火電廠培訓用仿真機與DCS控制系統結合淺論

　　一、引言
　　
　　傳統火電廠培訓用仿真機在我國已經有十幾年的發展歷史，但作為一種高科技產業而言并沒有真正發展起來，其原因既有技術方面的因素，也有體制方面的因素。
　　
　　技術方面的因素是，火電廠控制系統技術的迅速發展（從常規儀表控制向DCS控制轉變），使得傳統培訓用仿真機的生命周期迅速縮短，而作為傳統培訓用仿真機的生存基礎的開發周期和功能適應性并沒有多大的改變。
　　
　　體制方面的因素是，國內電廠仿真機的開發單位與電廠控制系統開發單位互不相關，使得傳統培訓用仿真機的軟件開發*是被動地適應電廠控制系統的改變，這進一步加劇了傳統培訓用仿真機與電廠培訓需求的脫節。
　　
　　在當前的新形勢下，要想使電廠仿真機產業真正發展起來，*可走的路線是將仿真機的開發與電廠DCS系統的開發真正結合起來。
　　
　　二、電廠對仿真機的需求
　　
　　在電廠采用DCS控制的情況下，電廠對仿真機的主要需求仍然是培訓。與傳統控制機組不同的是，仿真機不僅要支持運行人員培訓，同時還要支持熱工人員培訓；而且，在仿真機的應用時效上，仿真機應能做到機組投產前培訓。如果能將傳統培訓用仿真機的開發技術與DCS控制系統的開發技術有機地結合起來，無疑將提供一種滿足電廠需求的*解決方案。
　　
　　三、控制系統開發廠商對仿真機的需求
　　
　　控制系統開發廠商對仿真機的需求主要是希望仿真機能提供一種關于對象的閉環環境，使得某些新型控制策略能在仿真機上先行驗證后再用于實際系統。zui合適的方法是仿真機上能直接采用實際機組的控制策略組態，這同樣要求將傳統培訓用仿真機的開發技術與DCS控制系統的開發技術有機結合。
　　
　　四、技術因素--支撐系統
　　
　　不管是仿真機的開發、應用還是DCS系統的工程開發、應用都需要有專門的支撐系統，就象所有計算機都要有操作系統一樣。為了實現將傳統培訓用仿真機的開發技術與DCS控制系統的開發技術有機結合，有三種解決方案：
　　
　　1.開發一個同時能支持仿真機的開發和DCS系統的工程開發的支撐系統。由于仿真機的開發和DCS系統的工程開發是兩種不同類型的技術開發，兩者的適用范圍、發展空間和服務對象有頗多的不同，要使一個系統在兩個方向上實現同步發展存在較大的困難。
　　
　　2.利用DCS系統工程軟件的計算機文本文件，將DCS系統工程軟件"翻譯"成仿真系統的可執行文件。這種辦法涉及到知識產權、DCS系統工程軟件的"透明度"、"翻譯"的難度等一系列問題，具體實現起來會有較大的問題。
　　
　　3.兩個支撐系統有效銜接，實現兩個系統在一臺計算機上同時運行，外部感覺就象一個系統一樣。如果兩個支撐系統能夠同時運行在同一個計算機操作系統平臺上，這種解決方案具有zui小的實現難度。
　　
　　圖一是采用新華公司的XDPS系統（DCS的支撐系統）（1）和清華大學開發的VCS3系統（仿真支撐系統）（2）實現有效銜接的一種解決方案。
　　
　　本方案中，XDPS系統是新華公司在WindowsNT上開發的具有自主知識產權的DCS系統的支撐軟件，具有優良的DCS工程軟件（控制策略和人機界面）組態工具，且具有虛擬DPU（VDPU）功能；清華大學開發的仿真支撐系統VCS3，是國內*在WindowsNT上開發成功的具有自主知識產權的實用仿真支撐平臺。這兩個支撐系統具有相互銜接的技術基礎。
　　
　　在兩個支撐系統良好銜接的基礎上，我們可以利用仿真支撐系統的*的支持對象仿真模型的開發功能和整體仿真模型的運行控制功能，構造實際機組的對象側的仿真模型和進行整個仿真機的運行控制；利用DCS支撐系統的虛擬DPU功能，直接使用DCS系統的控制策略軟件和人機界面軟件。這樣我們就構成了一種新型的全功能、低成本仿真機。
　　
　　五、新型仿真機的優點
　　
　　1.全功能。新型仿真機不僅具有和實際機組*一致的操作員界面，而且具有和實際機組*一致的工程師界面，控制策略和人機界面的組態方式與實際機組基本相同。因此，新型仿真機不僅能夠培訓電廠運行人員，還能夠培訓電廠熱工人員；同時還能用于控制策略的組態驗證，輔助DCS系統的調試和維護。
　　
　　2.低成本。新型仿真機與傳統仿真機相比，*不必重新仿真控制策略和人機界面，極大地減少了整個仿真軟件的開發、調試工作量；因此必然是低成本的。
　　
　　3.短開發周期。由于*不必重新仿真控制策略和人機界面，新型仿真機的軟件開發、調試*可以緊跟實際機組DCS系統的組態和調試，使仿真機真正做到在實際機組投產前投入培訓。
　　
　　4.功能分散機制。新型仿真機軟件可在普通PC機上運行，這使我們能夠采用"分散式"的仿真軟件開發結構（3），鍋爐、汽機、電氣仿真應用軟件獨立成篇，開發、使用靈活方便。
　　
　　六、需解決的問題
　　
　　新華公司的XDPS系統的虛擬DPU功能，能夠在普通PC機上實現控制策略組態的仿真運行，但要將這種功能運用于仿真機上，除了解決和仿真支撐系統的通訊問題外，還需能實現"工況回調"的功能。所謂"工況回調"是指當仿真機用于培訓時，任何工況斷面可以按照教練員的指令儲存于計算機的硬盤上，當需要時可以使仿真機*回到所調用的工況斷面。
　　
　　七、結論
　　
　　新華公司的XDPS系統如能在功能上實現進一步的擴展并和某種微機化的仿真支撐系統結合在一起，將能為電廠用戶提供一種全功能、低成本、短開發周期的新型培訓仿真機，在為用戶提供更多的仿真軟件產品選擇的同時，優化DCS工程項目的開發流程。