调试工作量，严重时还可能在调试过程中发生不可预知的设备安全事故。
　　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)，对选矿过程电气设备的逻辑控制程序的测试方法进行了初步探讨，设计并开发了选矿过程电气设备逻辑控制程序测试平台软件。本文主要工作如下:
　　1.在对选矿过程中相关电气设备的逻辑控制程序的功能和特点进行分析的基础上，讨论了逻辑控制程序测试的问题描述和测试需求;
　　2.研究了电气设备的逻辑控制程序的测试方法，根据电气设备的逻辑控制信号和二次控制原理图将选矿过程中的电气设备进行分类，建立了电气设备的逻辑虚拟对象模型，并讨论了相关电气设备控制程序的测试用例的设计;
　　3.针对Rockwell PLC控制系统，进行了逻辑控制程序的测试平台的结构设计和功能设计，该系统基于对比的动态判定方法，由测试用例加载，被测程序运行模块，程序监控画面模块，虚拟对象模型和动态判定及结果记录等模块组成;
　　4.基于法国TNI逻辑测试软件ControlBuild和美国Rockwell公司的ControlLogix5000系列PLC编程软件，开发了选矿过程电气设备逻辑控制程序测试平台软件;
　　5.以某新建铁选厂选矿项目中的于选站电气设备逻辑控制程序作为被测对象，在所研发的测试平台中进行实验验证，通过对相关电气设备的逻辑控制程序在理想条件、故障条件以及工艺联锁条件下的测试，验证了该测试平台的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景及意义

1．2 软件测试的方法及研究现状

1．3 PLC逻辑控制软件的测试方法及研究现状

1．4 本文的主要工作

第2章 选矿过程逻辑控制程序测试的问题描述和需求分析

2．1 选矿生产过程及自动化控制系统简介

2．1．1 选矿生产过程的简介

2．1．2 选矿过程自动化控制系统

2．2 逻辑控制程序的功能描述

2．3 逻辑控制程序测试中存在的问题

2．4 逻辑控制程序测试的需求分析

2．5 本章小结

第3章 电气设备逻辑控制程序测试平台的总体设计

3．1 测试平台的整体技术思路

3．2 测试平台的总体结构

3．3 测试平台各功能模块设计

3．3．1 测试用例库的设计

3．3．2 虚拟对象模型库的设计

3．3．3 人机交互界面的设计

3．3．4 测试结果脚本的设计

3．4 本章小结

第4章 电气设备逻辑控制程序测试平台的功能模块的开发

4．1 测试平台的软、硬件开发环境

4．1．1 测试平台的硬件环境

4．1．2 测试平台所运行的软件环境

4．1．3 OPC通讯简介

4．2 测试用例的实现

4．2．1 测试用例的开发

4．2．2 测试用例的人机交互界面的开发

4．3 选矿过程相关电气设备的虚拟对象模型的实现

4．3．1 虚拟对象模型的开发

4．3．2 虚拟对象模型的验证

4．4 测试结果判定的实现

4．5 OPC通讯方式的实现

4．6 本章小结

第5章 电气设备逻辑控制程序测试实验及结果分析

5．1 测试的对象和目标

5．2 测试环境的建立

5．3 测试实验及结果分析

5．3．1 远程就地测试及结果分析

5．3．2 联锁投入解除测试及结果分析

5．3．3 设备启停测试及结果分析

5．3．4 故障模拟测试及结果分析

5．3．5 模拟程序错误的测试及结果分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间科研情况