虛擬dcs仿真系統(tǒng)及其仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明公開虛擬DCS仿真系統(tǒng)及其仿真方法，其中虛擬DCS仿真系統(tǒng)包括：一DCS控制系統(tǒng)，所述DCS控制系統(tǒng)包括畫面監(jiān)控模塊和組態(tài)模塊，所述畫面監(jiān)控模塊用于終端操作以及畫面監(jiān)測，所述組態(tài)模塊提供實現(xiàn)仿真功能的組態(tài)配置環(huán)境，一控制虛擬控制器集群，所述控制虛擬控制器集群與DCS控制系統(tǒng)相互連通，還包括一仿真虛擬控制器集群，所述仿真虛擬控制器集群在組態(tài)配置環(huán)境下，構(gòu)建不同物理設備模型及過程模型。還包括一仿真平臺，所述仿真平臺統(tǒng)一調(diào)度、管理控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群。本發(fā)明真實再現(xiàn)機組特性，給受訓人員帶來直觀的培訓感受，提高培訓效果。
【專利說明】虛擬DCS仿真系統(tǒng)及其仿真方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬DCS仿真系統(tǒng)及其仿真方法，具體應用于發(fā)電領域。

【背景技術(shù)】
[0002]仿真系統(tǒng)(又稱仿真機)是利用計算機仿真技術(shù)，演示與真實情況相同或相近的發(fā)電機組各種運行方式的狀態(tài)，并可對其進行離線控制，為機組運行值班員和工程技術(shù)人員進行培訓、研究的計算機系統(tǒng)。
[0003]傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)上DCS控制模型軟件一般采取翻譯的方式進行仿真開發(fā)，即采用一套軟件，將真實DCS的畫面、組態(tài)等內(nèi)容重新生成一遍。由于DCS系統(tǒng)有許多不同的產(chǎn)品和型號，因此采用同一套軟件進行翻譯往往伴隨著許多特性、功能、信息的丟失，翻譯后的DCS在仿真系統(tǒng)上只能部分實現(xiàn)真實機組DCS的內(nèi)容，同時其DCS模型的精度也出現(xiàn)了不同程度的下降，這些都降低了仿真系統(tǒng)的整體精度和仿真效果。
[0004]由于采取翻譯方式對電廠DCS系統(tǒng)進行仿真，往往導致仿真精度與仿真效果先天不足。而且，由于翻譯得來的DCS畫面、組態(tài)等核心功能軟件與真實的DCS軟件存在不可替代性，而電廠日常工作中，DCS系統(tǒng)的畫面、組態(tài)存在不斷修改、完善和增加功能的情況，導致翻譯方式的仿真系統(tǒng)會與電廠實際DCS系統(tǒng)脫節(jié)越來越大，培訓效果也必然會越來越差。當偏差到一定程度時，仿真系統(tǒng)便失去了仿真的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供虛擬DCS仿真系統(tǒng)及其仿真方法，將整套現(xiàn)場實際機組上運行的DCS的組態(tài)、畫面、軟件復制到仿真系統(tǒng)上，真實再現(xiàn)機組特性，確保了仿真系統(tǒng)上的DCS畫面、組態(tài)、報警、趨勢、操作及軟件版本等與現(xiàn)場DCS保持完全的一致；給受訓人員帶來直觀的培訓感受，提高培訓效果。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]虛擬DCS仿真系統(tǒng)，包括:
[0008]一 DCS控制系統(tǒng)，所述DCS控制系統(tǒng)包括畫面監(jiān)控模塊和組態(tài)模塊，所述畫面監(jiān)控模塊用于終端操作以及畫面監(jiān)測，所述組態(tài)模塊提供實現(xiàn)仿真功能的組態(tài)配置環(huán)境，
[0009]一控制虛擬控制器集群，所述控制虛擬控制器集群與DCS控制系統(tǒng)相互連通，所述控制虛擬控制器在組態(tài)配置環(huán)境下，用于構(gòu)建仿真系統(tǒng)運行的控制邏輯。
[0010]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，包括一仿真虛擬控制器集群，所述控制虛擬控制器與仿真虛擬控制器通過虛擬通訊連通。
[0011]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述仿真虛擬控制器集群在組態(tài)配置環(huán)境下，構(gòu)建不同物理設備模型及過程模型。
