[發(fā)明專利]一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010993330.0
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112051751B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳永建;鄭秀萍;丁進(jìn)良;柴天佑
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 崔玥

1.一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，包括虛擬對象計算機(jī)、控制器設(shè)計計算機(jī)、過程監(jiān)控計算機(jī)以及PLC控制器；

所述虛擬對象計算機(jī)集成有虛擬對象仿真模型；所述虛擬對象計算機(jī)用于獲取所述PLC控制器輸出的當(dāng)前時刻每級閃蒸器的二次蒸汽流量，并對所述當(dāng)前時刻每級閃蒸器的二次蒸汽流量進(jìn)行處理以獲取當(dāng)前時刻每級閃蒸器的乏汽閥門開度，然后將所述當(dāng)前時刻每級閃蒸器的乏汽閥門開度輸入到虛擬對象仿真模型內(nèi)進(jìn)行仿真計算后得到下一時刻每級閃蒸器的液位高度，最后將所述下一時刻每級閃蒸器的液位高度發(fā)送至所述PLC控制器內(nèi)；所述虛擬對象仿真模型用于仿真模擬多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的運(yùn)行；所述虛擬對象仿真模型由多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程工藝機(jī)理模型和建模誤差補(bǔ)償模型組成；

所述控制器設(shè)計計算機(jī)用于建立控制器設(shè)計模型，并將所述控制器設(shè)計模型下載至所述PLC控制器內(nèi)以作為所述PLC控制器內(nèi)部的運(yùn)行模型；

所述PLC控制器用于根據(jù)所述控制器設(shè)計模型和所述下一時刻每級閃蒸器的液位高度輸出每級閃蒸器液位調(diào)節(jié)指令，并將所述每級閃蒸器液位調(diào)節(jié)指令發(fā)送至相應(yīng)的閃蒸器以調(diào)節(jié)所述閃蒸器的液位高度；

所述過程監(jiān)控計算機(jī)用于實(shí)時監(jiān)控所述PLC控制器的運(yùn)行過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬對象計算機(jī)的虛擬對象仿真模型是基于Matlab仿真軟件實(shí)現(xiàn)的；所述虛擬對象計算機(jī)的人機(jī)交互界面是基于Factory TalkView軟件實(shí)現(xiàn)的；所述Matlab仿真軟件與所述人機(jī)交互界面之間采用OPC通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬對象計算機(jī) 上集成有對象階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M模塊；所述對象階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M模塊用于模擬檢測仿真對象的運(yùn)行狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程工藝機(jī)理模型是基于多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的工藝反應(yīng)機(jī)理，從物料平衡、熱量平衡和相平衡的角度出發(fā)，建立的各級閃蒸器的乏汽閥門開度與液位高度之間的數(shù)據(jù)模型；

所述建模誤差補(bǔ)償模型的輸入為當(dāng)前時刻乏汽閥門開度和上一時刻建模誤差補(bǔ)償值，所述建模誤差補(bǔ)償模型的輸出為當(dāng)前時刻建模誤差補(bǔ)償值；

所述虛擬對象仿真模型的輸出為所述多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程工藝機(jī)理模型輸出與所述建模誤差補(bǔ)償模型輸出的和。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設(shè)計計算機(jī)的控制器設(shè)計模型是基于Matlab仿真軟件實(shí)現(xiàn)的，所述控制器設(shè)計計算機(jī)的人機(jī)交互界面是基于Factory TalkView軟件實(shí)現(xiàn)的；所述Matlab仿真軟件與所述人機(jī)交互界面之間采用OPC通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述人機(jī)交互界面包括激勵信號設(shè)置區(qū)域、建模試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)記錄區(qū)域、參數(shù)辨識區(qū)域和參數(shù)驗(yàn)證區(qū)域。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設(shè)計模型是利用Matlab仿真軟件中的數(shù)據(jù)采集程序、模型辨識程序以及模型驗(yàn)證程序建立的；其中，

所述數(shù)據(jù)采集程序用于采集控制器設(shè)計模型的參數(shù)數(shù)據(jù)；所述參數(shù)數(shù)據(jù)包括激勵信號以及在所述激勵信號激勵下所述虛擬對象仿真模型的輸出信號；

所述模型辨識程序用于根據(jù)采集到的控制器設(shè)計模型的參數(shù)數(shù)據(jù)，利用最小二乘遞推算法，建立控制器設(shè)計模型；

所述模型驗(yàn)證程序用于驗(yàn)證所述控制器設(shè)計模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級串聯(lián)閃蒸工業(yè)過程的半實(shí)物仿真控制系統(tǒng)，其特征在于，所述過程監(jiān)控計算機(jī)上運(yùn)行的軟件有RSLogix5000軟件、Factory TalkView軟件和RsLinx軟件；所述RSLogix5000軟件用于控制器執(zhí)行程序的編寫和修改；所述FactoryTalkView軟件用于人機(jī)交互界面的開發(fā)和運(yùn)行；所述RsLinx軟件用于實(shí)現(xiàn)所述PLC控制器與所述過程監(jiān)控計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊；其中，所述控制器執(zhí)行程序?yàn)镻LC控制器的執(zhí)行程序。