自動(dòng)化編程設(shè)計(jì)及調(diào)試管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水管理中發(fā)揮著重要作用。目前自動(dòng)化編程存在管理效率低問題。本文提出使用C++、C#編程語言進(jìn)行自動(dòng)化編程設(shè)計(jì)及調(diào)試管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包含功能有控制系統(tǒng)編程、設(shè)備管理系統(tǒng)、組件功能開發(fā)、調(diào)試工具開發(fā)、系統(tǒng)管理、代碼自動(dòng)提示功能、代碼自動(dòng)補(bǔ)全功能。采用MVC模式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速開發(fā)，使用開源MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。應(yīng)用結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠提高代碼編寫效率。

關(guān)鍵詞：污水處理;自動(dòng)化控制;代碼補(bǔ)全;代碼提示

引言

污水處理自動(dòng)化管理是利用采集信息對硬件進(jìn)行控制的系統(tǒng)。由于污水處理包含功能比較復(fù)雜，因而開發(fā)污水處理自動(dòng)化管理系統(tǒng)難度也非常大。為提高污水處理自動(dòng)化管理系統(tǒng)開發(fā)效率，文獻(xiàn)[1]設(shè)計(jì)了圖形自動(dòng)編程系統(tǒng)后置處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將道具軌跡信息、工藝信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工程序?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)編程進(jìn)行刀具加工。文獻(xiàn)[2]使用PowerMILL和易語言開發(fā)了數(shù)控加工自動(dòng)化編程系統(tǒng)，應(yīng)用結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的自動(dòng)編程系統(tǒng)提高了刀具切削質(zhì)量。通過文獻(xiàn)分析可見當(dāng)前自動(dòng)化編程管理多在數(shù)控加工管理中進(jìn)行用用，而關(guān)于污水處理軟件控制研究較少，本文進(jìn)行污水處理軟件控制技術(shù)進(jìn)行研究。

1.自動(dòng)化編程設(shè)計(jì)及調(diào)試管理系統(tǒng)需求分析

自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要使用PLC編程編寫系統(tǒng)，傳統(tǒng)的編程方式降低了系統(tǒng)開發(fā)效率，本文就自動(dòng)化控制系統(tǒng)面臨難題進(jìn)行自動(dòng)化編程程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試管理系統(tǒng)開發(fā)，用于提高系統(tǒng)開發(fā)效率。劉曉斌[3]為處理石油行業(yè)中油井污水處理問題，使用PLC技術(shù)進(jìn)行處理。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件方面包括污水泵站設(shè)備、模塊選擇;軟件方面包括格柵池監(jiān)控、集水池監(jiān)控、PLC程序控制。應(yīng)用結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠解決油井污水治理問題。文獻(xiàn)[4]詳細(xì)研究了煤礦污水治理技術(shù)，結(jié)果表明使用自動(dòng)化技術(shù)能夠提高污水處理效率。污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)是使用上位機(jī)進(jìn)行管理、系統(tǒng)中包含了大量的分析儀表和過程儀表、使用遠(yuǎn)程技術(shù)進(jìn)行控制，采用傳統(tǒng)的編程方法進(jìn)行污水自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)時(shí)需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行組件開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置等，為提高污水自動(dòng)化編程效率因此需要開發(fā)自動(dòng)化編程系統(tǒng)進(jìn)行污水處理系統(tǒng)開發(fā)。

自動(dòng)化編程系統(tǒng)包含功能有控制系統(tǒng)編程、設(shè)備管理系統(tǒng)、組件功能開發(fā)、調(diào)試工具開發(fā)、系統(tǒng)管理、代碼自動(dòng)提示功能、代碼自動(dòng)補(bǔ)全功能?？刂葡到y(tǒng)編程提供強(qiáng)大的API接口，方便PLC程序員調(diào)用接口，包含功能有API接口添加、API接口修改、API接口刪除、API接口查看。設(shè)備管理系統(tǒng)包含功能有設(shè)備信息添加、設(shè)備信息查看、設(shè)備信息修改、設(shè)備信息添加、設(shè)備信息刪除。組件功能開發(fā)，是方便PLC程序員進(jìn)行組件二次開發(fā)，提高開發(fā)效率，包含功能有組件自定義、組件添加、組件調(diào)用、組件修改、組件查看。調(diào)試工具開發(fā)是為了方便自動(dòng)化編程系統(tǒng)快速、智能調(diào)試，包含功能有單點(diǎn)調(diào)試、片段調(diào)試。系統(tǒng)管理包含功能有用戶信息添加、用戶信息查看、用戶信息修改、用戶信息刪除。代碼自動(dòng)提示功能包含功能有，代碼規(guī)則添加、代碼規(guī)則修改、代碼自動(dòng)提示、代碼規(guī)則刪除。代碼補(bǔ)全功能包含有代碼語法添加、代碼語法查看、代碼語法修改、代碼語法刪除。

