一种用于设施控件的虚拟测试方法和模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于过程技术设施的设施控件(1)的虚拟测试的方法(100)以及一种用于这种设施控件(1)的虚拟测试的模拟装置。在此，提供(S1a，S1b)用于控制设施的组件的至少一个预配置控制模块(2)并且基于该控制模块(2)生成(S2)设施控件(1)。此外，过程技术设施的控制由生成的设施控件(1)模拟(S3)，其中，由组件特定的模拟模型(3)预定设施控件(1)的输入参数(E)的至少一个值，其中，该组件特定的模拟模型(3)包含在预配置的控制模块(2)中。(3)包含在预配置的控制模块(2)中。(3)包含在预配置的控制模块(2)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于设施控件的虚拟测试方法和模拟装置


[0001]本专利技术涉及一种用于过程技术设施的设施控件的虚拟测试的方法和一种用于这种设施控件的虚拟测试的模拟装置。

技术介绍

[0002]过程技术设施，如精炼厂或工厂，在过程技术设施中物质的成分、类型或特性发生变化，能够具有极其复杂的结构。该设施能够由例如大量、必要时彼此联网和/或相互依赖的组件组成，例如阀门、传感器、执行器和/或类似物。这种设施通常由特殊的、特别是基于计算机的或至少是计算机支持的过程控制系统引导，在此，该系统特别能够考虑不同组件之间的过程技术关系。这种过程控制系统包括自动化技术，特别是自动化程序以及操作程序和观察程序。
[0003]这种也称为设施控件的过程控制系统通常是基于各个模块开发的，这些模块分别被分配给设施的各个组件，并被设置用于控制该组件。这样的模块在此能够理解为组件类型的控制软件的标准化模板，其中，在将过程控制系统或设施控件组合时，该模块必须相应地适配组件的特定特征，以实现组件的正确管理进而实现整个设施的正确的管理。
[0004]通常，从各个模块开发的设施控件在将它们用于实际设施之前通过模拟进行测试，以确保控制的功能性或在必要时对其进行改进。为此，通常需要为待测试的设施控件提供一组输入参量，例如通过这些输入参量启动测试。通常，对此模拟过程技术设施并由待测试的设施控件进行管理。此过程也称为设施控件的仿真。
[0005]在此，设施的模拟能够基于生成输入参量的所谓模拟模型。在此模拟模型，如用于控制设施组件的各个控制模块，必须适应组件的特定特征或在设施中的模拟模型的特殊功能和/或布置，并且特别是考虑到通过设施控件实施的控制逻辑。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是改进，特别是简化过程技术设施的设施控件的测试。
[0007]该目的通过根据独立权利要求的用于过程技术设施的设施控件的虚拟测试的方法和用于这种设施控件的虚拟测试的模拟装置来实现。
[0008]根据本专利技术的第一方面的用于过程技术设施的设施控件的虚拟测试的特别是计算机实施的方法具有以下步骤：(i)提供至少一个预配置的控制模块以用于控制设施的组件；(ii)基于该控制模块生成设施控件；和(iii)通过生成的设施控件来模拟过程技术设施的控制，其中，由组件特定的模拟模型预定设施控件的输入参数的至少一个值。在此，组件特定的模拟模型包含在预配置的控制模块中。
[0009]根据本专利技术的第二方面，用于过程技术设施的设施控件的虚拟测试的模拟装置被设置用于，实施根据本专利技术的第一方面的方法。
[0010]本专利技术的一方面基于组合控制模块的方法，例如以模块化控制软件的形式，该模块化控制软件用于分别控制过程技术设施的一个组件，以及模拟模型，基于该模拟模型这
些组件能够被模拟。特别地，用于模拟设施组件的模拟模型能够集成到用于控制该设施组件的控制模块中。因此，通过提供相应组件的控制模块，已经能够提供、即例如能够直接访问对于设施整体模拟所需的模拟模型。控制模块的配置在此优选地由模拟模型采用，即包含在控制模块中的模拟模型能够例如以与控制模块相同的方式已经适配于设施的组件的特殊特征，即相应地预先配置。由此，能够省去在稍后的时间点，例如紧接在实施模拟之前，模拟模型对于设施的结构和/或设施控件的附加的手动、可能复杂的适配。
[0011]例如，在从根本上设计过程技术设施或过程技术设施的结构的规划阶段，例如将所需的组件组合在一起，能够确定组件类型以及可能还确定这些类型的特殊特性，并且在考虑到组件类型或特性的情况下预配置相应的控制模块。例如，能够设想规划多个阀门，甚至可能是特殊阀门类型，并配置相应的控制模块。由于这些阀门或阀门类型的模拟模型优选包含在控制模块中，则存在模拟模型对这些阀门或阀门类型的明确分配，特别是对于阀门或阀门类型在过程技术设施中的功能和布置。这能够更容易地适配控制模块。
[0012]在设施控件测试期间，模拟模型能够直接使用，特别是无需进一步适配，以便为设施控件的输入参数提供值，特别是为构成设施控件的各个控制模块的输入参数提供值。