[0012]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，還包括一仿真平臺，所述仿真平臺統(tǒng)一調(diào)度、管理控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群。
[0013]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，還包括一歷史數(shù)據(jù)存儲功能模塊，該歷史數(shù)據(jù)存儲功能模塊用于進行歷史數(shù)據(jù)回放及事故分析、反事故演練、控制邏輯的驗證。
[0014]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述仿真平臺通過軟件通訊接口分別連接控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群。
[0015]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述控制虛擬控制器集群由若干個控制虛擬控制器構(gòu)成，且每個控制虛擬控制器對應一個特定控制編號；
[0016]所述仿真虛擬控制器集群由若干個仿真虛擬控制器構(gòu)成，且每個仿真虛擬控制器對應一個特定仿真編號。
[0017]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述仿真平臺根據(jù)需要手動調(diào)用不同控制編號的控制虛擬控制器以及不同仿真編號的仿真虛擬控制器。
[0018]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述仿真平臺在配置文件中鍵入不同控制編號的控制虛擬控制器以及不同仿真編號的仿真虛擬控制器，在仿真平臺自動運行情況下自動開啟對應控制虛擬控制器和仿真虛擬控制器。
[0019]虛擬DCS仿真方法，包括以下步驟:
[0020]步驟一、進入仿真運行狀態(tài)后，操作人員點擊DCS控制系統(tǒng)的畫面中的具體設備，并下達動作指令；
[0021]步驟二、動作指令傳送到控制虛擬控制器，控制虛擬控制器收到命令后進行邏輯判斷，如果符合動作條件，則發(fā)出具體設備動作命令；若不符合動作條件，則本次操作指令無效；
[0022]步驟三、仿真虛擬控制器中的具體設備模型收到動作指令后，具體設備模型動作后，并向控制虛擬控制器反饋當前狀態(tài)；
[0023]步驟四、控制虛擬控制器檢測到具體設備模型動作后，更新數(shù)據(jù)庫信息后，則DCS控制系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)庫信息，并在步驟一中的畫面予以顯示。
[0024]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，步驟一之前還包括調(diào)用虛擬控制器集群的步驟，若虛擬控制器集群第一次運行，則在組態(tài)配置環(huán)境中分別連接所有控制虛擬控制器和仿真虛擬控制器，讀入控制邏輯組態(tài)或仿真模型組態(tài)，下裝運行并寫盤保存。
[0025]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0026]本發(fā)明在原有DCS控制系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)的，通過控制虛擬控制器的方式運行實際控制器的控制邏輯算法；
[0027]通過仿真虛擬控制器的方式用來模擬現(xiàn)場設備——例如鍋爐、汽輪機、發(fā)電機等設備和系統(tǒng)，以及壓力、溫度和流量等相關(guān)參數(shù)；
[0028]通過仿真平臺對虛擬控制器集群的統(tǒng)一調(diào)度和管理，實現(xiàn)了全廠DCS系統(tǒng)的1:1虛擬DCS仿真。
[0029]這種虛擬DCS的仿真方式的仿真系統(tǒng)精度高、動態(tài)特性好、仿真效果逼真，因此可以真實體現(xiàn)各個系統(tǒng)或設備的相互影響和動態(tài)變化，運行人員可以在仿真機上進行學習、訓練和考核，提高運行人員的技術(shù)水平和心理素質(zhì)，有效減少判斷失誤和操作失誤，從而為保障實際機組的穩(wěn)定、安全運行奠定基礎。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明的硬件實施平臺圖。
[0032]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0033]圖3為本發(fā)明的工作原理圖。
[0034]圖4為本發(fā)明的實施例仿真示意圖。

