化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于仿真控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]化工過程控制是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、節(jié)約原料和能源、改善勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省勞力等方面有力的手段?；どa(chǎn)過程大多涉及高溫高壓、易燃易爆和有毒有害的物質(zhì)，因此，新的控制技術(shù)和控制方案不能直接應(yīng)用到實(shí)際的化工過程，否則，由于技術(shù)本身不成熟或工人現(xiàn)場(chǎng)操作技術(shù)不熟練等原因，將可能造成重大的安全事故，并且浪費(fèi)了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。
[0003]近年來，出現(xiàn)了對(duì)化工過程控制進(jìn)行實(shí)物仿真和數(shù)字仿真兩種方案，可解決上述問題。其中，實(shí)物仿真是指:將整套生產(chǎn)裝置縮小到一定比例，從而建立實(shí)物仿真系統(tǒng)。該種方案存在的主要問題為:成本過于昂貴，設(shè)計(jì)周期也比較長。數(shù)字仿真是指:完全依靠數(shù)字模型的方式，對(duì)化工過程控制進(jìn)行仿真。該種方案存在的主要問題為:仿真結(jié)果精度非常有限。
[0004]為解決上述問題，目前出現(xiàn)少量的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，然后，現(xiàn)有的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，普遍具有體積大、不易布置和維護(hù)、可接入的實(shí)物狀態(tài)采集器種類有限等問題，從而限制了半實(shí)物仿真系統(tǒng)在化工控制領(lǐng)域的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，可有效解決上述問題。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型提供一種化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，包括:仿真服務(wù)器、數(shù)據(jù)輸入輸出板卡、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器、PLC控制器和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備；
[0008]其中，所述數(shù)據(jù)輸入輸出板卡集成有模擬量輸入板卡、模擬量輸出板卡、數(shù)字量輸入板卡和數(shù)字量輸出板卡；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器的輸出端通過所述模擬量輸入板卡連接到所述仿真服務(wù)器的第I輸入接口 ；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器的輸出端通過所述數(shù)字量輸入板卡連接到所述仿真服務(wù)器的第2輸入接口 ；所述仿真服務(wù)器的第I輸出接口通過所述模擬量輸出板卡連接到所述PLC控制器的輸入端；所述仿真服務(wù)器的第2輸出接口通過所述數(shù)字量輸出板卡連接到所述PLC控制器的輸入端；
[0009]所述PLC控制器的第I輸出端反饋連接到所述仿真服務(wù)器的輸入端；所述PLC控制器的第2輸出端反饋連接到所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備。
[0010]優(yōu)選的，所述模擬量輸入板卡包括串聯(lián)的模擬量采集端口、第I信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器依次通過所述模擬量采集端口、所述第I信號(hào)調(diào)理電路和所述A/D轉(zhuǎn)換電路后，連接到所述仿真服務(wù)器；
[0011]所述數(shù)字量輸入板卡包括串聯(lián)的數(shù)字量采集端口、第2信號(hào)調(diào)理電路和第I數(shù)字濾波電路；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器依次通過所述數(shù)字量采集端口、所述第2信號(hào)調(diào)理電路和所述第I數(shù)字濾波電路后，連接到所述仿真服務(wù)器；
[0012]所述模擬量輸出板卡包括串聯(lián)的D/A轉(zhuǎn)換電路、第I放大電路、第3信號(hào)調(diào)理電路和模擬量輸出端口 ；所述仿真服務(wù)器依次通過所述D/A轉(zhuǎn)換電路、所述第I放大電路、所述第3信號(hào)調(diào)理電路和所述模擬量輸出端口后，連接到所述PLC控制器；
[0013]所述數(shù)字量輸出板卡包括串聯(lián)的第2數(shù)字濾波電路、第2放大電路、第4信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)字量輸出端口 ；所述仿真服務(wù)器依次通過所述第2數(shù)字濾波電路、所述第2放大電路、所述第4信號(hào)調(diào)理電路和所述數(shù)字量輸出端口后，連接到所述PLC控制器。
