基于力控的仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一、前言

　　組態(tài)軟件（Configuration），其名稱來(lái)自DCS組態(tài)（Config），即在DCS工程師站上通過(guò)DCS的應(yīng)用軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。實(shí)際上，組態(tài)軟件就是通用的DCS HMI和SCADA軟件。

　　作為國(guó)內(nèi)一流組態(tài)軟件廠商之一的力控公司，其產(chǎn)品原自石化行業(yè)，在中石化和中石油有近千個(gè)應(yīng)用案例，產(chǎn)品本身對(duì)石化行業(yè)特點(diǎn)有著自己的精辟分析和獨(dú)到見解。

　　力控軟件與honeywell TDC3000和ESD系統(tǒng)的配合較為成熟，從unix版本到NT版本的系統(tǒng)我們都上過(guò)。例如上海石化渣油和芳烴兩套裝置的TDC3000系統(tǒng)1996年開始使用力控作為遠(yuǎn)程SCADA工具，至今運(yùn)行平穩(wěn)；燕山石化仿真培訓(xùn)中心采用力控作為教學(xué)也取得了良好效果。

　　綜上所述，不難得出使用力控組態(tài)軟件架構(gòu)石化系統(tǒng)DCS仿真軟件的可行性。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

　　1． 力控軟件結(jié)構(gòu)

　　力控軟件分為開發(fā)版和運(yùn)行版。

　　◇ 開發(fā)版如同DCS工程師站，工程師可以在開發(fā)環(huán)境下對(duì)控制器、儀表、點(diǎn)位號(hào)、數(shù)據(jù)庫(kù), 控制回路、操作界面、 操作邏輯等多種資源進(jìn)行配置和整合。整個(gè)開發(fā)環(huán)境都是面向?qū)ο蟮模褂梅矫妗ｉ_發(fā)版完全免費(fèi)使用。

　　◇ 運(yùn)行版可以脫離開發(fā)環(huán)境獨(dú)立使用，也可以動(dòng)態(tài)切換到開發(fā)環(huán)境，可以同時(shí)作為教師指令臺(tái)或操作工操作站。運(yùn)行環(huán)境分為I/O層、數(shù)據(jù)庫(kù)層和界面層三層結(jié)構(gòu)，每層均作為獨(dú)立進(jìn)程運(yùn)行，同時(shí)各層又是無(wú)縫連接的。每層均有自己的豐富組件。運(yùn)行系統(tǒng)需要授權(quán)。通常為硬件加密鎖形式。

　　結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流見下圖：

　　2．面向本仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　原“一百萬(wàn)噸催化裂化流程仿真培訓(xùn)系統(tǒng)”設(shè)計(jì)中提到四大程序模塊――系統(tǒng)框架模塊、化工模型模塊、自控模型模塊、畫面顯示模塊在力控中均有相應(yīng)層次功能組件可以實(shí)現(xiàn)，與之相比，力控具有開發(fā)、維護(hù)更方便、開發(fā)工作量大幅減小等優(yōu)點(diǎn)。

　　◇ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)――“系統(tǒng)框架模塊”

　　力控的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言開發(fā)，是一套面向過(guò)程控制的分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是整個(gè)力控架構(gòu)的核心和基礎(chǔ)。可以實(shí)現(xiàn)原系統(tǒng)中“系統(tǒng)框架模塊”的功能。

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基于分布式架構(gòu)，可以同步網(wǎng)絡(luò)中的所有操作站；

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具備豐富的模板點(diǎn)類型，例如模擬量點(diǎn)、開關(guān)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、累計(jì)點(diǎn)等，可以實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和控制算法，滿足仿真需要；

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以進(jìn)行海量的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，滿足對(duì)操作過(guò)程和結(jié)果的在線或離線分析、評(píng)估；

　　◇ I/O通訊系統(tǒng) ＋ 界面腳本系統(tǒng) ――“化工模型模塊”

　　化工模型的編寫可以采用兩種方式：一是通過(guò)力控界面層自帶的腳本語(yǔ)言來(lái)編寫；二是使用力控的I/O開發(fā)包，用VC++語(yǔ)言開發(fā)，然后以點(diǎn)交換的方式與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。

　　◇ 控制策略生成器 ―― “自控模型模塊”

　　作為力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組件之一的控制策略生成器具有豐富的自控算法，采用邏輯功能塊的編程方式，支持4級(jí)策略嵌套，具有變量功能塊、數(shù)學(xué)運(yùn)算功能塊、邏輯功能塊、程序控制功能塊和控制算法功能塊等，能夠滿足自控模型設(shè)計(jì)的需要。

　　同時(shí)，設(shè)計(jì)方式簡(jiǎn)便，無(wú)需編程。

　　◇ 界面系統(tǒng) ―― “畫面顯示模塊”

　　力控的界面系統(tǒng)完全面向?qū)ο螅邆湄S富的基本圖元，大量圖庫(kù)，可以方面的搭建出仿真系統(tǒng)需要的界面和界面邏輯。

　　界面部分的每個(gè)對(duì)象均可自由定義自身屬性和方法，支持鼠標(biāo)類、鍵盤類多種操作。對(duì)象之間具備互操作、互訪問(wèn)能力。

　　支持模板功能。類似的窗口可以只創(chuàng)建一次。

　　具備消息系統(tǒng)功能，支持基于事件的處理

三、系統(tǒng)成本核算

　　使用力控軟件的最大優(yōu)勢(shì)在于降低開發(fā)和維護(hù)成本。軟件選型上建議采用控制策略版無(wú)限點(diǎn)。