[發明專利]一種基于動態數學建模的DCS仿真系統

在審

• 申請號: 201710338091.3
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107402555A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 劉迪津;蘇寶玉;孔慶儒;臧春華
• 申請（專利權）人: 沈陽華控科技發展有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06F17/50
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司21209
• 代理人: 吳維敬

技術領域

本發明涉及一種DCS仿真技術，具體涉及一種基于動態數學建模的DCS仿真系統。

背景技術

目前，隨著自動控制程度的提高，采用DCS系統進行控制，具有較強的實用性。由于實際生產中的系統性、持續性、穩定性、安全保障性等嚴格要求，新進學員不能直接進行實訓操作，需要進行較長時間的系統培訓。針對以上問題，現有技術中研究出了一種DCS仿真系統，該系統以教學及分析研究為目的，學員通過在電腦上模擬，增加對生產線的感官認識。

發明內容

本發明的目的，是提供一種基于動態數學建模的DCS仿真系統，該仿真系統具有可實際操作的功能，學員使用后具有實際操作經驗，極大地減少實際生產中的各種安全隱患。

采用的技術方案是：

一種基于動態數學建模的DCS仿真系統，包括硬件和軟件，所述硬件由一個工程師站和多個操作站組成，并通過交換機組成數據交換網絡。所述軟件包括DCS系統和數據處理軟件。所述DCS系統完全按實際DCS系統配置，包括流程圖、操作面板、歷史趨勢、操作記錄、故障報警。所述數據處理軟件為MATLAB、Visual Basic或C#。其特征在于：

設置一臺操作站或直接使用工程師站為考核站，考核站具有各種故障信號和異常信號的操作指令畫面，通過考核站發出不同的故障信號或異常信號，考驗學員對突發事件的判斷和處理能力。

仿真程序是：當操作值或工藝參數發生變化時，數據處理軟件通過OPC讀取到參數變化，并進行相應的計算，同時將計算值通過OPC傳輸到DCS中顯示。當考核站發出異常信號信息時，DCS系統對異常信號做出相應報警信息提示，同時系統對異常信號分類，判斷該異常信號是否會影響工藝參數或聯鎖。當異常信號影響工藝參數或聯鎖時，系統再判斷是否有相關聯鎖觸發，如果有聯鎖觸發，則做出相應的聯鎖動作，并將變化的參數通過OPC傳輸到數據處理軟件中進行相應數據處理，否則僅對該異常信號影響的參數進行數據處理。該基本流程框圖作為基本框架，根據不同設備，不同工藝情況可以搭建不同的仿真系統。

通過上述DCS系統制作人機交換界面、制作基本組態、制作設備聯鎖，由數據處理軟件進行動態數學建模，并通過實際生產數據校正，使模擬結果與實際相符合。

上述動態數學模型為機理模型或黑箱模型，采用聯立方程法或序貫模塊法處理各模型間相關參數。

上述DCS系統操作指令通過OPC傳達到數據處理軟件，計算結果經過OPC反饋回DCS系統。

上述數據處理軟件計算結果經過OPC接口反饋回DCS系統。

本發明具有如下優點：

1、本發明提供的DCS仿真系統，可在已有的DCS程序上進行修改，使仿真系統與實際生產系統一致，可以縮短新學員經過培訓后，直接操作實際生產的DCS系統的過渡時間。

2、本發明提供的DCS仿真系統，模擬的設備聯鎖與實際的設備聯鎖相一致，可增強學員對工藝聯鎖的認識，減少因操作不當而引起的聯鎖跳停事故。

3、本發明提供的DCS仿真系統，操作站與工程師站間的數據相互關聯，操作相互影響，有利于鍛煉各工段新學員團隊合作的能力，達到實際生產中各工段間相互配合，相互協作的過程相同的效果。

4、本發明提供的DCS仿真系統，通過動態數學建模，并通過實際生產數據校正，使其仿真結果與實際相符合，除新學員教學外，亦可用于工藝的分析研究。

5、學員在進行DCS仿真實驗時，可以通過調試各個參數，體現出不同的工況，從而增強了學員對不同工況的應變能力和解決實際問題的經驗，在進行實際操作過程時，能減小實際生產中的各種安全隱患，保證生產的安全進行。

附圖說明

圖1是本發明的DCS仿真系統的示意圖。

圖2是本發明的DCS仿真系統的數據交互示意圖。

圖3是本發明的DCS仿真系統的數字量控制組態。

圖4是本發明的DCS仿真系統的煤立磨流程框圖。

圖5是本發明的DCS仿真系統的煤立磨啟動電流曲線圖。

圖6是本發明的DCS仿真系統的煤立磨停機電流曲線圖。

圖7是本發明的DCS仿真系統的基本流程框圖。

具體實施方式

以水泥DCS仿真系統中的煤立磨機主電機進行介紹。

1．仿真對象及編號

（1)煤立磨主電機1008M