[發明專利]用于供能管網系統仿真的半實物仿真系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710477660.2
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN109116749A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 樂平;王建平;汪飛;陳通;洪超
• 申請（專利權）人: 上海虹橋商務區能源服務有限公司;上海大學;上海虹橋商務區新能源投資發展有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海卓冉律師事務所 31296
• 代理人: 李鋒

本發明公開了一種用于供能管網系統仿真的半實物仿真系統及其控制方法，該系統包括被控對象、控制柜、控制主機，被控對象、控制柜、控制主機三者之間相互連接，被控對象為基于Matlab/Simulink搭建的模型系統，調節閥組用于控制多段管道組內水流量大小，控制柜主要包括PLC模塊及相關的電氣設備，控制柜對被控對象中的壓力、流量、溫度進行控制，控制主機主要用來搭建Matlab管網組及與控制柜進行通訊。本發明用于供能管網系統仿真的半實物仿真系統能夠建立符合實際供能管網系統的模型，為管網系統調試人員提供了良好的模擬實驗平臺，也為無法接觸真實供能管網系統的在校學生研究供能系統提供了良好的支持。

技術領域

本發明涉及一種半實物仿真系統及其控制方法，特別是涉及一種用于供能管網系統仿真的半實物仿真系統及其控制方法。

背景技術

在供能管網系統調試過程中，仿真裝置可以在實際的系統調試之前，驗證控制方案的控制效果。由于供能系統的遲滯性及管網長度的較長的、流量較大的原因，在現場，一次調試控制方案的時間很長，如果完全依靠現場調試，則需要很長的調試周期，從而極大提高了調試的難度與成本。通過半實物仿真裝置，可以減輕現場調試的難度及便于優化控制方案。

在工業控制現場，有多種硬件設備，包括各種傳感器、調節閥等，為了存取現場設備的數據信息，每個應用軟件開發商都需要編寫專用的接口程序，由于現場設備眾多，且產品不斷升級，從而給用戶和軟件開發商造成了巨大的負擔。OPC(Object Linking andEmbedding for Process Control)是一中數據交換的工業標準，可以為基于Windows的應用程序和現場過程應用建立橋梁，基于客戶端/服務器模式，為現場設備和應用軟件之間數據交換提供支持。

過程控制中的主要控制對象為生產過程中的溫度、壓力、流量等變量，PID（比例、積分、微分）控制方法被廣泛的運用在過程控制中，PID控制具有結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便的優點而成為過程控制的主要方法之一。西門子公司的S7-300系列PLC內部集成了PID調節功能模塊，能夠根據輸入的溫度、壓力等參數，輸出一個閥門開度值控制管道中的調節閥，實現控制管道中流量、溫度、壓力等變量的控制目標。通過OPC接口，控制柜中的PLC模塊連接到Matlab中的供能系統管網模型，形成半實物仿真裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于供能管網系統仿真的半實物仿真系統及其控制方法，其能夠建立符合實際供能管網系統的模型，為管網系統調試人員提供了良好的模擬實驗平臺，也為無法接觸真實供能管網系統的在校學生研究供能系統提供了良好的支持。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種用于供能管網系統仿真的半實物仿真系統，其特征在于，其包括被控對象、控制柜、控制主機，被控對象、控制柜、控制主機三者之間相互連接，被控對象為基于Matlab/Simulink搭建的模型系統，調節閥組用于控制多段管道組內水流量大小，控制柜主要包括PLC模塊及相關的電氣設備，控制柜對被控對象中的壓力、流量、溫度進行控制，控制主機主要用來搭建Matlab管網組及與控制柜進行通訊。