在Origin中绘制可选性曲线和分配曲线.pdf

2 0 0 2年 第 4期 矿 业 科 学 技 术 3 1 在 Or i g i n中绘 制可选性 曲线 和分配 曲线 孑 卜 庆 刚 安徽理工大学材料科学与工程 系 摘要 本文利用Mi c r o c a l Or i g i n软件绘制选煤可选性曲线和分配 曲线， 该方法具有q - - 点法的直观方便 和编 程 法精度 高的优 点 ， 有较 高的 实用价 值 。 关键词 O r i g i n可选性 曲线} 分配 曲线 1引言 可选性 曲线和分配 曲线是选煤常用的 曲线， 具 有极 其 重要 的意 义 。可选性 曲线是 根 据物 料浮 沉试 验 结果 ， 绘 制 的一种 用 以表 示物 料 可选 性 的 曲线 ， 它 能反映该物料所有密度级或任意密度级物的质量分 布情况。分配 曲线是不同成分 密度级或粒度级 在 某 一 产 品 中的 分配 率 的 图示 ， 是表 示 分 离 效 果 的特 性 曲 线 。 目前 ， 其绘制方法一般有手工绘制， 程 序绘制 ， 和利用作图软件进行绘制。手工绘制是国际标准规 定的方法， 但绘制速度 较慢 ， 且 易受人为因素的影 响 。 程 序绘 制速 度较快 ， 精度 较 高 ， 但是 较 为复 杂 ， 需 要一定的编程能力 。 所以， 利用合适的软件进行绘图 是一 种 简易可 行 的方式 。 Au t o C a d 、 Ma t l a b 、 Or i g i n等软件都可以进行可 选 性 曲 线 和 分 配 曲 线 的 绘 制 ， 由于 我 们使 用 E x c e l 来输入数据， 因此我 们绘制曲线时， 希望能够直接使 用Ex c e l 中原有的数据。当使用Au t o C a d 、 Ma t l a b等 软 件 与Ex c e l 数据表相联绘制图形时 ， 需要进行一 些设 置 和编程 ， 比较 麻烦 。而 在 Or i g i n中 ， 由于 提供 了丰富的接 口资源， AS C I I 文件 、 Ex c e l 工作簿 、 数据 库文件 ， 甚至波形文件都可以方便的导入。 2 Or i g i n软件简介 Mi c r o c a l Or i g i n是Wi n d o ws平 台下 用于 数据 分 析 、 工程绘图的软件， 像 Mi c r o s o f t Wo r d 、 E x c e l 等一 样 ， 它是一个多文档界面应用程序。Or i g i n功能强 大， 可以绘 制超过 l 0种不 同的二维图形 ， 可 以任意 标绘 、 注释图中的曲线， 并且可以把不 同类型的曲线 图放在一个界面内 e P 当成一幅图 ， 支持彩色曲线、 文字 。能够对 所用数据进行统计分析 ， 给出 t值 ， P 值 。接受输入数据格式有 文本格式 T XT 、 E x c e l ， M a t h e ma t i c s ， Ha r v a r d Gr a p hi c s ， M a t La b， M a t h c a d} 输 出格式 G I F，B MP，J P G，等， 也可直接复制 到 Wo r d ，E x c e l ， P o we r P o i n t 界面 中。在各 国科技 工 作者 中使用较为普遍 ， 它最突出的特点就是使用简 单 ， 其典型应用不需要用户编写任何一行程序代码 。 3 绘制 原理 在Or i g i n中绘制可选性 曲线与分配 曲线的原理 与手工绘制 的方法基本一致， 利用 已知数据， 进行简 单 的 处理 后 ， 在 图 中 描点 ， 将 所 画 出的 点 连 接 成 线 ， 然后 使 用 Or i g i n中 B样 条 曲线 拟合 工 具 进 行 拟 合 ， 得到一条光滑 的曲线 ， 最后再对所使用的坐标和文 字 进行 编 辑 。 与 手工 描 点法 不同 的是 ， 所有 的工 作均 由计算机完成 ， 因此描点准确 ， 拟合光滑 ， 具有精度 高 ， 使用 方 便的 特 点 。 4 绘制方 法 和手工绘制一样 ， 利用 Or i g i n绘制可选性 曲线 与分 配 曲线 ， 首 先 也 需 要一 些 通过 浮 沉试 验 得 到 的 数据表格， 如浮沉试验综合表， 分配率计算表 。与手 工 绘 制 不 同 的 是 ， 这 些 表 格一 般 要进 行 一 些 简单 的 处理 ， 以更好的绘制曲线。 4 ． 