火電機(jī)組dcs系統(tǒng)模擬量控制回路仿真測試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種火電機(jī)組DCS系統(tǒng)模擬量控制回路仿真測試系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]火電機(jī)組DCS系統(tǒng)中模擬量控制回路主要實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制功能，從底層的水位、流量、轉(zhuǎn)速控制到上層的汽溫、汽壓、發(fā)電負(fù)荷等參數(shù)的控制，另外還包括輔機(jī)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)快速減負(fù)荷等控制功能。這些控制功能是否能正確實(shí)現(xiàn)往往會(huì)影響到機(jī)組的安全正常運(yùn)行，所以應(yīng)在DCS系統(tǒng)出廠前進(jìn)行有效的功能測試。但這時(shí)DCS系統(tǒng)尚未和實(shí)際對(duì)象建立鏈接，沒有形成控制閉環(huán)，較難開展有效的功能測試。目前對(duì)于模擬量回路測試主要有兩種方法，一種是在DCS系統(tǒng)中采用組態(tài)工具搭建控制對(duì)象仿真模型實(shí)現(xiàn)功能測試(參見發(fā)明專利“火電機(jī)組分布式控制系統(tǒng)控制對(duì)象仿真建模的方法”，專利號(hào):ZL 2010 1 0507102.4)，另一種是將DCS系統(tǒng)同工程機(jī)組的仿真模型建立鏈接來進(jìn)行功能測試。這兩種方法均存在不足之處，第一種方法由于對(duì)象模型復(fù)雜多樣，而組態(tài)工具提供的算法有限，只能實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的簡化仿真和粗略模擬，影響功能測試效果。第二種方法中工程機(jī)組不一定都有仿真模型，即使建設(shè)仿真模型也往往落后于DCS系統(tǒng)，而且同仿真模型建立全部鏈接(數(shù)千點(diǎn)信號(hào))也費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無法在DCS現(xiàn)場調(diào)試前完成仿真測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種火電機(jī)組DCS系統(tǒng)模擬量控制回路仿真測試系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種火電機(jī)組DCS系統(tǒng)模擬量控制回路仿真測試系統(tǒng)，其特征在于，包括火電機(jī)組激勵(lì)式仿真平臺(tái)和測試DCS系統(tǒng)，所述的火電機(jī)組激勵(lì)式仿真平臺(tái)包括相互連接的仿真DCS系統(tǒng)和仿真模型，所述的測試DCS系統(tǒng)與仿真模型之間采用主干鏈接；
[0006]所述的測試DCS系統(tǒng)將主干控制指令發(fā)送給仿真模型，通過仿真模型運(yùn)算后將控制參數(shù)同時(shí)發(fā)回給測試DCS系統(tǒng)和仿真DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制閉環(huán)。
[0007]還包括用于測試DCS系統(tǒng)和仿真DCS系統(tǒng)之間切換的仿真開關(guān)，該仿真開關(guān)分別與測試DCS系統(tǒng)、仿真DCS系統(tǒng)和仿真模型連接；
[0008]所述的仿真開關(guān)切換到測試DCS系統(tǒng)后，所述的仿真模型不再接收仿真DCS系統(tǒng)發(fā)出的主干控制指令，轉(zhuǎn)為接收測試DCS系統(tǒng)發(fā)來的主干控制指令，所述的仿真模型計(jì)算出的控制參數(shù)則同時(shí)送往測試DCS系統(tǒng)和仿真DCS系統(tǒng)。
[0009]所述的測試DCS系統(tǒng)和仿真DCS系統(tǒng)為量程相同或量程不同的DCS系統(tǒng)。
[0010]當(dāng)所述的測試DCS系統(tǒng)和仿真DCS系統(tǒng)為量程不同的DCS系統(tǒng)時(shí)，所述的測試DCS系統(tǒng)與仿真模型之間設(shè)有量程轉(zhuǎn)換單元。
[0011]通過測試DCS系統(tǒng)送往仿真模型的主干控制指令包括負(fù)荷指令、汽輪機(jī)調(diào)門開度指令、給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令、給水栗轉(zhuǎn)速指令、送風(fēng)機(jī)擋板開度指令、引風(fēng)機(jī)擋板開度指令、一次風(fēng)機(jī)擋板開度指令、磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)門開度指令、凝結(jié)水調(diào)門開度指令、加熱器疏水調(diào)門開度指令和凝汽器補(bǔ)水調(diào)門開度指令。
[0012]所述的測試DCS系統(tǒng)同仿真模型之間建立主干鏈接之外，其他信號(hào)仍維持原先仿真模型和仿真DCS系統(tǒng)之間的鏈接，并通過仿真DCS系統(tǒng)將仿真模型運(yùn)行起來。
