[發明專利]一種控制系統半實物仿真平臺

在審

• 申請號: 202010063457.2
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111103811A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 趙千川;楊文;李學良
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G05B19/05
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

1.一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：包括真實PLC控制子系統、虛擬仿真子系統、建模子系統；

所述真實PLC控制子系統根據待模擬的工業現場真實控制系統搭建，且設置有待模擬工業現場真實控制系統中的控制程序和監控程序，并基于所述虛擬仿真子系統發送的輸出信號執行所述控制程序；

所述虛擬仿真子系統用于驅動由所述建模子系統提供的虛擬模型，并將所述虛擬模型的輸出信號發送給所述真實PLC控制子系統；

所述建模子系統用于構建所述虛擬模型，并將所述虛擬模型注入到所述仿真子系統。

2.如權利要求1所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：所述真實PLC控制子系統包括上位機、一個以上真實物理PLC控制器、與所述真實物理PLC控制器數量對應的第一信號輸入模塊和第一信號輸出模塊；

各所述真實物理PLC控制器均通過總線與所述上位機連接，通過背板總線或PLC擴展模塊與相應的所述第一信號輸入模塊和第一信號輸出模塊連接，各所述第一信號輸入模塊和第一信號輸出模塊通過電纜與所述虛擬仿真子系統連接；

各所述真實物理PLC控制器中裝載有控制程序，用于根據所述虛擬仿真子系統中所述虛擬模型的輸出信號執行控制程序；

所述上位機中裝載有監控程序，用于監控所述真實物理PLC控制器中裝載的控制程序。

3.如權利要求2所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：所述上位機、各所述真實物理PLC控制器、第一信號輸入模塊、第一信號輸出模塊與待模擬的工業現場真實控制系統的設置一致。

4.如權利要求2所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：所述真實物理PLC控制器中裝載的控制程序以及所述上位機中裝載的監控程序與待模擬的工業現場真實控制系統中運行的控制程序和監控程序一致。

5.如權利要求2所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：所述虛擬仿真子系統包括仿真服務器以及一個以上第二信號輸入模塊、第二信號輸出模塊和信號變換模塊，且所述第二信號輸入模塊、第二信號輸出模塊和信號變換模塊的數量與所述真實PLC控制子系統中的真實物理PLC控制器數量一致；

各所述第二信號輸入模塊接收各真實PLC控制子系統的控制指令，經過所述信號變換模塊進行信號變換后輸入給所述仿真服務器中存儲的虛擬模型，所述虛擬模型輸出的信號經所述信號變換模塊進行信號變換后通過所述第二信號輸出模塊輸出到所述真實PLC控制子系統中的相應真實物理PLC控制器。

6.如權利要求5所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：各所述第二信號輸入模塊通過電纜與所述真實PLC控制子系統中的相應的第一信號輸出模塊連接，各所述第二信號輸出模塊通過電纜與所述真實PLC控制子系統中相應的第一信號輸入模塊連接。

7.如權利要求1所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：所述建模子系統包括模型構建模塊和歷史數據庫；所述模型構建模塊用于建立待模擬工業現場控制系統的虛擬模型；所述歷史數據庫用于存儲待模擬工業現場控制系統的歷史運行數據。

8.如權利要求7所述的一種控制系統半實物仿真平臺，其特征在于：所述建模子系統構建的虛擬模型包括兩類，一是從物理對象機理分析入手，構建所述物理對象的虛擬模型；二是利用待模擬工業現場控制系統的歷史運行數據建立的虛擬模型。