1 准备数据 根据习惯 ， 我们在处理实验数据时， 一般将所得 数据 输 入 Ex c e l 进行 处理 ， 如 下 ； L 维普资讯 3 2 矿 业 科 学 技 术 2 0 0 2 年第 4期 表 1 5 0 ～0 ． 5 ram粒级原煤浮沉试验综合衰 密度级 产率 产率 1 灰分 浮物累计 沉物累计 分选密度及产率 k g ／ L ％ ％ 产率 灰分 产率 ％ 灰分 ％ 瞎度 k g ／ L产率 2 ． 0 0 l 1 ． 5 5 9 4 ． 2 3 7 9 ． 6 4 1 0 0 ． 0 0 2 D ． 5 0 l 1 ． 5 5 7 9 ． 6 4 表 1中 的数据 来 自‘ 选 煤 技 术 标准 手册 ’ ， 其 中 ， C 栏中 产率 1 的数据是在 B栏中 产率 的数据的 基 础上 ， 根据手 工制图的要求 ， 利 用 E x c e l 计算得 到 ． 4 ． 2 运行 Or i g i n并在 Or i g i n中进行绘制 1 单 击。 S t a n d a r d ” 工具栏 中的“ Op e n Ex c e l ” 命 令 按 钮 ， 打开 要 读入 的 E x c e l文 件 ， 在弹 出 的 。 Op e n E x c e l ” 对 话 框 中选 择 “ Op e n a s E x c e l Wo r k b o o k 或 “ Op e n a s Or i g i n Wo r k s h e e t ” 这 两种 不 同 的 载 入方 式 后 ， 就在 Or i g i n的工 作 空间 中打 开 了 E x c e l 工 作簿 。 2 单击“ 2 D Gr a p h s ” 工具栏 中的“ L i n e ” 命令按 钮 ， 打开“ S e l e c t D a t a／ o r P l o t t i n g ” 对话框。 然后选择 Ex c e l 表 中的列作为图形的Xy轴 ， 如果我们先绘 制灰分特性 曲线 Q 曲线 ， 则应该以D栏数据作为 轴数据， C栏作为y轴。单击对话框中“ P l o t ” 按钮既 可以D栏 、 C栏为X、 y轴绘制 曲线 。 由于浮物 曲线 B曲线 表示煤 中浮物 累计产率 与其平均灰分的关系， 坐标轴是以灰分为X 轴 ， 浮物 产率为y轴 ， 所以B曲线的坐标轴和 曲线的坐标轴 同方 向， 不同数据栏数据作为X～y轴 ．在 曲线图 中 ， 双击左上方的标志“ 1 ” 表示图层 1 ， 弹出“ L a y e r 1 ” 对话框 ， 单击 “ P l o t As s o c i a t i o n s 按钮， 打开“ S l e c t C o l u mn s f o r P l o t t i n g ” 对话框 ．分别设置 E栏、 F栏 为y、 X 轴， 即可绘制出p曲线． 3 激活L a y e r 1 ， 选择菜单命令“ E d i t I Ne w L a y - e r l Ri g h t Y ， 以原来 L a y e r l中的X 轴为X轴 ， 在原 坐标轴的右边添 加一条 y轴 ， 构成新的 xy坐标 轴 ．在这个坐标轴上 ， 以G栏 沉物 累计产率 、 H栏 沉物 累计灰分 为坐标 ， 根据上述步骤 ， 作出沉物曲 线 8曲线 。同时 产生 新 层 L a y e r 2 。 4 激活 L a y e r 1 ， 选择菜单命令“ Ed i t I Ne w L a y e r l T o p X” ， 以原来 L a y e r l中的 y轴为 y轴 ， 在原坐 标轴的上方添加一条 X轴 ， 构成新的Xy坐标轴． 在这个坐标轴上， 分别 以E栏 浮物 累计产率 、 I 栏 密度 为坐标 ， 根据上述 步骤， 作出密度 曲线 艿曲 线 ．以J栏 分选密度0 ． D、 I 栏 密度 为坐标， 根据 上 述步 骤 ， 作 出密度 0 ． 1曲线 e曲线 。 5 由 以上 各 步 可 得 出五 条 有 一 定 趋 势 数 据 曲 线 ， 还 要 对 曲线 进行 定制 ． ①定制数据 曲线． 双击数据曲线 ， 打开“ P l o t D e t a i l s ” 对话 框 ， 通过 这 个对 话框 可 定 制 曲线属 性 ． ②定制坐标轴 。 双击数据 曲线图的任意坐标轴 ， 可 以打开坐标轴属性对话框， 可 以定制坐标轴的标 题、 比例格式等属性 ． ◎添加文本说明． 