控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用方法及dpu的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用的方法及分散處理單元，其中，所述方法包括：分散處理單元DPU接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件；如果所述DPU收到仿真命令，則根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行，否則將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行；其中，所述控制組態(tài)在所述控制系統(tǒng)和所述仿真系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變化。這種方法不需要對(duì)控制組態(tài)做任何修改，使得同一套控制組態(tài)既可用于實(shí)際控制系統(tǒng)中，又可用于仿真系統(tǒng)中，使用方便，效率高。
【專利說明】控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用方法及DPU

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互 直接使用的方法及分散處理單元（Distributed Processing Unit,簡稱DPU)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代電廠中，分散控制系統(tǒng)（Distributed Control Systems,簡稱DCS)越來越 普及，對(duì)熱控人員的要求越來越高，熱控人員技能的培訓(xùn)和提高就顯得非常重要，日益受到 重視。近年來，DCS的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在我國得到了廣泛應(yīng)用。通過仿真培訓(xùn)，運(yùn)行人員可以 全面掌握機(jī)組的運(yùn)行特性，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性。
[0003] 傳統(tǒng)火電廠培訓(xùn)用仿真機(jī)一般是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，利用計(jì)算機(jī)軟件程序完成DCS控 制功能和邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真。雖然實(shí)現(xiàn)成本不高，也能夠完成復(fù)雜的培訓(xùn)仿真應(yīng)用功能，但 是，仿真系統(tǒng)不是完全按照實(shí)際應(yīng)用來做的，軟件功能的逼真度和可信度相對(duì)不高，跟蹤修 改較難，不能完成運(yùn)行人員培訓(xùn)功能以外的高級(jí)應(yīng)用功能。隨著電廠自動(dòng)化程度的提高，仿 真方案還需滿足諸如性能計(jì)算，運(yùn)行分析，事故回放，故障診斷等復(fù)雜的仿真應(yīng)用功能。因 此，急需提出一種可以直接在控制系統(tǒng)與仿真系統(tǒng)中使用同一套控制組態(tài)的方法，能夠經(jīng) 濟(jì)和廣泛地應(yīng)用于人員培訓(xùn)、在線檢測(cè)、故障診斷和設(shè)計(jì)調(diào)試控制系統(tǒng)，滿足火力發(fā)電等過 程工業(yè)"數(shù)字化"的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接 使用的方法及分散處理單元，使得同一套控制組態(tài)既可用于實(shí)際控制系統(tǒng)中，又可用于仿 真系統(tǒng)中，使用方便，效率高。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直 接使用的方法，包括：
[0006] 分散處理單元DPU接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件；
[0007] 如果所述DPU收到仿真命令，則根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn) 行，否則將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行；其中，所述控制組態(tài)在所述控制系統(tǒng)和所述仿 真系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變化。
[0008] 進(jìn)一步地，所述DPU根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行，包括：
[0009] 所述DPU加載所述仿真文件，將所述仿真文件中記錄的輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志置1，根 據(jù)仿真標(biāo)志為1的輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的系統(tǒng)唯一識(shí)別碼SID獲得所述輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)，在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果。
[0010] 進(jìn)一步地，所述DF*U將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)彳丁，包括：
[0011] 所述DPU從卡件中獲取輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組 態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果，其中，所述輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志默認(rèn)為0。
[0012] 進(jìn)一步地，所述方法還包括：
[0013] 所述DPU周期掃描所有輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志，當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為1時(shí)，根據(jù)所 述輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的SID獲得該輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組 態(tài)；當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為〇時(shí)，從卡件中獲取該輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn) 行所述控制組態(tài)，進(jìn)行控制組態(tài)邏輯運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果。
[0014] 進(jìn)一步地，所述仿真系統(tǒng)和所述控制系統(tǒng)的算法庫、數(shù)據(jù)庫以及工程運(yùn)行目錄是 相同的。
[0015] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種分散處理單元，包括：
[0016] 接收觸發(fā)模塊，用于接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件和仿真命令，并在收到仿真命令 后觸發(fā)仿真模塊運(yùn)行，否則觸發(fā)控制模塊運(yùn)行；
[0017]仿真模塊，用于在收到仿真命令后，根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中 運(yùn)行；
[0018] 控制模塊，用于將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行；
[0019] 其中，所述控制組態(tài)在所述控制系統(tǒng)和所述仿真系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變化。
[0020] 進(jìn)一步地，所述仿真模塊，用于根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行， 包括：
