[發明專利]一種全數字現地控制盤柜的建模方法

在審

• 申請號: 201510422176.0
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105022287A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 陳鐵;吳喜春;甘輝霞
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

技術領域

本發明涉及一種數字建模方法，特別是一種全數字現地控制盤柜的建模方法。

背景技術

全數字模型的仿真系統代表仿真培訓系統未來的發展方向。控制盤柜在電廠、變電站中是最重要的監控部件，要實現操作、控制、狀態顯示和保護等功能。由于盤柜的結構復雜，各項功能之間關聯性極強，進行全數字化的建模難度較大。目前已有的建模方法難以將盤柜的整體功能進行如實的展現，面向對象的建模方法用來對盤柜的操作按鈕、把手、開關和信號燈等部件建模。模塊化的建模方法實現保護過程與自動控制過程。采用不同方法建立的模型由于缺乏統一的標準，交互困難，難以反映控制細節。目前還沒有文獻或資料明確的提出系統構建反映全部功能的全數字模型的方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種全數字現地控制盤柜的建模方法，可以對斷路器控制柜、水電站輔助設備控制柜進行全數字仿真。能夠完整的反應控制盤柜的工作原理，實現盤柜的操作、控制、監視和保護功能。

本發明所采用的技術方案為：

一種全數字現地控制盤柜的建模方法，包括以下步驟：

步驟1：構造核心模塊并定義功能：

構造出多個核心模塊，多個核心模塊分別對應實現盤柜的操作功能、監視功能、電源結構、控制原理、PLC控制原理，每一個核心模塊包括多種仿真對象，一種仿真對象代表一類設備，每一種對象具有多種屬性；

步驟2：建立通用的設備模型：

步驟2.1：對設備模型中使用的數據進行分類，類型包括兩類：實時動態數據和模型靜態數據；

步驟2.2：將實時動態數據中的輸入數據和輸出數據分開，分別設置輸入接口和輸出接口；輸入接口接收實時計算數據，模型根據輸入變量的值進行計算，將計算結果通過輸出接口轉換為數據輸出。

設置參數設置接口，對模型靜態數據進行設置；

步驟2.3：按照以下的要求定義結構變量：

1)能夠區分模塊的類型，如操作、監視、電源、控制和自動；

2)能夠區分同一模塊下的對象類型和數量；

3)能夠區分變量屬性變如輸入變量、輸出變量和靜態參數；

4)能夠區分變量的類型和數量，如浮點型和整型。

同一類對象采用相同變量結構的模型模版，模型采用事件觸發的方式來啟動，檢測輸入變量中來反應事件的變量，通過如下的規則執行模型：

IF?????滿足啟動條件?????THEN

???????模型啟動執行算法

ELSE???未啟動；

步驟3：由設備模型構成仿真模塊，再由仿真模塊構成盤柜模型：

1)、統計盤柜的設備數量，對設備進行編號，根據設備類型選擇相應的模型模版，對設備的參數進行定制，建立所有設備的設備模型；

2)、將設備模型組合構成仿真模塊，

組合的過程中，將該模塊的設備模型直接與該模塊外部的數據進交換的輸入和輸出接口作為模塊的輸入和輸出接口；形成模塊后，再根據盤柜的工作邏輯，將各模塊的輸入和輸出相連，形成盤柜模型，與數據庫直接進行數據交換的輸入和輸出接口作為盤柜的輸入和輸出接口。

所述步驟1中，多個核心模塊包括：操作模塊、監視模塊、電源模塊、控制模塊、自動模塊；操作模塊的仿真對象為：把手、按鈕、開關、保險、壓板，用于實現盤柜的手動操作功能；監視模塊的仿真對象為：信號計、儀表，用于實現盤柜的信號監視功能；電源模塊的仿真對象為：動力電源、控制電源、信號電源、裝置電源，用于反應盤柜內各控制回路的工作狀態；控制模塊實現電氣控制回路的控制邏輯；自動模塊用于實現帶有PLC裝置盤柜的PLC自動控制功能。

所述步驟2.2中，輸入接口、輸出接口和參數設置接口包含浮點型和整型兩類數據接口；浮點型數據接口主要接收和發送電壓、電流、功率、轉速、頻率、壓力、流量、液位、時間等狀態量；整型數據接口接收和發送如有電/無電，投入/退出，啟動/停機等狀態的整型狀態量。

所述步驟3中，仿真模塊中，操作模塊、監視模塊、可以直接由設備模型組合而成；按照盤柜電源的電路圖將上一級電源模型的輸出與下一級電源模型的輸入相連，形成電源模塊；控制模塊的只有一類設備模型，只需要考慮設備的數量；自動模塊按照PLC的構成選擇對象，按PLC的控制邏輯通過輸入和輸出接口將不同屬性的設備模型組合。

本發明一種全數字現地控制盤柜的建模方法，技術效果如下：、

1)、同類設備使用相同的模型模版，可以通過設置參數對設備屬性進行定制。