一种水利水电仿真测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水利水电仿真测试系统及其测试方法，其系统包括水利水电可视化建模工具、水利水电模型、水利水电模型交叉编译工具、硬件装置、后台模型计算引擎和系统管理工具。本发明专利技术的水利水电仿真测试系统尤其针对水利水电行业监控系统PLC程序功能，进行模拟真实现场环境下被控、被调、被测设备对象及系统的闭环测试。通过水利水电设备及系统完整的仿真模型，可以真实有效模拟现场实际设备特性及系统运行工况数据，为监控系统PLC程序的数据输入、逻辑执行、流程判断及数据输出提供了全面、真实、动态、通用的测试环境。通用的测试环境。通用的测试环境。

【技术实现步骤摘要】
一种水利水电仿真测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术属于仿真测试
，具体涉及一种水利水电仿真测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]传统水利水电监控系统的下位机系统(通常为PLC)在厂内调试过程中，由于不具备与现场实际设备环境联动测试的条件，为达到整体闭环调试目的，一般会在PLC的采集信号通道外接信号发生器，模拟现场信号动作的情况，或通过PLC编程软件自带的信号强制软件，手动强制模拟现场信号进行PLC功能测试。通过手动强制或信号发生器模拟现场信号的方式，仅能测试到PLC的部分控制功能，无法对PLC程序的整个流程进行动态完整测试；而且测试结果的有效性，很大程度上取决于测试经验和对实际设备特性的了解程度。因而原有的测试系统及方法的通用性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种水利水电仿真测试系统及其测试方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种水利水电仿真测试系统包括水利水电可视化建模工具、水利水电模型、水利水电模型交叉编译工具、硬件装置、后台模型计算引擎和系统管理工具；
[0005]水利水电可视化建模工具用于搭建水利水电模型；
[0006]水利水电模型用于进行机组各种运行工况的模拟，包括启停操作、正常运行、工况转换和故障运行工况的模拟；
[0007]水利水电交叉编译工具用于对水利水电模型进行交叉编译；
[0008]硬件装置用于存储信号数据；
[0009]后台模型计算引擎用于对交叉变异后的水利水电模型进行模型运算；
[0010]系统管理工具用于进行测试环境配置、设置仿真工况和通信点表映射。
[0011]进一步地，水利水电交叉编译工具由编译器、连接器和解释器组成。
[0012]进一步地，水利水电可视化建模工具搭建水利水电模型的具体方法为：将水利水电可视化建模工具分为服务端和数据端；
[0013]数据端用于获取硬件装置中的水利水电数据；
[0014]服务端用于与数据端进行数据交互，并获取数据端中的水利水电数据；服务端将水利水电数据以树形结构显示，并通过树形结构对水利水电数据进行添加、删除、更新、导入导出和持久化，利用服务端设定的多维数据模板对水利水电数据进行建模，并在多维数据模板上进行配置，生成水利水电模型。
[0015]进一步地，系统管理工具进行测试环境配置包括硬件装置的模拟量配置、数字量输入端口数量配置、数字量输出端口数量配置、数字量输入端口脉冲计数配置和数字量输出端口脉冲输出参数配置；
[0016]系统管理工具设置仿真工况的具体方法为：选择工况文件并装载工况文件的模拟现场环境设备运行工况数据至内存中，利用后台模型计算引擎对模拟现场环境设备运行工况数据进行模型运算，并将模型运算的结果与外部PLC进行数据交互；
[0017]系统管理工具用于进行通信点表映射的具体方法为：将硬件装置的输入存储器和输出存储器的内存地址与水利水电模型的设备变量进行配对，完成数据的双向交换。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术的水利水电仿真测试系统尤其针对水利水电行业监控系统PLC程序功能，进行模拟真实现场环境下被控、被调、被测设备对象及系统的闭环测试。通过水利水电设备及系统完整的仿真模型，可以真实有效模拟现场实际设备特性及系统运行工况数据，为监控系统PLC程序的数据输入、逻辑执行、流程判断及数据输出提供了全面、真实、动态、通用的测试环境。
[0019]基于以上系统，本专利技术还提出一种水利水电仿真测试方法，包括以下步骤：
[0020]S1：利用水利水电可视化建模工具搭建水利水电模型，并利用水利水电模型交叉编译工具对其进行交叉编译；
[0021]S2：利用后台模型计算引擎对交叉编译后的水利水电模型进行模型运算，得到模拟现场环境设备运行工况数据；
[0022]S3：根据模拟现场环境设备运行工况数据，利用系统管理工具进行运行测试。
[0023]进一步地，步骤S1中，利用水利水电可视化建模工具搭建水利水电模型，生成的模型文件包括系统模型定义mdl文件、设备算法库定义so文件和工况数据dat文件。
