[发明专利]一种分布式协同优化控制试验平台

说明书

一种分布式协同优化控制试验平台，属于同步控制仿真技术领域。其特征在于：包括间隔设置的试验区，在试验区内分别设置有多个反应釜以及气动阀（4），还设置有原料罐以及产品罐（1）；原料罐的输出端通过管路连接反应釜，反应釜连接产品罐或另外的反应釜，在原料罐和反应釜内设置有搅拌器，同时设置有若干分别接入原料罐和反应釜内的变送器；还设置有控制系统。通过本分布式协同优化控制试验平台，针对不同的化学反应通过控制系统简历不同的模型，然后通过设置分布式控制器，实现了对原料罐以及反应釜中搅拌器的分布式控制，实现了对化学反应模型的验证。

技术领域

一种分布式协同优化控制试验平台，属于同步控制仿真技术领域。

背景技术

目前在化工领域，大部分反应的控制均采用集中式控制方式，即一台控制器（如计算机）对多个对象或设备进行控制和管理，集中式控制属于较低级的控制方式，因此集中式只适合于结构简单的系统，易发生单点故障且难以横向扩展。

分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）也称集散控制系统，是对生产过程进行集中管理和分散控制的计算机控制系统，是随着现代大型工业生产自动化水平的不断提高和过程控制要求日益复杂应运而生的综合控制系统，它融合了计算机技术、网络技术、通信技术和自动控制技术，是一种把危险分散，控制集中优化的新型控制系统。系统采用分散控制和集中管理的设计思想，分而自治和综合协调的设计原则，具有层次化的体系结构。现在DCS已在石油、化工、电力、冶金以及智能建筑等现代自动化控制系统中得到了广泛应用。

然而，将较为先进的分布式控制系统直接应用到化工领域的各种反应的控制中，也存在有较大的技术难度，其主要原因在于将现有的控制算法直接应用到具体工业现场时很难得到预期的效果，因此涉及一种针对化工领域进行控制算法的仿真试验平台成为亟待解决的问题。

在现有技术中存在有如下类似的技术方案，但是均存在各自的缺陷：

（1）申请号为201210302972.7的专利申请公开了一种合成气化工及石油化工生产过程动态模拟仿真培训系统，在该技术方案中包含有用HYSYS建立动态模型虚拟工厂模型并作为动态仿真系统的后台计算平台和具有仿DCS图形用户界面软件的若干个模拟操作终端，所述后台计算平台具有一HYSYS ActiveX接口与所述若干个模拟操作终端联接实现数据互换；所述若干个模拟操作终端通过局域网与后台计算平台联接。本发明对合成氨装置和甲醇精馏装置的设计、培训和生产都具有辅助作用。

该申请所设计的仿真培训系统主要是针对现有动态模拟所存在的问题而提供一种仿DCS模型，可以将HYSYS动态模拟软件按照一般操作习惯给化工操作人员提供技术模拟支持。但没有涉及到分布式过程网络的概念。

（2）申请号为：201611107613.0的专利申请公开了一种分布式控制系统及其动态调度资源的方法，包括现场总线；就地控制模板，其包括多个就地控制器，其用于采集测量控制对象地测量数据，并将测量数据运算处理得到地控制数据传输至测量控制对象；管理总线，其与所有就地控制器相连；运行管理装置，其包括检测报警模块、数据存储模块和资源动态调度模块，数据存储模块用于存储测量数据和控制数据，监测报警模块用于检测分布式控制系统地运行状态和故障报警地数据传输至数据存储模块，资源动态调度模块可动态调度分布式控制系统地资源，并调整就地控制器之间地任务分配。

该申请的分布式控制系统在不增加硬件复杂度的情况下，能够提升分布式控制系统的资源利用率和系统可靠性。也就是对系统从整体结构上进行节能优化，并没有实际化学反应模拟而且没用涉及到分布式控制器的设计。