【具體實施方式】
[0035]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0036]參照圖1，虛擬DCS仿真系統(tǒng)的硬件實施平臺，包括:
[0037]—教練員站1，教練員站安裝DCS控制系統(tǒng)，仿真平臺以及虛擬控制器集群；其中虛擬控制器集群包含控制虛擬控制器集群和仿真虛擬控制器集群；
[0038]一操作員站2，操作員站安裝DCS控制系統(tǒng)，其操作界面以及操作按鈕與實際操作現(xiàn)場一致；
[0039]還包括一就地站3，提供仿真系統(tǒng)所需就地設備的模擬操作畫面和操作按鈕，
[0040]一多媒體站4，包括投影儀和音箱，多媒體站4模擬現(xiàn)場集控室中的大屏幕顯示同時用作聲音報警站，
[0041]根據(jù)實際需要，還包括一工程師站5，所述工程師站通過網(wǎng)絡連接教練員站上的控制和仿真虛擬控制器，用于對仿真系統(tǒng)進行調(diào)試及修改。
[0042]上述教練員站I,操作員站2，就地站3以及多媒體站4和工程師站5，通過星型聯(lián)接方式全部連接到交換機上，進行數(shù)據(jù)信號的傳遞。
[0043]從網(wǎng)絡設計圖可以看出，根據(jù)具體使用功能的不同，工作站分為四個部分:
[0044]1.操作員站
[0045]操作員站CRT上顯示包含現(xiàn)場整個DCS控制系統(tǒng)的所有畫面，并提供與現(xiàn)場一致的操作方式對操作員進行訓練。操作員站的操作畫面與現(xiàn)場畫面完全相同，具有以下功倉泛:
[0046].監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)每個模擬量和開關(guān)量；
[0047].顯示并確認報警；
[0048].控制設備操作；
[0049].建立趨勢畫面并獲取趨勢信息；
[0050].生成報表；
[0051]2.教練員站
[0052]教練員站可以對虛擬控制器集群進行管理，它提供一個簡便的圖形操作界面，通過鼠標點擊實現(xiàn)以下功能:
[0053].機組啟停及實時運行功能；
[0054].凍結(jié)/解凍功能；
[0055].工況保存(只要計算機硬盤空間允許，工況數(shù)不受限制)、回退；
[0056].故障設置功能(根據(jù)需要隨時設置單個/組合故障)；
[0057].工況的重演功能；
[0058].能借助CRT顯示出正在運算的數(shù)學模型中的有關(guān)參數(shù)；
[0059].對操作員的操作過程進行評分；
[0060].能在線和離線對模型塊修改、擴充、調(diào)試；
[0061].在教練員站上可設置外部參數(shù)(如環(huán)境溫度等)，在仿真機運行中改變外部參數(shù)，以真實反映機組實際運行環(huán)境。
[0062]3.就地站(兼做多媒體站)
[0063]就地站是向培訓人員提供就地操作訓練手段的終端設備，其功能是仿真不在DCS系統(tǒng)中的主要就地設備。
[0064]仿真對象一般選取機組啟停和故障處理中必須操作的就地設備。就地操作站以圖形方式在CRT/LCD上顯示電廠的蒸汽、水、煤、油、電等各個系統(tǒng)的流程，采用人機交互方式通過點擊鼠標可以實現(xiàn)主要就地設備的操作，操作結(jié)果通過網(wǎng)絡送入主機參與模型運算。
[0065]通過投影儀和音箱，多媒體站以圖形方式投影顯示大屏幕、光字牌、工業(yè)電視及其它在集控室立盤上顯示的轉(zhuǎn)速表、功率表等主要表計，以及聲音報警。
[0066]4.工程師站
[0067]工程師工作站是為軟件工程師設置的終端設備，控制系統(tǒng)工程師站是工程師站的另外一種形式。工程師站可以實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的修改、擴充、開發(fā)、調(diào)試以及工程分析等，功能如下:
[0068].能在線和離線對模型塊修改、擴充、調(diào)試；
[0069].能借助CRT顯示出正在運算的數(shù)學模型中的有關(guān)參數(shù)；
[0070].能訪問子程序庫和全部支持軟件；
[0071].對程序進行編譯、連接、裝入、調(diào)試、運行；
[0072].能通過主機查找需要的技術(shù)資料和修改技術(shù)資料，需要時打印新資料。
[0073]從本質(zhì)上說，虛擬DCS系統(tǒng)就是一套沒有運行于現(xiàn)場的DCS系統(tǒng)，其I/O交互對象不是現(xiàn)場1/0，而是仿真系統(tǒng)內(nèi)的物理模型。
[0074]參照圖2，虛擬DCS仿真系統(tǒng)，具體包括:
