[實用新型]化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN204576107U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 高興泉
• 申請（專利權）人: 高興泉
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

技術領域

本實用新型屬于仿真控制技術領域，具體涉及一種化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)。

背景技術

化工過程控制是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質量、節(jié)約原料和能源、改善勞動強度和節(jié)省勞力等方面有力的手段。化工生產(chǎn)過程大多涉及高溫高壓、易燃易爆和有毒有害的物質，因此，新的控制技術和控制方案不能直接應用到實際的化工過程，否則，由于技術本身不成熟或工人現(xiàn)場操作技術不熟練等原因，將可能造成重大的安全事故，并且浪費了實驗費用。

近年來，出現(xiàn)了對化工過程控制進行實物仿真和數(shù)字仿真兩種方案，可解決上述問題。其中，實物仿真是指：將整套生產(chǎn)裝置縮小到一定比例，從而建立實物仿真系統(tǒng)。該種方案存在的主要問題為：成本過于昂貴，設計周期也比較長。數(shù)字仿真是指：完全依靠數(shù)字模型的方式，對化工過程控制進行仿真。該種方案存在的主要問題為：仿真結果精度非常有限。

為解決上述問題，目前出現(xiàn)少量的半實物仿真系統(tǒng)，然后，現(xiàn)有的半實物仿真系統(tǒng)，普遍具有體積大、不易布置和維護、可接入的實物狀態(tài)采集器種類有限等問題，從而限制了半實物仿真系統(tǒng)在化工控制領域的應用。

實用新型內容

針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)，可有效解決上述問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型提供一種化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)，包括：仿真服務器、數(shù)據(jù)輸入輸出板卡、現(xiàn)場實物狀態(tài)模擬量采集器、現(xiàn)場實物狀態(tài)數(shù)字量采集器、PLC控制器和現(xiàn)場實物狀態(tài)調節(jié)設備；

其中，所述數(shù)據(jù)輸入輸出板卡集成有模擬量輸入板卡、模擬量輸出板卡、數(shù)字量輸入板卡和數(shù)字量輸出板卡；所述現(xiàn)場實物狀態(tài)模擬量采集器的輸出端通過所述模擬量輸入板卡連接到所述仿真服務器的第1輸入接口；所述現(xiàn)場實物狀態(tài)數(shù)字量采集器的輸出端通過所述數(shù)字量輸入板卡連接到所述仿真服務器的第2輸入接口；所述仿真服務器的第1輸出接口通過所述模擬量輸出板卡連接到所述PLC控制器的輸入端；所述仿真服務器的第2輸出接口通過所述數(shù)字量輸出板卡連接到所述PLC控制器的輸入端；

所述PLC控制器的第1輸出端反饋連接到所述仿真服務器的輸入端；所述PLC控制器的第2輸出端反饋連接到所述現(xiàn)場實物狀態(tài)調節(jié)設備。

優(yōu)選的，所述模擬量輸入板卡包括串聯(lián)的模擬量采集端口、第1信號調理電路和A/D轉換電路；所述現(xiàn)場實物狀態(tài)模擬量采集器依次通過所述模擬量采集端口、所述第1信號調理電路和所述A/D轉換電路后，連接到所述仿真服務器；

所述數(shù)字量輸入板卡包括串聯(lián)的數(shù)字量采集端口、第2信號調理電路和第1數(shù)字濾波電路；所述現(xiàn)場實物狀態(tài)數(shù)字量采集器依次通過所述數(shù)字量采集端口、所述第2信號調理電路和所述第1數(shù)字濾波電路后，連接到所述仿真服務器；

所述模擬量輸出板卡包括串聯(lián)的D/A轉換電路、第1放大電路、第3信號調理電路和模擬量輸出端口；所述仿真服務器依次通過所述D/A轉換電路、所述第1放大電路、所述第3信號調理電路和所述模擬量輸出端口后，連接到所述PLC控制器；

所述數(shù)字量輸出板卡包括串聯(lián)的第2數(shù)字濾波電路、第2放大電路、第4信號調理電路和數(shù)字量輸出端口；所述仿真服務器依次通過所述第2數(shù)字濾波電路、所述第2放大電路、所述第4信號調理電路和所述數(shù)字量輸出端口后，連接到所述PLC控制器。

優(yōu)選的，所述現(xiàn)場實物狀態(tài)模擬量采集器包括：用于采集現(xiàn)場化工單元溫度的傳感器、用于采集現(xiàn)場化工單元壓力的傳感器、用于采集現(xiàn)場化工單元中泵運行速度的傳感器、用于采集現(xiàn)場化工單元攪拌速度的傳感器；

所述現(xiàn)場實物狀態(tài)數(shù)字量采集器包括：用于采集現(xiàn)場化工單元不同管道閥門開或關狀態(tài)的傳感器；用于采集現(xiàn)場化工單元不同按鈕開或關狀態(tài)的傳感器；

所述現(xiàn)場實物狀態(tài)調節(jié)設備包括：安裝于現(xiàn)場化工單元不同管道位置的調節(jié)閥門。

本實用新型提供的化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

具有體積小、易布置和維護、成本低、可接入的實物狀態(tài)采集器種類豐富、采集到的實物狀態(tài)精度高等優(yōu)點，可廣泛應用于化工控制領域的半實物仿真。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明：

結合圖1，本實用新型提供一種化工過程控制的半實物仿真系統(tǒng)，包括：仿真服務器、數(shù)據(jù)輸入輸出板卡、現(xiàn)場實物狀態(tài)模擬量采集器、現(xiàn)場實物狀態(tài)數(shù)字量采集器、PLC控制器和現(xiàn)場實物狀態(tài)調節(jié)設備；