[0021] 加載所述仿真文件，將所述仿真文件中記錄的輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志置1，根據(jù)仿真標(biāo) 志為1的輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的系統(tǒng)唯一識(shí)別碼SID獲得所述輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿 真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果。
[0022] 進(jìn)一步地，所述控制模塊，用于將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行，包括：
[0023] 所述DPU從卡件中獲取輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組 態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果，其中，所述輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志默認(rèn)為〇。
[0024] 進(jìn)一步地，所述分散處理單元還包括：
[0025] 周期掃描模塊，用于周期掃描所有輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志，當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為1 時(shí)，根據(jù)所述輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的SID獲得該輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行 所述控制組態(tài)；當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為〇時(shí)，從卡件中獲取該輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控 制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，最后進(jìn)行控制組態(tài)邏輯運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果。
[0026] 進(jìn)一步地，所述仿真系統(tǒng)和所述控制系統(tǒng)的算法庫、數(shù)據(jù)庫以及工程運(yùn)行目錄是 相同的。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用的 方法及分散處理單元，不需要對(duì)控制組態(tài)做任何修改，可直接用于仿真系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。基 于相同的控制組態(tài)以及仿真系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的算法庫、數(shù)據(jù)庫以及工程運(yùn)行目錄完全一 致，在調(diào)試過程中可以進(jìn)行各種工況的模擬和試驗(yàn)；可以利用仿真機(jī)整定熱工參數(shù)，整定的 熱工參數(shù)可直接應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)；可以為真實(shí)DCS保存的工況進(jìn)行回放提供可能，用于分 析事故的原因；運(yùn)行人員可以對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)及聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是實(shí)施例中分散處理單元結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖2是實(shí)施例中控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用的方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中 的特征可以相互任意組合。
[0031] 實(shí)施例：
[0032] 如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種分散處理單元DPU，其中，所述DPU包括：
[0033] 接收觸發(fā)模塊，用于接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件和仿真命令，并在收到仿真命令 后觸發(fā)仿真模塊運(yùn)行，否則觸發(fā)控制模塊運(yùn)行；
[0034] 仿真模塊，用于在收到仿真命令后，根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中 運(yùn)行；
[0035] 控制模塊，用于將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行；
[0036] 其中，所述控制組態(tài)在所述控制系統(tǒng)和所述仿真系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變化。
[0037] 其中，所述仿真模塊，用于根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行，包 括：
[0038] 加載所述仿真文件，將所述仿真文件中記錄的輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志置1，根據(jù)仿真標(biāo) 志為1的輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的系統(tǒng)唯一識(shí)別碼SID獲得所述輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿 真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果。其中，所述控制模塊，用于將所述控制組 態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行，包括：
[0039] 所述DPU從卡件中獲取輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組 態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果，其中，所述輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志默認(rèn)為〇。
[0040] 此外，所述分散處理單元還包括：
[0041] 周期掃描模塊，用于周期掃描所有輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志，當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為1 時(shí)，根據(jù)所述輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的SID獲得該輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行 所述控制組態(tài)；當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為0時(shí)，從卡件中獲取該輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控 制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，最后進(jìn)行控制組態(tài)邏輯運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果。
[0042] 其中，所述仿真系統(tǒng)和所述控制系統(tǒng)的算法庫、數(shù)據(jù)庫以及工程運(yùn)行目錄是相同 的。
[0043] 在現(xiàn)有技術(shù)中控制系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)分別有各自獨(dú)立的控制組態(tài)，控制系統(tǒng)的控制 組態(tài)無法用于仿真系統(tǒng)，因此，通常需要建立兩套控制組態(tài)，仿真系統(tǒng)不是完全按照控制來 做的，跟蹤修改較難，不能完成運(yùn)行人員培訓(xùn)功能以外的高級(jí)應(yīng)用功能。而本實(shí)施例提供了 一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用的方法，不需要對(duì)控制組態(tài)做任何修改， 可將控制系統(tǒng)的控制組態(tài)直接用于仿真系統(tǒng)中，仿真系統(tǒng)與控制系統(tǒng)完全一致，可以滿足 諸如性能計(jì)算，運(yùn)行分析，事故回放，故障診斷等復(fù)雜的仿真應(yīng)用功能。如圖2所示，該方法 包括以下步驟：