[0075]一虛擬控制器集群100，所述虛擬控制器集群100包括一控制虛擬控制器集群110和一仿真虛擬控制器集群120，所述控制虛擬控制器集群110與仿真虛擬控制器集群120通過虛擬I/o通訊連通，
[0076]本發(fā)明中的控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群主要針對于工藝、生產(chǎn)過程中的過程控制；
[0077]一 DCS控制系統(tǒng)200，所述DCS控制系統(tǒng)包括畫面監(jiān)控模塊和組態(tài)模塊，所述畫面監(jiān)控模塊用于終端操作以及畫面監(jiān)測，所述組態(tài)模塊提供虛擬控制器集群和仿真虛擬控制器集群分別實現(xiàn)仿真功能的組態(tài)配置環(huán)境，
[0078]以及一仿真平臺300，所述仿真平臺通過軟件通訊接口統(tǒng)一調(diào)度和管理虛擬控制器集群；一般采用API接口。
[0079]所述控制虛擬控制器集群110在組態(tài)配置環(huán)境下，用于構(gòu)建或者直接復制仿真系統(tǒng)運行與實際機組完全一致的控制邏輯；所述仿真虛擬控制器集群120在組態(tài)配置環(huán)境下，構(gòu)建不同物理設備模型和過程模型。
[0080]還包括一歷史數(shù)據(jù)存儲功能模塊400，該歷史數(shù)據(jù)存儲功能模塊用于進行歷史數(shù)據(jù)回放及事故分析、反事故演練、控制邏輯的驗證。
[0081]上述仿真虛擬控制器集群用于構(gòu)建不同物理設備模型和過程模型，可實現(xiàn)虛擬DCS仿真的基礎功能，還可以實現(xiàn)更多仿真功能；在實際使用過程中，還可以采用matlab軟件或者其他方式來實現(xiàn)。
[0082]上述控制虛擬控制器集群由若干個控制虛擬控制器構(gòu)成，且每個控制虛擬控制器對應一個特定控制編號(Ctrl ID號)；仿真虛擬控制器集群由若干個仿真虛擬控制器構(gòu)成，且每個仿真虛擬控制器對應一個特定仿真編號(Simp ID號)。
[0083]仿真平臺根據(jù)需要手動調(diào)用不同Ctrl ID號的控制虛擬控制器以及不同Simp ID號的仿真虛擬控制器。
[0084]仿真平臺在配置文件中鍵入不同Ctrl ID號的控制虛擬控制器以及不同Simp ID號的仿真虛擬控制器，在仿真平臺自動運行情況下自動開啟對應控制虛擬控制器和仿真虛擬控制器。
[0085]控制虛擬控制器包括算法模塊庫，在組態(tài)配置環(huán)境下，操作人員調(diào)用算法模塊庫后，用于構(gòu)建或者直接復制仿真系統(tǒng)運行與實際機組完全一致的控制邏輯；由于算法完全一致，使得控制虛擬控制器能在仿真系統(tǒng)中1:1完全運行真實的硬件分散處理單元控制器中運行的控制邏輯算法。
[0086]仿真虛擬控制器包括數(shù)學模型庫，操作人員調(diào)用數(shù)學模型庫后，構(gòu)建不同物理設備模型和過程模型，用于仿真模擬不同的現(xiàn)場物理設備運行狀態(tài)一例如鍋爐、汽輪機、發(fā)電機等設備和系統(tǒng)，以及壓力、溫度和流量等相關(guān)參數(shù)。
[0087]參照圖3，虛擬DCS仿真方法，包括以下步驟:
[0088]步驟S01、仿真平臺調(diào)用虛擬控制器集群:
[0089]在仿真平臺Simpanel.1ni配置文件中，[SDPU]字段中Ctrl ID為控制虛擬控制器的ID號，Simp ID為仿真虛擬控制器的ID號。
[0090]當仿真平臺Simpanel啟動時,會提示選擇手動或自動開啟虛擬控制器,如果選擇自動，則仿真平臺Simpanel將按照Simpanel.1ni配置文件,啟動開啟全部Ctrl ID、SimpID中所配置的虛擬控制器。
[0091]全部虛擬控制器集群啟動完成后，如果是第一次運行，還需要在組態(tài)配置環(huán)境中連接所有虛擬控制器，讀入控制邏輯組態(tài)或仿真模型組態(tài)，下裝運行并寫盤保存。
[0092]之后仿真系統(tǒng)進入仿真運行狀態(tài)。下次開啟時虛擬控制器不需要再次讀入組態(tài)，它會默認運行上次保存的組態(tài)。
[0093]步驟S02、進入仿真運行狀態(tài)后，操作人員點擊DCS控制系統(tǒng)的畫面中的具體設備，并下達動作指令；
[0094]步驟S03、動作指令傳送到控制虛擬控制器，控制虛擬控制器收到命令后進行邏輯判斷，如果符合動作條件，則發(fā)出具體設備動作命令；若不符合動作條件，則本次操作指令無效；
[0095]步驟S04、仿真虛擬控制器中的具體設備模型收到動作指令后，具體設備模型動作后，并向控制虛擬控制器反饋當前狀態(tài)；
