[发明专利]一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统有效

专利信息
申请号: 202010993330.0 申请日: 2020-09-21
公开(公告)号: CN112051751B 公开(公告)日: 2021-06-01
发明(设计)人: 吴永建;郑秀萍;丁进良;柴天佑 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: G05B17/02 分类号: G05B17/02
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 崔玥
地址: 110819 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 多级 串联 闪蒸 工业 过程 实物 仿真 控制系统
【权利要求书】:

1.一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,包括虚拟对象计算机、控制器设计计算机、过程监控计算机以及PLC控制器;

所述虚拟对象计算机集成有虚拟对象仿真模型;所述虚拟对象计算机用于获取所述PLC控制器输出的当前时刻每级闪蒸器的二次蒸汽流量,并对所述当前时刻每级闪蒸器的二次蒸汽流量进行处理以获取当前时刻每级闪蒸器的乏汽阀门开度,然后将所述当前时刻每级闪蒸器的乏汽阀门开度输入到虚拟对象仿真模型内进行仿真计算后得到下一时刻每级闪蒸器的液位高度,最后将所述下一时刻每级闪蒸器的液位高度发送至所述PLC控制器内;所述虚拟对象仿真模型用于仿真模拟多级串联闪蒸工业过程的运行;所述虚拟对象仿真模型由多级串联闪蒸工业过程工艺机理模型和建模误差补偿模型组成;

所述控制器设计计算机用于建立控制器设计模型,并将所述控制器设计模型下载至所述PLC控制器内以作为所述PLC控制器内部的运行模型;

所述PLC控制器用于根据所述控制器设计模型和所述下一时刻每级闪蒸器的液位高度输出每级闪蒸器液位调节指令,并将所述每级闪蒸器液位调节指令发送至相应的闪蒸器以调节所述闪蒸器的液位高度;

所述过程监控计算机用于实时监控所述PLC控制器的运行过程。

2.根据权利要求1所述的一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,所述虚拟对象计算机的虚拟对象仿真模型是基于Matlab仿真软件实现的;所述虚拟对象计算机的人机交互界面是基于Factory TalkView软件实现的;所述Matlab仿真软件与所述人机交互界面之间采用OPC通讯方式实现数据传输。

3.根据权利要求1所述的一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,所述虚拟对象计算机 上集成有对象阶跃响应实验模拟模块;所述对象阶跃响应实验模拟模块用于模拟检测仿真对象的运行状态。

4.根据权利要求1所述的一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,所述多级串联闪蒸工业过程工艺机理模型是基于多级串联闪蒸工业过程的工艺反应机理,从物料平衡、热量平衡和相平衡的角度出发,建立的各级闪蒸器的乏汽阀门开度与液位高度之间的数据模型;

所述建模误差补偿模型的输入为当前时刻乏汽阀门开度和上一时刻建模误差补偿值,所述建模误差补偿模型的输出为当前时刻建模误差补偿值;

所述虚拟对象仿真模型的输出为所述多级串联闪蒸工业过程工艺机理模型输出与所述建模误差补偿模型输出的和。

5.根据权利要求1所述的一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,所述控制器设计计算机的控制器设计模型是基于Matlab仿真软件实现的,所述控制器设计计算机的人机交互界面是基于Factory TalkView软件实现的;所述Matlab仿真软件与所述人机交互界面之间采用OPC通讯方式实现数据传输;所述人机交互界面包括激励信号设置区域、建模试验过程数据记录区域、参数辨识区域和参数验证区域。

6.根据权利要求5所述的一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,所述控制器设计模型是利用Matlab仿真软件中的数据采集程序、模型辨识程序以及模型验证程序建立的;其中,

所述数据采集程序用于采集控制器设计模型的参数数据;所述参数数据包括激励信号以及在所述激励信号激励下所述虚拟对象仿真模型的输出信号;

所述模型辨识程序用于根据采集到的控制器设计模型的参数数据,利用最小二乘递推算法,建立控制器设计模型;

所述模型验证程序用于验证所述控制器设计模型。

7.根据权利要求1所述的一种多级串联闪蒸工业过程的半实物仿真控制系统,其特征在于,所述过程监控计算机上运行的软件有RSLogix5000软件、Factory TalkView软件和RsLinx软件;所述RSLogix5000软件用于控制器执行程序的编写和修改;所述FactoryTalkView软件用于人机交互界面的开发和运行;所述RsLinx软件用于实现所述PLC控制器与所述过程监控计算机之间的数据通讯;其中,所述控制器执行程序为PLC控制器的执行程序。

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