[0013]—種火電機(jī)組DCS系統(tǒng)模擬量控制回路仿真測試方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]1)建立測試DCS系統(tǒng)與仿真模型的主干鏈接；
[0015]2)運(yùn)行仿真平臺(tái)，使得仿真模型處于設(shè)定的負(fù)荷區(qū)間；
[0016]3)將主干鏈接信號(hào)切換至測試DCS系統(tǒng)，所述的仿真模型開始接收測試DCS系統(tǒng)發(fā)出的主干控制指令信號(hào)；
[0017]4)經(jīng)仿真模型運(yùn)算后的對(duì)象狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)送回測試DCS系統(tǒng)，形成控制閉環(huán)；
[0018]5)在控制閉環(huán)下對(duì)模擬量控制回路進(jìn)行仿真測試，發(fā)現(xiàn)和消除控制邏輯中存在的問題，初步設(shè)置控制參數(shù)，提高組態(tài)工作質(zhì)量。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種全新的模擬量回路仿真測試方法，借助通用火電機(jī)組激勵(lì)式仿真平臺(tái)，建立DCS系統(tǒng)和通用仿真模型之間的主干鏈接，模型精度大大高于用DCS組態(tài)工具搭建的模型，采用主干鏈接的方式能快速方便地形成控制閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)模擬量回路的動(dòng)態(tài)仿真測試，及早發(fā)現(xiàn)和解決邏輯組態(tài)中存在的問題，提升控制功能組態(tài)的實(shí)施質(zhì)量，為控制系統(tǒng)實(shí)際調(diào)試和順利投用創(chuàng)造有利條件。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]對(duì)模擬量控制回路進(jìn)行有效測試的關(guān)鍵和首要條件是要建立控制回路的閉環(huán)，SP控制指令要發(fā)給某個(gè)控制對(duì)象，控制對(duì)象的狀態(tài)改變后使得運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化，模擬量回路再根據(jù)這個(gè)參數(shù)變化調(diào)整控制指令，形成閉環(huán)。如果沒有這一閉環(huán)，只靠靜態(tài)的邏輯檢查不能有效發(fā)現(xiàn)控制組態(tài)中存在的問題，增加機(jī)組設(shè)備實(shí)動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。前述第一種方法只能實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的粗略仿真，對(duì)象狀態(tài)改變引起的運(yùn)行參數(shù)變化只能是一種近似模擬，會(huì)影響測試效果。另外，對(duì)于不同的DCS系統(tǒng)，需要按照實(shí)際機(jī)組用該DCS工具重新搭建簡化仿真模型，還需要對(duì)簡化模型進(jìn)行調(diào)試。用第二種方法能實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象的精確仿真，但仿真模型建設(shè)往往落后于DCS系統(tǒng)，且建立全部鏈接耗時(shí)費(fèi)力。
[0023]考慮到新建火電機(jī)組一般都是采用超(超)臨界技術(shù)，完全可以借助通用仿真平臺(tái)來代表工程機(jī)組，并采用一種全新的主干鏈接方法，將主要的控制指令由測試DCS系統(tǒng)發(fā)往仿真平臺(tái)和仿真模型，通過模型運(yùn)算后將相關(guān)運(yùn)行參數(shù)送回至測試DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制閉環(huán)。采用這種方法后，控制對(duì)象的仿真精度要大大高于DCS工具搭建的仿真對(duì)象，另外由于采用主干鏈接方式能很方便的實(shí)現(xiàn)測試DCS系統(tǒng)和仿真模型之間的鏈接，為模擬量回路動(dòng)態(tài)測試帶來很大便利。
[0024]如圖1所示，一種火電機(jī)組DCS系統(tǒng)模擬量控制回路仿真測試系統(tǒng)，包括火電機(jī)組激勵(lì)式仿真平臺(tái)1和測試DCS系統(tǒng)2，所述的火電機(jī)組激勵(lì)式仿真平臺(tái)1包括相互連接的仿真DCS系統(tǒng)11和仿真模型12。
[0025]本發(fā)明還包括用于測試DCS系統(tǒng)和仿真DCS系統(tǒng)之間切換的仿真開關(guān)3，該仿真開關(guān)3分別與測試DCS系統(tǒng)2、仿真DCS系統(tǒng)11和仿真模型12連接.
[0026]激勵(lì)式仿真平臺(tái)包括仿真DCS系統(tǒng)和仿真模型兩部分，除了測試DCS系統(tǒng)同仿真模型之間建立主干鏈接之外，其他信號(hào)仍維持原先仿真模型和仿真