[0014]優(yōu)選的，所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器包括:用于采集現(xiàn)場(chǎng)化工單元溫度的傳感器、用于采集現(xiàn)場(chǎng)化工單元壓力的傳感器、用于采集現(xiàn)場(chǎng)化工單元中泵運(yùn)行速度的傳感器、用于采集現(xiàn)場(chǎng)化工單元攪拌速度的傳感器；
[0015]所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器包括:用于采集現(xiàn)場(chǎng)化工單元不同管道閥門開或關(guān)狀態(tài)的傳感器；用于采集現(xiàn)場(chǎng)化工單元不同按鈕開或關(guān)狀態(tài)的傳感器；
[0016]所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備包括:安裝于現(xiàn)場(chǎng)化工單元不同管道位置的調(diào)節(jié)閥門。
[0017]本實(shí)用新型提供的化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]具有體積小、易布置和維護(hù)、成本低、可接入的實(shí)物狀態(tài)采集器種類豐富、采集到的實(shí)物狀態(tài)精度高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于化工控制領(lǐng)域的半實(shí)物仿真。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型提供的化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0021]結(jié)合圖1，本實(shí)用新型提供一種化工過程控制的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，包括:仿真服務(wù)器、數(shù)據(jù)輸入輸出板卡、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器、PLC控制器和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備；
[0022]其中，所述數(shù)據(jù)輸入輸出板卡集成有模擬量輸入板卡、模擬量輸出板卡、數(shù)字量輸入板卡和數(shù)字量輸出板卡；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器的輸出端通過所述模擬量輸入板卡連接到所述仿真服務(wù)器的第I輸入接口 ；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器的輸出端通過所述數(shù)字量輸入板卡連接到所述仿真服務(wù)器的第2輸入接口 ；所述仿真服務(wù)器的第I輸出接口通過所述模擬量輸出板卡連接到所述PLC控制器的輸入端；所述仿真服務(wù)器的第2輸出接口通過所述數(shù)字量輸出板卡連接到所述PLC控制器的輸入端；
[0023]所述PLC控制器的第I輸出端反饋連接到所述仿真服務(wù)器的輸入端；所述PLC控制器的第2輸出端反饋連接到所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備。
[0024]可見，本實(shí)用新型提供的數(shù)據(jù)輸入輸出板卡，集成豐富的板卡類型，包括:模擬量輸入板卡、模擬量輸出板卡、數(shù)字量輸入板卡和數(shù)字量輸出板卡；一方面，減小了整套系統(tǒng)的占用空間，節(jié)約了系統(tǒng)成本；另一方面，還具有易布置和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]另外，本發(fā)明人對(duì)每一種具體板卡均進(jìn)行了精細(xì)設(shè)計(jì)，從而達(dá)到提高實(shí)物狀態(tài)采集精度以及提高仿真服務(wù)器下發(fā)信息精度的目的。
[0026]各種板卡具體結(jié)構(gòu)為:
[0027]所述模擬量輸入板卡包括串聯(lián)的模擬量采集端口、第I信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)模擬量采集器依次通過所述模擬量采集端口、所述第I信號(hào)調(diào)理電路和所述A/D轉(zhuǎn)換電路后，連接到所述仿真服務(wù)器；
[0028]所述數(shù)字量輸入板卡包括串聯(lián)的數(shù)字量采集端口、第2信號(hào)調(diào)理電路和第I數(shù)字濾波電路；所述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)數(shù)字量采集器依次通過所述數(shù)字量采集端口、所述第2信號(hào)調(diào)理電路和所述第I數(shù)字濾波電路后，連接到所述仿真服務(wù)器；
[0029]所述模擬量輸出板卡包括串聯(lián)的D/A轉(zhuǎn)換電路、第I放大電路、第3信號(hào)調(diào)理電路和模擬量輸出端口 ；所述仿真服務(wù)器依次通過所述