为了进一步设定图形 ， 可以在 图形中添加包括文本 、 箭头、 线条和实体等在内的标 注说明． 可以右击图形的任意位置， 从弹 出的快捷菜 单中选择“ Ad d“r e x t ” ． 如 图 1 所 示 ． 从 图 中左上 角 可 以看 出 ， 此 图形 有 三层 ， 分别对应着由不 同坐标轴绘制的 、 8 、 e 、 艿 、 p曲 线 ． 4 ． 3 根据需要拟合曲线 Or i g i n提 供 了强 大的拟 合工具 ， 主要包 括 ① “ An a l y s i s ” 菜单 中的几种基本拟合函数。②“ To o l s 菜单中提供的三种拟合工具 ， 线性拟合工具、 多项式 拟合工具和 S拟合工具．◎非线性最小平方拟合工 具 NL S F 。④ 用户 自定义函数拟合 ． 维普资讯 在 Or i g i n中绘制可选性 曲线和分配 曲线 3 3 图 1根据 数据 直接得 出的原 始 图 在拟 合 之前 ， 要剔 除 不符 合 要求 的效 据 ， 如 e曲 线 的右 端 。首 先 激活 e曲线 ， 单 击 “ Ma s k 工 具栏 的 “ Ma s k P o i n t To g g l e ” 命 令 按 钮， 则 启 动 了 “ D a t a R e a d e r ” 工 具 。 双击 e 曲线 上 的最 右端 ， X1 ． 3 0 ， y_-- 5 6 ． 8 4的效据 点 ， 此 效 据 点变 红 ， 表 示 已被 屏蔽 ．单 击“ Ma s k 工具栏 的“ Hi d e ／ S h o w Ma s k e d P o i n t s ” 命 令按钮 ， 则被屏蔽的效据点被隐藏。 双 击 需 要 拟 合 的数 据 曲线 ， 打 开 “ P l o t D e t a i l s 对话框， 在“ L i n e 选项卡 中选择“ Co n n e c t 下拉列表 框 内 的“ B --S p l i n e 选 项 ， 利 用 B样 条 函 数去 拟 合 曲 线 。如 图 2所示 ， 得 到所 需 曲线 。 灰分 ， ‘ 图 2编辑 拟 合 得到 的正 式 图 在 、 e和 p曲线 中 ， 与 坐标 轴相 交 的端 点用 表 中 原始 数 据 所 不 能直 接 确 定 ， 这 些 端 点 在 手工 作 图 中 需 要 人为 的 根 据 曲线 趋 势 进行 描 点 ， 这 就是 所谓 的 虚拟型值点 。 在Or i g i n中， 这些点可以选择菜单命令 “ An a l y s i s l I n t e r p o l a t e a n d E x t r a p o l a t e ， 进 行 插 值 处理 外插 d 4 ． 4分配 曲线 的 绘制 与可选性 曲线一样 ， 绘制分配曲线首先进行 数 据 处理 ， 采用重 产 品 分配 率绘 制 。如 下表 所示 已知 精 煤实 际产 率 、 中煤 实际 产 率和 入料 密度 组 成 ， 通 过 换算， 最终得出各密度级在重产物 中的分配律 ． 表 2 分配 率计 算表 中煤 密度 中煤 密度 精 煤密 度 精煤 密度 密度级 平均密 度 入 料 密度 计 算 原煤 分配 率 占 产物 占入料 占 产物 占入料 一 1 ．3 0 1 ． 25 1．9 O O． 3O O．2 4 8． 8O 1 ．6 4 1 ． 88 1 2．8O 1 ．30 ～ 1． 40 1 ．35 1 6．30 6 ．40 5 ．21 67 ．70 1 2．59 1 7．80 29．30 I ．4O ～ I． 50 1 ． 45 2 0．60 21 ．3 0 17．3 4 1 6．90 3．1 4 2 0．4 8 84．70 1 ．50～ 1． 60 1 ．55 1 4．60 1 7．60 14 ．3 3 3． 40 0．63 1 4．96 95 ．80 1 ． 6 O ～ I ． 8 0 1 ． 7 0 1 6 ． 9 O 1 7 ． 9 O 1 4 ． 5 7 2 ． 4 0 0 ． 4 5 1 5 ． 0 2 9 7 ． 0 0 1 ．80 2．10 2 9．70 3 6．5 0 29 ．7 1 0． 80 0．15 29 ．86 99 ．50 合计 1 0 0 ． O 0 1 0 0 ． O 0 8 1 ． 4 0 1 0 0 ． 0 0 1 8 ． 6 0 1 0 0 ． O 0 作 图采用近似回归法根据各分配点到曲线距离 的平方和 ， 以尽量小的原则， 绘制一条光滑的S形 曲 线。