電站仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于仿真電站工序的方法和提供用于其自動化(電站仿真)的自動化方案。
【背景技術(shù)】
[0002]電站仿真的方法本身原則上是已知的，但其首先是作為專利技術(shù)方案而存在的，因而生產(chǎn)、維護和/或更新是很精細(xì)復(fù)雜的。由于電站仿真作為規(guī)則是獨特的，故會產(chǎn)生對應(yīng)的成本。
[0003]為了經(jīng)濟地生產(chǎn)電站仿真，需要能夠使用提供用于相應(yīng)原系統(tǒng)的自動化方案，SP，用于使相應(yīng)電站工序自動化的實際或映射(projected)的自動化硬件。
[0004]相應(yīng)的自動化方案包括映射原系統(tǒng)的項目計劃，并且例如，其規(guī)定自動化硬件中的裝置的型號和數(shù)量。在這種情況下，自動化硬件至少包括(也被稱為)可編程邏輯控制器(PLC)和外圍硬件，其可以包括不具有預(yù)處理功能的簡單的“I/O”組件，但也可以是具有預(yù)處理功能的復(fù)雜組件。因而，自動化方案還包括至少一個PLC程序和相應(yīng)的外圍硬件的配置和參數(shù)設(shè)定。PLC程序的總和統(tǒng)稱為自動化硬件，并且PLC程序是用于特定一件硬件的計算機程序，即，例如基于IEC 61131/EN 61131標(biāo)準(zhǔn)的計算機程序。
[0005]電站仿真?zhèn)鹘y(tǒng)上被劃分為電站工序的工序工程仿真和控制工程安裝/自動化硬件的模擬，即，原系統(tǒng)的裝置和單元。原則上，所稱的軟PLC可以考慮為用于仿真原系統(tǒng)的PLC，該軟PLC已知地以在傳統(tǒng)計算機上可執(zhí)行的計算機程序的形式允許PLC程序獨立于相應(yīng)的計算機上的實際存在的PLC來執(zhí)行PLC程序。對于外圍組件的模擬而言也同樣適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]相對于本領(lǐng)域的【背景技術(shù)】，本發(fā)明的目的主要是實現(xiàn)可編程邏輯控制器的功能或者與也可用于電站仿真的外圍組件的功能一起的可編程邏輯控制器的功能，并且同時能夠繼續(xù)使用相應(yīng)的自動化方案而無變化。
[0007]為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種具有權(quán)利要求1的特征的電站仿真的方法。為此，提供了一種使用一件仿真硬件(具體為一件分布的仿真硬件)的電站仿真的方法，仿真硬件包括:至少一個模擬單元，具有在該模擬單元或每個模擬單元上運行的至少一個模擬部件；以及至少一個仿真單元，具有工序模型，其中仿真硬件中的一個或相同硬件還可以同時用作模擬單元以及用作仿真單元，提供如下:以無變化的形式借助每個模擬部件使用將被仿真的電站的自動化方案或者將被仿真的電站工序用于電站仿真，每個模擬部件均分配有自動化方案所包含的PLC程序和用作軟PLC的模擬部件，其中，在本方法的一個具體實施例中，原系統(tǒng)的外圍和通信組件被另外重現(xiàn)在模擬中。自動化方案所包含的項目計劃被自動評估以獲取通信關(guān)系數(shù)據(jù)，其中通信關(guān)系數(shù)據(jù)描述模擬部件之間的通信關(guān)系，具體地，基于根據(jù)項目計劃的自動化硬件的模擬設(shè)備之間存在或提供的通信關(guān)系。在仿真器件，每個模擬部件均執(zhí)行分別分配給其的PLC程序，并且為此首先訪問PLC函數(shù)之后訪問系統(tǒng)函數(shù)。PLC函數(shù)允許PLC程序的程序指令的至少一個執(zhí)行用于結(jié)合操作數(shù)等。系統(tǒng)函數(shù)允許PLC程序的程序指令的至少一個執(zhí)行用于與另一模擬部件進行通信。因此，至少單獨的系統(tǒng)函數(shù)為原系統(tǒng)的真實PLC重現(xiàn)了允許與同樣作為原系統(tǒng)的一部分的另一 PLC的通信的功能。在這種情況下，用于仿真的通信的特定特征在于，通信不是在真實裝置之間發(fā)生的，而是在模擬部件之間發(fā)生的，即，代表原系統(tǒng)的裝置的計算機程序。當(dāng)兩個模擬部件旨在根據(jù)項目計劃彼此互換數(shù)據(jù)時，兩個模擬部件可以在相同模擬單元或不同模擬單元上實例化。當(dāng)兩個模擬部件在相同模擬單元上實例化時，通信可以處理為相應(yīng)模擬單元內(nèi)的內(nèi)部通信。當(dāng)兩個模擬部件在不同模擬單元上實例化時，不但需要模擬部件之間的數(shù)據(jù)互換，還需要相應(yīng)模擬單元之間的數(shù)據(jù)互換。隨后這被簡稱為外部通信并且與內(nèi)部通信相區(qū)別。本文提出的使用一件(具體為分布的)仿真硬件的電站仿真的方法因而提供了用于與另一模擬部件進行通信的系統(tǒng)函數(shù)的執(zhí)行，以包括訴諸通信關(guān)系數(shù)據(jù)，使得基于上述方案自動實現(xiàn)內(nèi)部通信或外部通信。