[0096]步驟S05、控制虛擬控制器檢測到具體設備模型動作后，更新數(shù)據(jù)庫信息后，則DCS控制系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)庫信息，并在步驟S02的畫面予以顯示。
[0097]下文以電機啟動為實施例，具體闡述虛擬DCS仿真方法如下:
[0098]進入仿真運行狀態(tài)后，操作員可以在操作員站的畫面上進行設備操作，比如啟動一臺電機，操作后啟動命令將先傳送到控制虛擬控制器VDPU，控制虛擬控制器VDPU收到命令后進行邏輯判斷，如果符合啟動條件，則發(fā)出電機啟動命令(測點值變?yōu)镮)。
[0099]仿真虛擬控制器SDPU中的電機模型收到電機啟動命令后，模型動作。啟動完成后，運行狀態(tài)反饋發(fā)生變化(測點值變?yōu)镮)。
[0100]仿真虛擬控制器VDPU檢測到電機運行狀態(tài)為1，更新數(shù)據(jù)庫信息。操作員站上的畫面實時讀取數(shù)據(jù)庫信息，畫面上的電機狀態(tài)刷新為運行狀態(tài)。操作過程完畢。
[0101]下面結(jié)合實施例，進一步闡述采用虛擬DCS仿真系統(tǒng)的某600MW仿真系統(tǒng)的仿真效果:
[0102]1、穩(wěn)態(tài)仿真精度
[0103]在項目現(xiàn)場調(diào)試結(jié)束后，對600MW超臨界仿真系統(tǒng)的測試驗收。驗收過程中，對仿真系統(tǒng)硬件、仿真系統(tǒng)軟件、模型軟件的功能進行了檢查測試，對模型系統(tǒng)進行了啟動、停機的動態(tài)過程操作，并抽取50^^75^^100%三個負荷點檢驗了仿真數(shù)值的精度，驗收結(jié)果表明，仿真系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的精度滿足ISAS77.20-1993國際標準要求，關(guān)鍵參數(shù)的計算值與參考機組設計值的靜態(tài)誤差均小于I%。
[0104]2、暫態(tài)與事故仿真
[0105]在仿真機模擬事故、啟停等暫態(tài)運行時，仿真機參數(shù)的變化趨勢必須正確，報警和自動動作要與實際機組的響應保持一致。另外，仿真機的暫態(tài)響應與參考機組的暫態(tài)響應數(shù)據(jù)比較時，關(guān)鍵參數(shù)偏差不超過5%。
[0106]圖4為高壓加熱器給水管道泄漏事故(程度15% )仿真時的參數(shù)變化趨勢，如圖所示，在泄漏事故投入后，#2高加水位迅速上升，正常疏水門自動控制開大以維持水位穩(wěn)定，由于泄漏發(fā)生后給水流量減少，主汽壓力、機組負荷呈下降趨勢，在燃料自動、給水自動的控制下，燃料量、給水流量增加，之后主汽壓力、負荷部分恢復原設定目標。值得注意的是主汽溫度的變化，在事故過程中，主汽溫度盡管由減溫水自動控制，但在一級、二級減溫達到最大開度后，主汽溫度最高升到約577°C，高溫管屏的溫度都有一定程度的上升，因此，對于超臨界直流爐，在處理高加泄漏事故時，應密切監(jiān)視高過汽溫、壁溫的變化，防止超溫爆管，必要時應降負荷運行，這是與亞臨界汽包爐在處理相同事故時的一個很大不同之處。
[0107]采用虛擬DCS仿真技術(shù)的仿真系統(tǒng)精度高、動態(tài)特性好、仿真效果逼真，因此可以真實體現(xiàn)各個系統(tǒng)或設備的相互影響和動態(tài)變化，運行人員可以在仿真機上進行學習、訓練和考核，提高運行人員的技術(shù)水平和心理素質(zhì)，有效減少判斷失誤和操作失誤，從而為保障實際機組的穩(wěn)定、安全運行奠定基礎。
[0108]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一 DCS控制系統(tǒng)，所述DCS控制系統(tǒng)包括畫面監(jiān)控模塊和組態(tài)模塊，所述畫面監(jiān)控模塊用于終端操作以及畫面監(jiān)測，所述組態(tài)模塊提供實現(xiàn)仿真功能的組態(tài)配置環(huán)境， 一控制虛擬控制器集群，所述控制虛擬控制器集群與DCS控制系統(tǒng)相互連通，所述控制虛擬控制器在組態(tài)配置環(huán)境下，用于構(gòu)建仿真系統(tǒng)運行的控制邏輯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:包括一仿真虛擬控制器集群，所述控制虛擬控制器集群與仿真虛擬控制器集群通過虛擬通訊連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真虛擬控制器集群在組態(tài)配置環(huán)境下，構(gòu)建不同物理設備模型及過程模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:還包括一仿真平臺，所述仿真平臺統(tǒng)一調(diào)度、管理控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項權(quán)利要求所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:還包括一歷史數(shù)據(jù)存儲功能模塊，該歷史數(shù)據(jù)存儲功能模塊用于進行歷史數(shù)據(jù)回放及事故分析、反事故演練、控制邏輯的驗證。