安全控制运维仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及模拟仿真技术领域，具体而言，涉及安全控制运维仿真系统及方法，该方法的步骤包括：通过逻辑组态工具将安全控制逻辑转换为数字逻辑组态，在与虚拟机进行算法交互的同时，执行数字逻辑组态IO信号的变量监控；虚拟机对数字逻辑组态进行解析，并对解析的数字逻辑组态进行一致性验证，经一致性验证通过后，与虚拟现场设备进行OPC交互；虚拟现场设备基于解析的数字逻辑组态，采用虚拟DPU技术实现现场设备的仿真模拟。本实施例一方面避免了执行现场仿真模块的操作经常容易出现停止的情况，以数字逻辑组态及对应解析满足了二者之间通用性；另一方面通过虚拟机进行一致性检测，也避免了操作人员执行现场仿真模块的操作出现问题的情况。现问题的情况。现问题的情况。

【技术实现步骤摘要】
安全控制运维仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及模拟仿真
，具体而言，涉及安全控制运维仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]就目前而言，生产线安全控制运维仿真系统通常为将下发的安全控制逻辑直接传输至现场仿真模块处进行仿真模拟。以这种直接下发安全控制逻辑给现场仿真模块虽然能达到提高操作人员对于现场仿真模块的操作效率，但是却存在以下问题：安全控制逻辑与现场仿真模块若数据协议不匹配，需要操作人员或教练员手动进行数据转换，这样处理一方面执行现场仿真模块的操作经常容易出现停止的情况，不能满足数据通用性的同时，而且影响操作效率；另外，安全控制逻辑在转换时存在信号变量，若不进行一致性检测，同样容易导致操作人员执行现场仿真模块的操作出现问题。基于此，针对上述问题，我们设计了安全控制运维仿真系统及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供安全控制运维仿真系统及方法，其通过逻辑组态工具克服两者之间数据协议不匹配的问题，同时能对安全控制逻辑在转换时存在信号变量进行监控，一方面避免了执行现场仿真模块的操作经常容易出现停止的情况，以数字逻辑组态及对应解析满足了二者之间通用性；另一方面通过虚拟机进行一致性检测，也避免了操作人员执行现场仿真模块的操作出现问题的情况。
[0004]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0005]安全控制运维仿真系统，包括：
[0006]逻辑组态工具，将安全控制逻辑转换为数字逻辑组态，在与虚拟机进行算法交互的同时，执行数字逻辑组态IO信号的变量监控；
[0007]虚拟机，执行数字逻辑组态的解析，对解析的数字逻辑组态进行一致性验证，经一致性验证通过后，与虚拟现场设备进行OPC交互；
[0008]虚拟现场设备，基于解析的数字逻辑组态，采用虚拟DPU技术实现现场设备的仿真模拟。
[0009]可选的，所述虚拟机包括仿真接口模块及虚拟控制器，其中，仿真接口模块由CSV转换模块、接口模块及命令联动模块所组成；
[0010]CSV转换模块，执行虚拟现场设备所传送对点文件的CSV转换；
[0011]接口模块，执行与虚拟现场设备的OPC交互；
[0012]命令联动模块，接收预设的发送端命令，并解析为联动命令发送至虚拟控制器。
[0013]可选的，所述虚拟现场设备由现场仿真模块与OPC服务器模块所组成，所述OPC服务器模块与接口模块通过OPC接口进行OPC交互，所述现场仿真模块与OPC服务器模块通过API接口进行数据读写，所述现场仿真模块通过OPC接口传送对点文件至CSV转换模块。
[0014]可选的，所述预设的发送端具体为教练员站，所述教练员站通过API接口将第一命
令发送至虚拟现场设备以执行于现场仿真设备的运行监督，所述教练员站通过API接口将第二命令发送至命令联动模块，命令联动模块接收第二命令，并解析为联动命令发送至虚拟控制器。
[0015]可选的，还包括操作盘台模拟系统，所述操作盘台模拟系统由信号采集系统及操作盘台所组成，所述操作盘台通过硬接线与信号采集系统连接，所述信号采集系统通过TCP/IP协议与虚拟机互联；
[0016]所述信号采集系统，实现虚拟机与操作盘台模拟系统之间的数据交互；
[0017]所述操作盘台，用于模拟建立现场仿真模块，通过虚拟机与操作盘台模拟系统之间的数据交互，实现现场仿真模块的评估。
[0018]可选的，还包括定期试验装置，定期试验装置通过TCP/IP协议与教练员站连接；
[0019]所述定期试验装置，用于模拟现场仿真模块，将多路和/或多类型模拟信号通过硬接线接口注入至信号采集系统，通过手动控制或自动控制建立初始测试环境，通过教练员站修改各个模拟信号的输出值，实现现场仿真模块各类工况的触发及相关通道的复位。