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于，(初始地)提供用于原系統(tǒng)的自動化方案的有目的的無變化應(yīng)用成為可能。在這種情況下，作為軟PLC的單獨的模擬部件的功能被實施，使得編譯器用于將每個PLC程序的PLC指令/程序指令轉(zhuǎn)換為可以通過模擬單元的微處理器執(zhí)行的操作，其上旨在執(zhí)行模擬部件的微處理器。在這種情況下，通過示例的方式，編譯器提供重現(xiàn)軟件中的真實PLC的硬件寄存器(稱為累加器)的功能。還通過軟件中的編譯器重現(xiàn)了以寄存器形式實現(xiàn)為真實PLC的計時器和計數(shù)器。對于已知的標(biāo)記，真實PLC提供特定存儲區(qū)域以便快速訪問。編譯器為用作模擬單元的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)計算機的存儲器結(jié)構(gòu)重現(xiàn)軟件中的該功能。對于已知的組織模塊，真實PLC上的操作系統(tǒng)提供了以工序調(diào)用的形式在模擬中重現(xiàn)的執(zhí)行等級。最后，模擬還重現(xiàn)用于訪問單獨數(shù)據(jù)的機制，如通過在數(shù)據(jù)模塊中尋址數(shù)據(jù)而對真實PLC發(fā)生的。該列表并不要求被完成?？傊?，至少可以建立模擬部件/軟件PLC，其可以按照無變化的形式執(zhí)行相應(yīng)PLC程序的原碼并包括為此目的所必需的裝置，即，首先是上述編譯器，并且其次是PLC函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)，編譯器處理PLC程序的單獨的程序指令并將其轉(zhuǎn)換為可以在相應(yīng)模擬單元上執(zhí)行的形式，PLC函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)可以在執(zhí)行PLC程序時進行訪問。
[0009]在模擬中，真實PLC的執(zhí)行屬性與標(biāo)準(zhǔn)計算機的執(zhí)行屬性匹配。在原系統(tǒng)中持續(xù)運行的基本周期在模擬中被循環(huán)調(diào)用(S卩，例如每100ms)。時間控制的執(zhí)行等級(S卩，例如具有30ms、100ms、200ms等的周期時間的執(zhí)行等級)在模擬以固定循環(huán)時間(例如，同樣每100ms)調(diào)用。由原系統(tǒng)中的錯誤和故障激活的警報控制的執(zhí)行等級同樣在模擬中的固定循環(huán)時間中處理。
[0010]模擬的一個特定特征是需要處理兩個相應(yīng)的模擬部件之間的內(nèi)部和外部通信，并且如果需要，可以是兩個模擬部件和相應(yīng)的模擬單元。在原系統(tǒng)中，由模擬部件代表的自動化裝置是每個單獨的設(shè)計并且通過總線等彼此連接。該裝置間的通信是基于本身已知的協(xié)議發(fā)生的。在這種情況下，在單獨的自動化裝置之間互換數(shù)據(jù)塊，并且需要用于此目的的通信函數(shù)典型地由相應(yīng)的PLC的操作系統(tǒng)提供。
[0011]在模擬中，重現(xiàn)的自動化裝置可以布置在一個或多個模擬單元(標(biāo)準(zhǔn)計算機)上，以使內(nèi)部或外部通信變得必須。內(nèi)部通信被實現(xiàn)為通過使用來自相應(yīng)的模擬單元的全局?jǐn)?shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)互換進行模擬。外部通信被實現(xiàn)在通過涉及的相應(yīng)模擬單元之間的通信以及本身已知的通信協(xié)議的使用而進行的模擬中。在這兩種情況下，在模擬部件之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊的內(nèi)容保持不變，使得原自動化方案可以繼續(xù)被使用而無變化。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)選實施例是從屬權(quán)利要求的主題內(nèi)容。本文使用的反向引用表示通過相應(yīng)從屬權(quán)利要求的特征的主權(quán)利要求的主題內(nèi)容的進一步擴展。其并不旨在被理解為分配從屬權(quán)利要求的特征結(jié)合的獨立、實質(zhì)的保護的達(dá)成。此外，關(guān)于從屬權(quán)利要求中的特征的更具體的說明的權(quán)利要求的理解，可以假設(shè)該限定并未出現(xiàn)在相應(yīng)的前述權(quán)利要求中。
[0013]在用于電站仿真的方法的一個特定實施例中，將被仿真的電站的自動化方案/將被仿真的電站工序的項目計劃的自動化評估包括通信關(guān)系數(shù)據(jù)的自動生成，其中基于通信關(guān)系數(shù)據(jù)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)用于與另一模擬部件進行通信包括相應(yīng)的仿真單元內(nèi)的相同仿