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真平臺通過軟件通訊接口分別連接控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述控制虛擬控制器集群由若干個控制 虛擬控制器構(gòu)成，且每個控制虛擬控制器對應一個特定控制編號。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真虛擬控制器集群由若干個仿真虛擬控制器構(gòu)成，且每個仿真虛擬控制器對應一個特定仿真編號。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真平臺根據(jù)需要手動調(diào)用不同控制編號的控制虛擬控制器以及不同仿真編號的仿真虛擬控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真平臺在配置文件中鍵入不同控制編號的控制虛擬控制器以及不同仿真編號的仿真虛擬控制器，在仿真平臺自動運行情況下自動開啟對應控制虛擬控制器和仿真虛擬控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述控制虛擬控制器包括算法模塊庫，在組態(tài)配置環(huán)境下，操作人員調(diào)用算法模塊庫，用于構(gòu)建仿真系統(tǒng)運行的控制邏輯。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述控制虛擬控制器包括算法模塊庫，在組態(tài)配置環(huán)境下，操作人員直接復制現(xiàn)場實際控制系統(tǒng)的組態(tài)邏輯，用于實現(xiàn)與現(xiàn)場實際機組完全一致的控制邏輯。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的虛擬DCS仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述仿真虛擬控制器包括數(shù)學模型庫，在組態(tài)配置環(huán)境下，操作人員調(diào)用數(shù)學模型庫后，構(gòu)建不同物理設備模型和過程模型，用于仿真模擬不同的現(xiàn)場物理設備運行狀態(tài)和動態(tài)特性。
14.虛擬DCS仿真方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、進入仿真運行狀態(tài)后，操作人員點擊DCS控制系統(tǒng)的畫面中的具體設備，并下達動作指令； 步驟二、動作指令傳送到控制虛擬控制器，控制虛擬控制器收到命令后進行邏輯判斷，如果符合動作條件，則發(fā)出具體設備動作命令；若不符合動作條件，則本次操作指令無效；步驟三、仿真虛擬控制器中的具體設備模型收到動作指令后，具體設備模型動作后，并向控制虛擬控制器反饋當前狀態(tài)； 步驟四、控制虛擬控制器檢測到具體設備模型動作后，更新數(shù)據(jù)庫信息后，則DCS控制系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)庫信息，并在步驟一中的畫面予以顯示。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬DCS仿真方法，其特征在于，步驟一之前還包括調(diào)用虛擬控制器集群的步驟，若虛擬控制器集群第一次運行，則在組態(tài)配置環(huán)境中分別連接所有控制虛擬控制器和仿真虛擬控制器，讀入控制邏輯組態(tài)或仿真模型組態(tài)，下裝運行并寫盤保存；所述虛擬控制 器集群包括控制虛擬控制器集群以及仿真虛擬控制器集群。
【文檔編號】G09B5/08GK104077933SQ201410292636
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】李立強, 薛麒麟, 祝春良 申請人:新華控制工程有限公司