2.自動(dòng)化編程設(shè)計(jì)及調(diào)試管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為提高系統(tǒng)開發(fā)效率，系統(tǒng)采用MVC框架進(jìn)行開發(fā)，如圖1為自動(dòng)化編程程序設(shè)計(jì)架構(gòu)圖。

由圖1可知自動(dòng)化編程程序設(shè)計(jì)架構(gòu)圖是由表示層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層組成。底層使用C++編程語言進(jìn)行自動(dòng)化控制模塊設(shè)計(jì)，應(yīng)用層使用C#編程語言進(jìn)行界面開發(fā)。界面層使用Winform技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，利用C#提供的組件進(jìn)行相應(yīng)自動(dòng)化編程程序界面設(shè)計(jì)。表示層主要進(jìn)行控制系統(tǒng)編程、設(shè)備管理系統(tǒng)、組件功能開發(fā)、調(diào)試工具開發(fā)、系統(tǒng)管理、代碼自動(dòng)提示功能、代碼自動(dòng)補(bǔ)全功能界面展示。業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)層使用開源MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。

2.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1.1控制系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)編程提供強(qiáng)大的API接口，方便PLC程序員調(diào)用接口，包含功能有API接口添加、API接口修改、API接口刪除、API接口查看。底層使用C++調(diào)用設(shè)備API并將其調(diào)入到系統(tǒng)，在進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)可方便快速進(jìn)行控制系統(tǒng)編程。頂層使用C#編程語言進(jìn)行界面開發(fā)，采用UML建模技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。

3. 全過程自動(dòng)化控制污水處理應(yīng)用發(fā)展

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷發(fā)展，城市人口數(shù)量增加，污染排放量隨之增加，水體污染治理難度增加。近年來政府對環(huán)保要求越來越高，目前現(xiàn)行有效的國標(biāo)GB 15580-2011磷肥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB 21904-2008化學(xué)合成類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等。采用傳統(tǒng)的污水管理方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。周長亮[提出采用深度學(xué)習(xí)方法結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行污水處理。所設(shè)計(jì)的智慧污水管控模板是由遠(yuǎn)程交互、智能運(yùn)行以及預(yù)測維護(hù)管理組成，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用到污水治理中實(shí)現(xiàn)了污水智能化管理。楊翠麗為實(shí)現(xiàn)城市污水處理優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建了城市污水處理模型。所構(gòu)建的城市污水模型公式為：，，中包含了物料平衡、執(zhí)行器飽和等約束條件;x表示操作變量;t表示時(shí)間變量。應(yīng)用結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的模型能提高城市污水處理效率。鄭懷禮認(rèn)為全過程自動(dòng)化控制技術(shù)是城鎮(zhèn)污水處理發(fā)展方向，當(dāng)前污水處理中存在非線性、時(shí)變形惡點(diǎn)，很難完成自動(dòng)控制。在此基礎(chǔ)之上構(gòu)建了活性污泥模型，通過仿真結(jié)果表明所開發(fā)的模型能夠進(jìn)行污水處理。

4.結(jié)語

本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)化編程設(shè)計(jì)及調(diào)試管理系統(tǒng)應(yīng)用到污水處理自動(dòng)化編程管理系統(tǒng)中，大幅提高了自動(dòng)化編程效率。通過自動(dòng)代碼提示、代碼調(diào)試有助于提高編程效率和提高代碼故障識(shí)別，從而提高了代碼編寫效率。下一步將在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中引入人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化編程管理。

參考文獻(xiàn)：

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[4]步長存.煤礦污水處理工藝及自動(dòng)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].中國煤炭工業(yè)，2014（02）：46-47.

作者簡介：

邱顯軍（1985-），男，漢族，四川省廣安人，本科學(xué)歷，自動(dòng)化助理工程師職稱，現(xiàn)任重慶耐德能源裝備集成有限公司自控工程師職務(wù)，主要研究方向：工業(yè)自動(dòng)化控制。

（重慶耐德能源裝備集成有限公司，重慶 401121）