基于BLINK的DCS控制系統(tǒng)仿真

　　在電力行業(yè)，為提高火電機組運行人員的操作水平及業(yè)務素質，利用仿真機進行培訓、考核是1個行之有效的方法?，F(xiàn)今大多數(shù)機組都采用DCS控制系統(tǒng)，對機組的調整操作主要是基于操作員站?；痣姍C組仿真模型按生產(chǎn)流程劃分為鍋爐設備、汽機設備、發(fā)電機設備和控制系統(tǒng)4塊。本文討論DCS控制系統(tǒng)采用BLINK軟件的仿真方法。

　　DCS仿真系統(tǒng)是將真實DCS在非DCS的計算機系統(tǒng)中重現(xiàn)（純軟件），不會涉及到底層硬件，完全可以運行在普通的PC環(huán)境中?；谶@種與硬件無關的特性，仿真系統(tǒng)可應用于操作人員的培訓和前期的工程調試。

　　一種是簡易仿真，即通過各廠家的仿真軟件包實現(xiàn)流程圖與程序的動態(tài)仿真。

　　優(yōu)點：程序處理和界面操作上與實際生產(chǎn)相同，所需軟硬件簡單，一次性投資成本低。

　　缺點：各回路沒有同實際工況相同的數(shù)據(jù)源，至多能做到根據(jù)輸出值反推出假輸入信號作為輸入值值。

　　系統(tǒng)組成：各廠家略有不同，通常軟件僅需一個仿真軟件包，硬件上有的廠家只需要一臺PC機就可以模擬多臺控制器與操作站，有的廠家需要多臺PC來模擬多個控制器與操作站。

　　總結：僅用于操作工熟悉DCS系統(tǒng)的操作方法，投資成本低。

　　另一種是工藝仿真，通常叫操作員培訓系統(tǒng)（OTS），與第一種仿真的最大區(qū)別是為仿真系統(tǒng)引入了與實際工況完全相同的工廠生產(chǎn)模型。

　　優(yōu)點：根據(jù)與實際工況相同的工廠生產(chǎn)模型的輸入，操作工做出相應操作，OTS可以根據(jù)與實際工廠運行相同的運行特性，改變內部的壓力數(shù)據(jù)或溫度數(shù)據(jù)等，從而模擬出工廠生產(chǎn)設備的實際運行整體環(huán)境。

　　缺點：投資成本高，一套OTS系統(tǒng)的投資額通常是上百萬甚至更高。仿真效果取決于模型軟件，為了使仿真效果盡量與實際相符需要調試周期。系統(tǒng)構成復雜。

　　系統(tǒng)組成：各廠家略有不同，簡單來說需一個工藝裝置模型軟件包（可能是非DCS廠家所提供），OPC接口軟件，DCS廠家的仿真軟件包，工程師軟件包，操作站軟件包等，硬件上基本組成為工藝裝置站，OPC站，仿真工程師站，仿真操作站，仿真現(xiàn)場控制站等5臺PC。

　　總結：投資成本與技術風險高，但可對工廠生產(chǎn)的日常工況以及緊急危險工況進行反復培訓。 兩種仿真的組態(tài)都與在實際工程師站的組態(tài)方法相同，但通常將真正的項目組態(tài)直接導入即可，無需單獨做仿真組態(tài)。

　　BLINK是運行于WINDOWS2000/XP下，集模型開發(fā)、調試及運行于一體的仿真機開發(fā)支撐系統(tǒng)?？蓱糜诓煌萘康幕痣姍C組、電網(wǎng)、變電站、核電、水電、石油、化工、航空航天及車輛船舶等工業(yè)過程或系統(tǒng)的仿真開發(fā)。

　　BLINK采用模塊搭接的方式建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，即模塊化建模。BLINK認為，1個系統(tǒng)或生產(chǎn)過程是由許多設備和功能單元按一定的要求有機連接而組成的。設備、功能單元之間通過相互交換物理量來完成系統(tǒng)特定的功能。系統(tǒng)龐大而復雜，但組成系統(tǒng)的設備和功能單元卻相對簡單。這樣，建立相對簡單的設備和功能單元的數(shù)學模型比建立龐大而復雜的系統(tǒng)的數(shù)學模型容易得多。

　　模擬設備或功能單元特性和功能的數(shù)學模型稱為算法，由輸入、輸出、系數(shù)和計算機程序代碼組成。模塊是通過引用算法而生成的仿真實體，它與所仿真系統(tǒng)的設備、功能單元一一對應。模塊的輸入、輸出、系數(shù)與所引用的算法是一致的。輸入、輸出是模塊之間連接的接口。按照實際被仿真系統(tǒng)的組成，將模塊通過輸入、輸出接口互相連接就形成了仿真模型

　　快照、回退、重演

　　可自動或手動將模型運行的瞬間狀態(tài)保存下來（快照），在任何時候可將快照保存的狀態(tài)重新裝入，使模型回到快照時的狀態(tài)（回退）。使用快照和回退可以重復培訓系統(tǒng)過程的某個階段。當回退到先前保存的某一快照狀態(tài)后，啟動重演，支撐系統(tǒng)將自動演示快照狀態(tài)以后仿真系統(tǒng)所經(jīng)歷的過程。通過重演查找操作過程的錯誤或缺點。

　　故障、超控

　　操作員仿真培訓，其基本任務之一就是通過大量的模擬故障培訓操作員的故障判斷和處理能力。故障設置是培訓仿真機的必備功能。BLINK可設置單個故障，也可設置成組故障。超控是在不改變模型輸出的情況下，強制使界面輸出、儀表指示、信號與模型狀態(tài)相異。用來培訓受訓學員區(qū)別設備故障與儀表、傳感器、信號系統(tǒng)故障。

　　自動教案

　　按照仿真培訓科目，將初始狀態(tài)、設置的故障、超控依時間順序列出，形成教案。BLINK裝入教案后，仿真系統(tǒng)將自動由教案控制運行，減輕仿真機教練的勞動。

　　自動評分

　　提供按過程量越限、數(shù)字量報警的評分機制。按要求編制評分規(guī)則，BLINK自動在規(guī)定的時間內給出操作成績。

　　a。集模型開發(fā)、調試、運行于一體，是1個集成度較高的仿真開發(fā)與運行支撐系統(tǒng)。

　　b。對運行環(huán)境要求不高，一般微機即可勝任。仿真機系統(tǒng)造價低。

　　c。支持在線、離線2種建模方式。便于多人同時開發(fā)。

　　d。算法庫為標準的Windows動態(tài)連接庫方式，便于算法的開發(fā)、維護、擴充。

　　e。采用多線程技術分別管理模型運行、通訊等任務。運行效率高，機器負載低。

　　f。通訊配置靈活，系統(tǒng)的計算機數(shù)目無限制。