[0013]根据本专利技术，这些组件特定的模拟模型原则上能够在创建设施控件之前基于控制模块预先配置。然而，也能够考虑在创建设施控件时在开发阶段执行组件特定的模拟模型的适配，例如，在从控制模块组装设施控件时，其中，例如能够考虑设施的组件的布置。换言之，以这种方式能够在早期就已经在模拟模型中考虑设施控件背后的逻辑。
[0014]这能够是有利的，例如，因为在规划和/或开发阶段，设施组件之间的过程技术关系，特别是相应控制模块之间的过程技术关系，是已知或预先制定的，并因此能够在预配置相应的模拟模型时加以考虑。
[0015]将模拟模型集成到同一组件的控制模块中还能够具有以下优点，能够在控制模块内自身、即机密地生成、特别是计算由模拟模型为控制模块或设施控件的输入参数预定义的值。因此能够，在模拟中简化用于数据传输的信号路径或结构，并且至少降低错误敏感性。
[0016]下文结合本专利技术的优选实施方式描述的特征能够任意彼此组合，除非明确排除或技术上不可能。
[0017]在一个优选实施方式中，在控制模块内由组件特定的模拟模型预定的至少一个值促使至少一个提供的控制模块对设施的组件进行模拟控制。在此，设施控件或控制模块的输入参数的预定值是以优选的方式的内部值，优选地仅在控制模块内处理该内部值。由此，控制模块能够通过自引用在模拟范畴内工作，这减少了在生成由设施控件管理的模拟时的开支，该模拟用于测试设施控件。
[0018]组件特定的模拟模型能够特别地提供内部值作为能够由控制模块接收的信号，以用于对该信号进行模拟，也就是说，例如促使对组件的控制。在此，组件特定的模拟模型优选地被设置为预定、特别是计算并且随后输出值，这些值处于由控制模块处理的值范围内，并且例如表征操纵参量，该操纵参量通过由至少一个预配置的控制模块组成的设施控件进行调节。因此，能够通过生成的设施控件可靠地且无错误地模拟设施的控制。
[0019]为此目的，控制模块能够具有由模拟模型提供的内部接口，模拟模型通过该接口与控制模块进行通信，也就是说，能够传送或传输数据，例如设施控件的输入参数的至少一
个值。例如，基于阀门模型的内部接口，能够以一种格式提供阀门的操纵值，该操纵值例如表征阀门的开度，控制模块在生成控制信号以用于阀门的模拟控制时能够处理该格式。
[0020]在另一优选的实施方式中，通过在控制模块内部由组件特定的模拟模型预定的至少一个值来映射设施的组件的行为。为此目的，包含在控制模块中的模拟模型能够被设置用于，基于设施组件的行为，特别是关于设施的整体结构的行为提供至少一个值。这使设施的控制的精确模拟成为可能。
[0021]例如，模拟模型能够包含待模拟的设施组件的行为描述，其中，行为描述优选地映射了组件的物理功能，也就是例如通过阀门的流体的流量的限制。功能在此还能够取决于不是由组件本身预定的参数，而是由在过程技术设施中的组件的环境或者甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于过程技术设施的设施控件(1)的虚拟测试的方法(100)，该方法包括以下步骤：
‑
(S1a，S1b)提供至少一个预配置的控制模块(2)，所述控制模块用于所述过程技术设施的组件的控制；
‑
(S2)基于所述控制模块(2)生成所述设施控件(1)；和
‑
(S3)通过生成的所述设施控件(1)模拟所述过程技术设施的控制，其中，通过组件特定的模拟模型(3)预定所述设施控件(1)的输入参数(E)的至少一个值，其特征在于，所述组件特定的模拟模型(3)被包含在所述预配置的控制模块(2)中。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，由所述组件特定的模拟模型(3)在所述控制模块(2)内预定的至少一个值促使至少一个提供的所述控制模块(2)对所述设施的所述组件进行模拟控制。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法(100)，其特征在于，通过在所述控制模块(2)内由所述组件特定的模拟模型(3)预定的至少一个值映射所述设施的所述组件的行为。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述控制模块(2)内由所述组件特定的模拟模型(3)预定的至少一个值取决于所述设施的另外的组件。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述控制模块(2)内，由所述组件特定的模拟模型(3)基于至少一个所提供的所述控制模块(2)的参数(2b)预定至少一个值。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于，在所述控制模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：