[發明專利]借助于分布式模擬硬件對發電站模擬的方法

有效

• 申請號: 201510632862.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105468810B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: D·克萊爾;T·奧爾托夫;C·施皮斯卡
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本發明涉及一種借助于分布式模擬硬件對發電站模擬的方法，特別是用于測試目的，該分布式模擬硬件包括一個或者多個仿真單元(12?16)，每個仿真單元(12?16)具有至少一個仿真部件(20?28)，以及具有過程模型(18)的模擬單元，其中該仿真部件(20?28)以共同的周期來周期地操作，其中相應的周期用于形成時間戳(44)，并且根據恰當的命令(38)由每個仿真部件(20?28)保存的數據包(40)被自動地提供有相應的時間戳(44)，并且其中數據包(40)所包括的數據根據規定的格式被組織并且包括信號圖。

技術領域

本發明涉及用于借助于分布式模擬硬件來模擬發電站過程和為其自動化提供的自動化解決方案(發電站模擬)的方法，特別地—但未必排他地—涉及用于測試目的的發電站模擬的方法。例如，該方法還適合于訓練目的。

背景技術

對應于發電站過程的特定時間要求的精確重建是任何發電站模擬的目的。可以僅借助于又要求強大的計算機的復雜的軟件功能來實現該目的。通常，首先包含發電站過程的過程工程模擬和其次包含控制工程裝置/硬件的仿真的這些功能被執行在(單個)計算機上。兩個功能(模擬和仿真)被緊密地耦合并且在這種類型的單個計算機內部彼此交換數據。在這種情況下，模擬、仿真、數據交換和耦合各自專有。因此，目前每個發電站模擬都是唯一的。這也尤其由基于過程工程模擬的提供者的因項目的不同而改變的各自使用的操作系統和/或編程語言造成。

在發電站模擬的情況下，仿真控制工程裝置所要求的軟件需要與在每種情況下以項目特定為基礎的發電站過程的仿真相匹配。這不但與各自使用的操作系統有關，而且與數據的交換和整合到過程工程模擬的軟件功能中有關，也就是說，使用過程模型來重建相應的物理過程。這種緊耦合對于控制工程仿真的生產者具有相當大的劣勢。

發明內容

因此，本發明的目的在于提出一種用于基于控制工程仿真的發電站模擬的方法，該控制工程仿真獨立于相應模擬的特定性能。使用標準化數據交換以與過程模型的生產者的過程工程模擬進行通信并且獨立于各種操作系統的仿真滿足該目的。

利用具有權利要求1中的特征的模擬方法來相應地實現上述目的。在這種情況下，特別地用于測試目的的發電站模擬的方法具有以下的規定：借助于分布式模擬-仿真硬件(后續被簡稱為模擬硬件或模擬系統，其包括至少一個仿真單元和至少一個模擬單元，即計算機等)來影響發電站模擬。在至少一個模擬單元上實例化相應的過程模型。在所述或每個仿真單元上實例化至少一個仿真部件。當執行該方法時，每個仿真部件仿真設備(例如，以可編程邏輯控制器(PLC)形式的自動化系統)或者控制工程裝置的功能。以對所有的仿真部件共同的周期以及共同的時基來周期地執行每個仿真部件。相應的周期由相應的仿真部件自動地使用以形成針對時間戳的值。該時間戳對時間信息進行編碼。舉例來說，這樣的時間信息是隨著每個新的周期遞增或遞減的計數器的瞬時值。在模擬操作的過程中根據恰當的命令由每個仿真部件保存的數據包被自動地提供有相應的時間戳，并且數據包所包括的數據根據規定的格式而被組織，并且包括信號圖，即由針對相應的仿真部件的過程模型生成的所有數據的總量，以及由相應的仿真部件向過程模型輸出的所有數據的總量。在這種情況下，信號圖包括模擬數據和/或數字數據，以及在模擬數據的情況下存儲的相應的數據的數字等同物。

本發明的優點首先在于分布式模擬硬件、個體硬件單元的使用，也就是說至少第一仿真單元和第二仿真單元以及具有過程模型的至少一個模擬單元，這些單元被通信地互相連接，并且以本身根本上已知的方式經由相應的通信連接來交換數據。迄今為止，模擬(過程模型)和仿真(過程工程裝置、自動化硬件)的剛性耦合因此被偏移，并且從短期來看過程工程仿真的生產者可以專注于相應的仿真單元，并且如此一來規定分別使用的計算機硬件，使得在硬件領域中對開發進展的連續匹配成為可能。此外，仿真可以涉及未必需要與為執行過程模型提供的操作系統或編程語言/環境相同的操作系統和編程語言/環境的使用。該去耦合因此允許用于在軟件領域中對開發進展的連續匹配的選項。