[0020]安全控制运维仿真方法，该方法的步骤包括：
[0021]将安全控制逻辑转换为数字逻辑组态，在与虚拟机进行算法交互的同时，执行数字逻辑组态IO信号的变量监控；
[0022]虚拟机对数字逻辑组态进行解析，并对解析的数字逻辑组态进行一致性验证，经一致性验证通过后，与虚拟现场设备进行OPC交互；
[0023]虚拟现场设备基于解析的数字逻辑组态，采用虚拟DPU技术实现现场设备的仿真模拟。
[0024]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0025]本实施例通过逻辑组态工具克服两者之间数据协议不匹配的问题，同时能对安全控制逻辑在转换时存在信号变量进行监控，一方面避免了执行现场仿真模块的操作经常容易出现停止的情况，以数字逻辑组态及对应解析满足了二者之间通用性；另一方面通过虚拟机进行一致性检测，也避免了操作人员执行现场仿真模块的操作出现问题的情况。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例提供的安全控制运维仿真系统的原理架构图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的安全控制运维仿真方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0029]参照图1所示，图1为本专利技术实施例提供的安全控制运维仿真系统的原理架构图。
[0030]在一些实施方式中，安全控制运维仿真系统，包括：
[0031]逻辑组态工具，将安全控制逻辑转换为数字逻辑组态，在与虚拟机进行算法交互的同时，执行数字逻辑组态IO信号的变量监控；
[0032]虚拟机，执行数字逻辑组态的解析，对解析的数字逻辑组态进行一致性验证，经一致性验证通过后，与虚拟现场设备进行OPC交互；
[0033]虚拟现场设备，基于解析的数字逻辑组态，采用虚拟DPU技术实现现场设备的仿真模拟。
[0034]在上述实现过程中，逻辑组态工具：支持将安全控制逻辑的功能转化为数字逻辑组态图，支持各类算法功能块下载到虚拟控制器，支持各类变量的监视功能。虚拟控制器：采用虚拟DPU技术设计生产线的虚拟机，通过数字技术实现组态逻辑下载，运行，并负责与虚拟现场设备进行通讯。虚拟DPU是实现全范围仿真验证必需的软件功能。以确保现场仿真模块中的控制方案与实际的控制方案完全一致。数字逻辑组态图中的所有控制指令均可在虚拟控制器中执行，执行的启动、状态、运行结果与真实的控制系统完全一致。虚拟现场设备：采用虚拟DPU技术设计模拟现场Level0设备的仿真。
[0035]更为具体的，本实施方式包括如下原则：一致性原则：对数据来源进行统一、系统的分析与设计，协调好各种数据源，保证数据的一致性和有效性。完整性原则：完整性是指数据的正确性和相容性。防止合法用户加入不合语义的数据，对输入的数据具有审核和约束机制。安全性原则：安全性是指保护数据，防止非法用户使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.安全控制运维仿真系统，其特征在于，包括：逻辑组态工具，将安全控制逻辑转换为数字逻辑组态，在与虚拟机进行算法交互的同时，执行数字逻辑组态IO信号的变量监控；虚拟机，执行数字逻辑组态的解析，对解析的数字逻辑组态进行一致性验证，经一致性验证通过后，与虚拟现场设备进行OPC交互；虚拟现场设备，基于解析的数字逻辑组态，采用虚拟DPU技术实现现场设备的仿真模拟。2.根据权利要求1所述的安全控制运维仿真系统，其特征在于，所述虚拟机包括仿真接口模块及虚拟控制器，其中，仿真接口模块由CSV转换模块、接口模块及命令联动模块所组成；CSV转换模块，执行虚拟现场设备所传送对点文件的CSV转换；接口模块，执行与虚拟现场设备的OPC交互；命令联动模块，接收预设的发送端命令，并解析为联动命令发送至虚拟控制器。3.根据权利要求2所述的安全控制运维仿真系统，其特征在于，所述虚拟现场设备由现场仿真模块与OPC服务器模块所组成，所述OPC服务器模块与接口模块通过OPC接口进行OPC交互，所述现场仿真模块与OPC服务器模块通过API接口进行数据读写，所述现场仿真模块通过OPC接口传送对点文件至CSV转换模块。4.根据权利要求3所述的安全控制运维仿真系统，其特征在于，所述预设的发送端具体为教练员站，所述教练员站通过API接口将第一命令发送至虚拟现场设备以执行于现场仿真设备的运行监督，所述教练员站通过API接口将第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：支源，杨小波，杨明飞，温鹏，王际安，
申请(专利权)人：四川懋润电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：