当分配率为 7 5 ％至分配率为2 5 范围内分配点 较少时， 根据 内插法计算 1 ～2点作为参考点，也可 采用拉格朗 日三点插值公式 。 E Or i g i n中， 这些点可 下转 第 4 6页 维普资讯 4 6 矿 业 科 学 技 术 2 0 0 2年 第 4期 信号记忆及查询程序是处理上、 下井 口信号工和提 升机司机操作问题 的有力依据， 该程序主要功能为 根据时 间先后 ， 依次分类存储 上、 下井 口发 出的信 号 ， 保存 当前信号之前的 3 0个信号 I 查询顺序按 照 后入先 出依次现示。 提升机后备保护程序主要完成速度一行程数据 的采集与处理 ； 速度保护； 深度指示器失效 保护； 卡 罐笼保护 ； 过卷保护等功能 ， 其流程图如图 2． 5 结语 系统编程采用梯形 图， 程序修 改方便 ， 价格低 ； 可同时进行运行和事故记录， 并 可储存 1 0 0 0 0次提 升工况信息； 可方便地扩展建立提 升机 故障诊断系 统 ， 也可与互联网连接， 实现提升机运 行远程监视、 控制、 故障诊断和保护， 对提升机安全运行 ， 降低提 升机事故提供了可靠的技术手段 ． 上 接 第 3 3页 以选 择 菜 单命 令 “ An a l y s i s I I n t e r p o l a t e a n d E x t r a p o l a t e ” ， 进行插值处理 。具体作图步骤与绘制可选性 曲线 相似 ， 也 是先 利用 Or i g i n中 的“ P l o t 命 令 ， 然 后 进行 曲线拟 合 ． 在分 配 曲线上 ， 当分 配 率 为 5 0 所 相 对 应 的 密 度， 称其为实际分选密度。在Or i g i n中， 可以用数据 显示 Da t a D i s p l a y T具来模拟显示屏的功能 ， 动态 显示所选数据点或屏幕点的X Y坐标值．利用“ Da t a D i s p l a y ” 工 具 ， 可 以 方便 快 捷 的 显 示 出 实 际 分 选 密 度值 。由 已知数 据绘 制 的分 配 曲线如 图 3 ∞ g o ∞ 厂 f | l J | | ／ ． ， - 。 ． 7 密度 1 ． 0 1 - l 2 ． 0 Z 2 ． 2 g ／ c ma 图 3分 配 曲 线 参考文献 1 刘远斌．提升机故 障微机 自诊断装 置 的应 用． 矿 山机 械．1 9 9 0 6 2 郑家祥 ，陆玉新．电子测量原理．国防工业 出版 社 ， 1 9 8 0年 3 沈颐亲．提升机 综合后备保护装置 中的若干 问 题．煤炭科学技术， 1 9 9 1 5 4 R o g e r K． L ． D a v i e s ．矿井卷扬机 电子安 全监控 系统．煤炭科学技术 ， 1 9 9 1 6 5 郝用兴．提升机状态智能监测综合后备 保护装 置 研 究．中州 煤炭 ， 2 0 0 0 4 作者 简 介 魏冬 ， 男 ， 3 3岁 ， 在 读研 究生 ． 1 9 9 0年毕 业 于“ 安 徽理 工 大学” 电气 自动化 专 业 ， 后在 淮 南矿 务 局 潘 一 矿运 输 区工作 ， 有 十 年机 电运 输现 场 工作 经 验 ， 2 0 0 0 年 考入“ 安徽 理 工大 学” 电气工 程 系研 究 生班 ． 5 结 束语 本 文介 绍了 一种直 接 使 用应 用软 件 绘 制可 选 性 曲线和分配曲线的方法 ， 绘制过程直观方便 ， 和手工 描点法基本相同 ， 拟合精度很高 ． 该方法无需编制任 何程序， 最多使用 Or i g i n的十几个命 令即可完成全 部绘制和输出工作 ， 简单方便 ， 容易掌握 ， 具有较大 的使用价值． 参考文献 1 李贤国 ， 张荣曾．重力选矿原理．煤炭工业 出版 社 ，1 9 9 2年 2 谢广元等．选矿学．中国矿业大学 出版社 ，2 0 0 1 年． 8月 3 郝红伟 ， 施光凯．Or i g i n 6 ． 0实例教程．中国电力 出版社 ， 2 0 0 0年 作者 简 介 孙庆 刚， 男， 1 9 7 7年 出生， 安徽淮南人 ， 安徽 理 工 大学材料 科 学与 工程 系 2 0 0 0扳硕 士 研 究 生 ， 主 要 从事 选矿 机械 与 自动化 方 面的研 究． ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 竹 O ， ‘．鼍碾夺霉 一 维普资讯