OPC实现APROS与DCS半实物仿真系统的实时通信.pdf

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1、化工自动化及仪表第44卷OPC实现APROS与DCS半实物仿真系统的实时通信杨晨潘衡尧蒋帅(重庆大学动力工程学院)摘要利用APROS软件强大的多功能仿真和DCS系统的实时控制功能，实现了利用OPC技术实现APROS仿真的现场数据与HOLLiASDCS的控制信号间的实时通信。通过Delphi7编写OPCClient建立APROS和DCS的半实物仿真平台，既能用APROS来验证DCS的控制功能、整定控制参数、减少控制系统调试时间，又通过实物控制系统DCS输出的控制信号，强化APROS仿真的真实性。关键词实时通信APROS半实物仿真系统OPC技术中图分类号TH862+．7文献标识

2、码A文章编号1000—3932(2017)04-0392-06APROS(AdvancedPROcessSimulator)是1986年开始由芬兰富腾公司(Forum)和国家技术研究中心(VTT)联合开发的仿真软件，它应用于常规火电站、核电站和化工厂的工程仿真机、安全分析中。APROS能对现场运行过程进行模拟，得到较为真实的现场数据¨’21。HOLLiASDCS系统在国内各大电厂广泛应用，但该系统设计的控制策略存在许多缺陷，需要不断用现场数据进行完善。在这种情况下，采用仿真软件来进行测试既可以减少自控系数调试的时间，又能减少调节阶段的费用，更为高效口J。而OPC(OLEPr

3、ocessContr01)是OPC基金会组织倡导的工业控制和生产自动化领域中使用的硬件和软件的接口规范，以便有效地在应用和过程控制设备之间交换数据¨·。鉴于此，笔者提出基于OPC技术实现仿真软件APROS与DCS组成的半实物仿真系统实时通信方案。通过编写仿真平台端OPCClient程序访问仿真软件的OPCServer，并上传仿真数据到数据库中，同时将控制信号输入到仿真平台；编写控制系统端OPCClient程序访问控制系统的OPCServer，并输入仿真数据，同时将控制系统输出的控制信号上传到数据库；编写数据库应用程序访问数据库并记录历史数据；设计仿真工程的控制系统，并对控制

4、策略部分进行组态，生成控制工程并将工程下装，登录操作员站；最后用APROS的仿真工程现场仿真数据来验证DCS系统设计的控制功能，并对控制参数进行整定，同时又通过实物DCS系统输出的控制信号，强化APROS仿真的真实性。1半实物仿真平台数据通信结构半实物仿真系统数据交换过程如图1所示。De开发的软件LiAS：固蹭．一$H逖釜．HOL系统Dc8卜囤嘉蕊＼r／⋯。一。。图1仿真平台和控制平台的数据交换过程基金项目：国家自然科学基金项目(51576020)。作者简介：杨晨(1963一)，教授，从事热力系统动态特性、分布式能源系统、可再生能源及多尺度模拟等的研究，yxtyc@cqu．

5、edu．cn。第4期杨晨等．OPC实现APROS与DCS半实物仿真系统的实时通信393图1所示的这种结构可方便今后在仿真平台中再添加其他的仿真设备，实现更加细致完善的仿真过程。其他设备的添加只需通过已开发的OPCClient就可以连接并入该仿真平台"。]。Delphi是由美国Borland公司于1995年开发的Windows平台下的快速应用程序开发工具。半实物仿真系统平台的数据接口采用Delphi7中Data．baseDesktop提供的Paradox数据库，可开发OPCClient使它能同时访问OPCServer和数据库。1．1网络结构HOLLiASDCS系统中工程师站、

6、操作员站、数据站、现场控制站与APROS构成的网络如图2所示。其中APROS所在的机器，安装了双网卡后并入了DCS的网络中，还可再加一块网卡使它能连接外网。NEr_ANJjJ、_B^田二4N1jTLB制啦自数据站操作员站APR0s仿真平￡图2半实物仿真系统平台网络结构仿真站。该站包含用于工业过程仿真建模的APROS仿真软件。该软件可以通过各种功能块模拟许多过程动态。实时仿真硬件I／0机柜。将控制模型下装到机柜中，输入仿真数据后输出控制信号，I／0机柜用于过程控制。工程师站，也称控制策略站。用于使用HOL—LiASMACS软件设计控制策略。操作员站，也称监控站。在系统中起监视

7、作用。同时具有历史记录、人机交互界面、系统过程详细信息和诊断接口。1．2通信的实时性申文彬提出了能准确反映半实物仿真系统的时间同步特性，同时可评估半实物仿真系统实时性的定量指标——时间同步精度T⋯。。’8。：，。s，一2m。；aRx(At(‘)一-，MT(。))(1)AT,y．oa=等(2)式中^，(t)——仿真时间；F。，(t)——机器时间；ST——仿真步长。笔者提出的方法不仅解决了仿真模型与所涉及的实物控制系统之间的数据交换这一问题，同时通过控制OPCClient的读／写频率也保证了它们之间的通信在相同的时间间