多級船閘工控系統信號仿真調試方法技術方案

一種多級船閘工控系統信號仿真調試方法，步驟為：步驟

【技術實現步驟摘要】
多級船閘工控系統信號仿真調試方法


[0001]本專利技術屬于多級船閘工控系統仿真模擬
，特別涉及一種多級船閘工控系統信號仿真調試方法
。

技術介紹

[0002]級船閘一般為連續多級，具有運行水頭大
、
工藝復雜
、
安全要求高等特點
。
目前世界上規模最大級數最多的船閘為三峽五級船閘，以三峽五級船閘為例，現有多級船閘的特點在于：
[0003]1、
船閘工控系統規模大：多級船閘工控系統由1～6閘首多個現地控制單元
、
集中通信工作站
、
集中監控主機兼操作員工作站
、
數據庫服務器等設備構成
。
多級船閘控制工藝十分復雜，各級船閘間具有嚴格的工藝互鎖關系，集控系統
、
各現地控制單元之間需要協同工作，確保系統安全可靠
。
多級船閘工控系統網絡拓撲如圖1所示
。
[0004]2、
水頭大
、
工藝復雜：例如三峽五級船閘上游水位變幅大，船閘運行模式多，輸水工藝復雜，通常情況下，上游水位在
145
～
155
之間采用四級運行
、
在
155
～
165
之間采用五級補水運行
、
在
165
～
175
之間采用五級運行
。
[0005]3、
系統調試周期長
>、
耗費人力物力大；
[0006]4、
現場調試及測試條件限制多；
[0007]基于上述
技術介紹
的介紹，本專利技術要解決的技術問題是：由于多級船閘運行水頭大
、
工藝復雜
、
安全要求高，多級船閘工控系統現場調試
、
測試周期長
、
耗費人力物力大
。
在
30
～
40
天的大修期內，采用常規的調試和測試方法根本無法完成船閘工控系統的更新換代改造
。
受現場調試及測試條件限制，僅通過現場調試和測試，無法保障多級船閘的安全可靠運行
。