[0024]进一步地，步骤S2包括以下子步骤：
[0025]S21：读取系统模型定义mdl文件，并根据系统模型定义mdl文件生成设备模块的内存链表；
[0026]S22：将设备算法库定义so文件记载至内存链表中，并生成各类设备算法函数的签名和各类设备算法函数的首地址；
[0027]S23：根据各类设备模块的抽象算法名称，匹配内存链表中各类设备算法函数的签名，并定位至各类设备算法函数的首地址；
[0028]S24：将设备模块实例化定义的各类参数作为各类设备算法函数实参传递，调用各类设备算法函数执行，并根据设备模块的输入参数和常系数参数，计算设备模块的输出参数，完成水利水电模型的模型运算。
[0029]进一步地，步骤S3包括以下子步骤：
[0030]S31：利用后台模型计算引擎定时读取硬件装置的输入存储器的信号数据，并将其作为设备模块实例定义的各类参数，写回至硬件装置的输出存储器中；
[0031]S32：利用外部PLC进行中断检测，直至将新的信号数据写入至输入存储器中，利用后台模型计算引擎进行再次读取，完成水利水电系统的闭环运行；
[0032]S33：将硬件装置的输入存储器和输出存储器的内存地址与水利水电模型的设备变量进行配对，完成运行测试。
[0033]本专利技术的有益效果是：通过本专利技术的水利水电仿真测试方法，PLC程序的各种设计功能得到了充分验证，各种存在的缺陷也得到了及时发现并优化完善，有效保证了PLC程序的正确性、安全性及设计的合理性，为现场安全顺利完整安装调试投运PLC程序提供了坚实基础。
附图说明
[0034]图1为水利水电仿真测试系统的结构图；
[0035]图2为水利水电仿真测试方法的流程图；
[0036]图3为后台模型计算引擎的示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。
[0038]如图1所示，本专利技术提供了一种水利水电仿真测试系统，包括水利水电可视化建模工具、水利水电模型、水利水电模型交叉编译工具、硬件装置、后台模型计算引擎和系统管理工具；
[0039]水利水电可视化建模工具用于搭建水利水电模型；
[0040]水利水电模型用于进行机组各种运行工况的模拟，包括启停操作、正常运行、工况转换和故障运行工况的模拟；
[0041]水利水电交叉编译工具用于对水利水电模型进行交叉编译；
[0042]硬件装置用于存储信号数据；
[0043]后台模型计算引擎用于对交叉变异后的水利水电模型进行模型运算；
[0044]系统管理工具用于进行测试环境配置、设置仿真工况和通信点表映射。
[0045]在本专利技术实施例中，水利水电交叉编译工具由编译器、连接器和解释器组成。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水利水电仿真测试系统，其特征在于，包括水利水电可视化建模工具、水利水电模型、水利水电模型交叉编译工具、硬件装置、后台模型计算引擎和系统管理工具；所述水利水电可视化建模工具用于搭建水利水电模型；所述水利水电模型用于进行机组各种运行工况的模拟，包括启停操作、正常运行、工况转换和故障运行工况的模拟；所述水利水电交叉编译工具用于对水利水电模型进行交叉编译；所述硬件装置用于存储信号数据；所述后台模型计算引擎用于对交叉变异后的水利水电模型进行模型运算；所述系统管理工具用于进行测试环境配置、设置仿真工况和通信点表映射。2.根据权利要求1所述的水利水电仿真测试系统，其特征在于，所述水利水电交叉编译工具由编译器、连接器和解释器组成。3.根据权利要求1所述的水利水电仿真测试系统，其特征在于，所述水利水电可视化建模工具搭建水利水电模型的具体方法为：将水利水电可视化建模工具分为服务端和数据端；所述数据端用于获取硬件装置中的水利水电数据；所述服务端用于与数据端进行数据交互，并获取数据端中的水利水电数据；所述服务端将水利水电数据以树形结构显示，并通过树形结构对水利水电数据进行添加、删除、更新、导入导出和持久化，利用服务端设定的多维数据模板对水利水电数据进行建模，并在多维数据模板上进行配置，生成水利水电模型。4.根据权利要求1所述的水利水电仿真测试系统，其特征在于，所述系统管理工具进行测试环境配置包括硬件装置的模拟量配置、数字量输入端口数量配置、数字量输出端口数量配置、数字量输入端口脉冲计数配置和数字量输出端口脉冲输出参数配置；所述系统管理工具设置仿真工况的具体方法为：选择工况文件并装载工况文件的模拟现场环境设备运行工况数据至内存中，利用后台模型计算引擎对模拟现场环境设备运行工况数据进行模型运算，并将模型运算的结果与外部PLC进行数据交互；所述系统管理工具用于进行通信点表映射的具体方法为：将硬件装置的输入存储器和输出存储器的内存地址与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张润时，王峥瀛，肖棋元，王乾，康晓非，张卫君，李建辉，李雪强，李亦凡，袁平路，
申请(专利权)人：北京中水科水电科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：