[0044] S101 :分散處理單元DPU接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件；
[0045] 其中，上位機(jī)根據(jù)仿真對(duì)照表編譯生成仿真二進(jìn)制文件，并將該仿真文件下載至 DPU。其中，仿真文件是按照仿真對(duì)照表編譯而成，記錄了所有需要仿真的輸入點(diǎn)的二進(jìn)制 文件。仿真對(duì)照表是根據(jù)仿真需要整理成的仿真點(diǎn)與源點(diǎn)的對(duì)照表，格式為CSV格式。上 位機(jī)通過單獨(dú)的程序，將仿真對(duì)照表按照特定結(jié)構(gòu)編譯成二進(jìn)制文件（.simu文件)，可以根 據(jù)每個(gè)仿真點(diǎn)的仿真源地址SID獲取仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。仿真點(diǎn)結(jié)構(gòu)如下：
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種控制組態(tài)在仿真與控制系統(tǒng)間相互直接使用的方法，包括： 分散處理單元DPU接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件； 如果所述DPU收到仿真命令，則根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行，否 則將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)彳丁 ；其中，所述控制組態(tài)在所述控制系統(tǒng)和所述仿真系 統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變化。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于： 所述DPU根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行，包括： 所述DPU加載所述仿真文件，將所述仿真文件中記錄的輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志置1，根據(jù)仿 真標(biāo)志為1的輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的系統(tǒng)唯一識(shí)別碼SID獲得所述輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于： 所述DF*U將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)彳T，包括： 所述DPU從卡件中獲取輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸 出邏輯運(yùn)算結(jié)果，其中，所述輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志默認(rèn)為0。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述方法還包括： 所述DPU周期掃描所有輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志，當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為1時(shí)，根據(jù)所述輸入 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的SID獲得該輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)；當(dāng) 輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為〇時(shí)，從卡件中獲取該輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn)行所 述控制組態(tài)，進(jìn)行控制組態(tài)邏輯運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于： 所述仿真系統(tǒng)和所述控制系統(tǒng)的算法庫、數(shù)據(jù)庫以及工程運(yùn)行目錄是相同的。
6. -種分散處理單兀，包括： 接收觸發(fā)模塊，用于接收上位機(jī)發(fā)送的仿真文件和仿真命令，并在收到仿真命令后觸 發(fā)仿真模塊運(yùn)行，否則觸發(fā)控制模塊運(yùn)行； 仿真模塊，用于在收到仿真命令后，根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn) 行； 控制模塊，用于將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行； 其中，所述控制組態(tài)在所述控制系統(tǒng)和所述仿真系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)不發(fā)生變化。
7. 如權(quán)利要求6所述的分散處理單元，其特征在于： 所述仿真模塊，用于根據(jù)所述仿真文件將控制組態(tài)在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行，包括： 加載所述仿真文件，將所述仿真文件中記錄的輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志置1，根據(jù)仿真標(biāo)志為 1的輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的系統(tǒng)唯一識(shí)別碼SID獲得所述輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿真系 統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求6所述的分散處理單元，其特征在于： 所述控制模塊，用于將所述控制組態(tài)在控制系統(tǒng)中運(yùn)行，包括： 所述DPU從卡件中獲取輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng)中運(yùn)行所述控制組態(tài)，輸 出邏輯運(yùn)算結(jié)果，其中，所述輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志默認(rèn)為0。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的分散處理單元，其特征在于：所述分散處理單元還包括： 周期掃描模塊，用于周期掃描所有輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志，當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為1時(shí)，根 據(jù)所述輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的源點(diǎn)的SID獲得該輸入點(diǎn)的仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中運(yùn)行所述控 制組態(tài)；當(dāng)輸入點(diǎn)的仿真標(biāo)志為〇時(shí)，從卡件中獲取該輸入點(diǎn)的控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制系統(tǒng) 中運(yùn)行所述控制組態(tài)，最后進(jìn)行控制組態(tài)邏輯運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果。
10.如權(quán)利要求9所述的分散處理單元，其特征在于： 所述仿真系統(tǒng)和所述控制系統(tǒng)的算法庫、數(shù)據(jù)庫以及工程運(yùn)行目錄是相同的。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104111633SQ201310131811
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月16日
【發(fā)明者】李文, 呂大軍, 張智, 王朝輝, 彭琪, 王春燕 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 北京國電智深控制技術(shù)有限公司