技術實現思路

[0008]鑒于
技術介紹
所存在的技術問題，本專利技術所提供的多級船閘工控系統信號仿真調試方法，根據運行工藝實時仿真船閘工控系統運行所需各類信號，滿足船閘正常工藝狀態下各項控制功能的調試和測試要求；通過故障或異常信號的仿真模擬，滿足船閘在故障
、
事故模式下，各項報警及緊急保護功能
、
系統容錯能力測試
。
[0009]為了解決上述技術問題，本專利技術采取了如下技術方案來實現：
[0010]一種多級船閘工控系統信號仿真調試方法，步驟
S1
，搭建船閘工控信號仿真平臺；
[0011]步驟
S2
，將船閘工控信號仿真平臺與多級船閘工控系統進行連接；
[0012]步驟
S3
，對閘門運行速度進行仿真建模，對閥門運行速度仿真建模；
[0013]步驟
S4
，采用循環掃描的運行方式對多級船閘工控系統進行船閘工藝仿真；船閘工藝仿真的循環掃描周期與多級船閘工控系統運行循環掃描周期相匹配；船閘工藝仿真包括工藝過程仿真和異常工況仿真；
[0014]船閘工藝仿真的循環順序依次為：系統初始化
、
讀取多級船閘工控系統控制輸出
信號
、
模擬船閘各設備運行狀態
、
仿真船閘設備運行檢測信號
、
異常工況仿真
、
生成船閘工控運行仿真信號和仿真信號輸出
。
[0015]優選地，步驟
S1
中，船閘工控信號仿真平臺包括信號仿真服務器
、
仿真圖形工作站
、
仿真信號工作站
、
仿真控制
PLC
和信號隔離中繼柜
。
[0016]優選地，步驟
S2
中，船閘工控信號仿真平臺與多級船閘工控系統之間的連接方式包括軟件接口連接和硬件接口連接；所述的軟件接口連接含義為：船閘工控信號仿真平臺的仿真輸出數據通過網絡連接方式按照多級船閘工控系統數據采集的格式直接寫入多級船閘工控系統的輸入數據映射區；所述的硬件接口連接含義為：仿真控制
PLC
的
I/O
端口通過中繼柜實現隔離后采用硬線傳遞至多級船閘工控系統的
I/O
端口；
[0017]信號仿真服務器
、
仿真圖形工作站
、
仿真信號工作站和仿真控制
PLC
通過軟件接口連接方式與多級船閘工控系統連接；仿真控制
PLC
通過硬件接口連接方式與多級船閘工控系統連接
。
[0018]優選地，步驟
S3
中，所述的工藝過程仿真的含義為：根據多級船閘各設備的運行工藝
、
運行參數及多級船閘工控系統的輸出信號，模擬多級船閘設備的運行狀態，仿真輸出工控系統檢測所需的各類信號；
[0019]工藝過程仿真的對象包括：
[0020]1)
閘閥門及啟閉機運行工藝及行程檢測信號仿真；
[0021]2)
液壓泵站運行工藝及運行反饋信號仿真；
[0022]3)
多級船閘單雙邊輸水工藝及水位信號仿真；
[0023]4)
防撞裝置運行工藝及高度檢測信號仿真；
[0024]5)
船閘輔助設備及運行反饋信號仿真；
[0025]6)
配電動力回路檢測信號仿真；
[0026]7)
二次回路控制檢測信號仿真
。
[0027]優選地，所述的異常工況仿真為模擬多級船閘工控系統在故障工況和事故工況下的診斷
、
報警
、
應急處理過程；異常工況仿真的要求：采用手動
/
自動方式對工藝信號進行滯后
、
延時
、
切斷
、
取反和跳變處理，觸發多級船閘工控系統對異常工況的響應，用于調試及測試船閘工控系統診斷
、
報警
、
應急處理功能的全面性
、
正確性
、
安全性
。“/”含義為或
。
[0028]優選地，異常工況仿真的異常工況注入分為數字量異常注入和模擬量異常注入兩種；
[0029]1)
數字量異常注入方法為：采用包括信號斷路
、
信號短路
、
信號取反
、
按設定周期抖動
、
延時接通
、
延時斷開在內的方法對數字量仿真信號進行異本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種多級船閘工控系統信號仿真調試方法，其特征在于：步驟
S1
，搭建船閘工控信號仿真平臺；步驟
S2
，將船閘工控信號仿真平臺與多級船閘工控系統進行連接；步驟
S3
，對閘門運行速度進行仿真建模，對閥門運行速度仿真建模；步驟
S4
，采用循環掃描的運行方式對多級船閘工控系統進行船閘工藝仿真；船閘工藝仿真的循環掃描周期與多級船閘工控系統運行循環掃描周期相匹配；船閘工藝仿真包括工藝過程仿真和異常工況仿真；船閘工藝仿真的循環順序依次為：系統初始化
、
讀取多級船閘工控系統控制輸出信號
、
模擬船閘各設備運行狀態
、
仿真船閘設備運行檢測信號
、
異常工況仿真
、
生成船閘工控運行仿真信號和仿真信號輸出
。2.
根據權利要求1所述的多級船閘工控系統信號仿真調試方法，其特征在于：步驟
S1
中，船閘工控信號仿真平臺包括信號仿真服務器
、
仿真圖形工作站
、
仿真信號工作站
、
仿真控制
PLC
和信號隔離中繼柜
。3.
根據權利要求2所述的多級船閘工控系統信號仿真調試方法，其特征在于：步驟
S2
中，船閘工控信號仿真平臺與多級船閘工控系統之間的連接方式包括軟件接口連接和硬件接口連接；所述的軟件接口連接含義為：船閘工控信號仿真平臺的仿真輸出數據通過網絡連接方式按照多級船閘工控系統數據采集的格式直接寫入多級船閘工控系統的輸入數據映射區；所述的硬件接口連接含義為：仿真控制
PLC
的
I/O
端口通過中繼柜實現隔離后采用硬線傳遞至多級船閘工控系統的
I/O
端口；信號仿真服務器
、
仿真圖形工作站
、
仿真信號工作站和仿真控制
PLC
通過軟件接口連接方式與多級船閘工控系統連接；仿真控制
PLC
通過硬件接口連接方式與多級船閘工控系統連接
。4.
根據權利要求3所述的多級船閘工控系統信號仿真調試方法，其特征在于：步驟
S3
中，所述的工藝過程仿真的含義為：根據多級船閘各設備的運行工藝
、
運行參數及多級船閘工控系統的輸出信號，模擬多級船閘設備的運行狀態，仿真輸出工控系統檢測所需的各類信號；工藝過程仿真的對象包括：
1)
閘閥門及啟閉機運行工藝及行程檢測信號仿真；
2)
液壓泵站運行工藝及運行反饋信號仿真；
3)
多級船閘單雙邊輸水工藝及水位信號仿真；
4)
防撞裝置運行工藝及高度檢測信號仿真；
5)
船閘輔助設備及運行反饋信號仿真；
6)
配電動力回路檢測信號仿真；
7)
二次回路控制檢測信號仿真
。5.
根據權利要求4所述的多級船閘工控系統信號仿真調試方法，其特征在于：所述的異常工況仿真為模擬多級船閘工控系統在故障工況和事故工況下的診斷
、
報警
、
應急處理過程；異常工況仿真的要求：采用手動
/
自動方式對工藝信號進行滯后
、
延時
、
切斷
、
取反和跳變處理，觸發多級船閘工控系統對異常工況的響應，用于調試及測試船閘工控系統診斷
、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉雄，雙偉，郭棉明，曹毅，朱華偉，李新宇，王曉東，王康毅，胡悅，徐磊，文小浩，向旭，鄧飛廉，
申請(專利權)人：南京蘇潤科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：