本发明专利技术涉及仿真控制系统中的输入/输出模块的系统及方法。仿真系统包括仿真界面(102)和耦合于该仿真界面的虚拟控制器(100)。该虚拟控制器包括：应用层(104)，其接收应用层输入并且提供输出给该仿真界面；和耦合于系统模型(114)和应用层的输入/输出(I/O)层(108)。该I/O层包括一个或多个I/O模块模型(110)，其接收系统模型输出并且采用与正被仿真的系统中的I/O模块相同或相似的方式创建应用层输入。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主g涉及控制系统，并且具体地涉及仿真控制系统中的输入/输出(I/O)模块。
技术介绍
计算机化的控制系统用于控制任何数量的不同类型的系统的操作。例如，可以利用控制系统来控制单机或包括若干机器的复杂系统的操作。在一些情况下，控制系统被完全自动化并且几乎不需要用户交互。在其他情况下，控制系统需要不同程度的用户交互。在这两种情况的任ー情况下，一定水平的系统仿真可以是可取的，以便向控制系统用户提供关于如何与它交互或如何测试新的控制算法的训练。 仿真典型地包括人机界面，其由从控制系统的控制模块移植到个人计算机或其他计算机的应用代码驱动。为了完成该仿真，创建基于软件的模型来馈送输入到该应用代码，该基于软件的模型可来源于正受控的机器或其他装置的第一原理物理、应用统计、经验或数据驱动技术或其组合。控制模块在个人计算机或其他计算机上的仿真有时称为“虚拟控制器”。该虚拟控制器执行块件和应用代码。目前，模型提供代表在正被仿真的控制系统中存在的I/O组件或卡(在本文中大体上称为I/O模块)的输出的输入。在一些情况下，这些I/O模块的输出代表多个输入的处理表示。例如，在三模冗余(TMR)系统中，I/O模块可以接收来自三个不同的传感器的三个參数(例如，温度)读数，并且基于表决程序选择这些输入中的ー个作为输出，或形成是这些输入的混合的输出。当前的虚拟控制器不包括任何方式来模型化这些I/O模块的操作，并且如此，未实现系统仿真的某些训练或测试能力。
技术实现思路
根据本专利技术的ー个方面，公开了仿真系统，其包括仿真界面、模型化正被仿真的系统的操作并且提供系统模型输出的系统模型，以及耦合于该仿真界面的虚拟控制器。该方面的虚拟控制器包括应用层，其接收应用层输入并且提供输出给仿真界面；和耦合于该系统模型和该应用层的输入/输出(I/o)层。该I/O层包括ー个或多个I/O模块模型,其接收系统模型输出并且采用与正被仿真的系统中的I/o模块相同或相似的方式创建应用层输入。根据本专利技术的另ー个方面，公开了仿真系统的方法。该方法包括在计算装置上创建系统模型，其创建代表由系统中的传感器做出的测量的值；创建输入/输出(I/o)层，其包括由系统中的I/o模块利用的操作代码的至少一部分；在I/O层处接收来自系统模型的值；根据操作代码将从系统模型接收的值转换为I/o层输出；以及提供I/O层输出给应用层，其包括用于系统的控制算法。根据本专利技术的再另ー个方面，公开了制造物品，其包括存储计算机可读程序代码用于促使系统的仿真的非暂时性存储介质。该计算机可读程序代码包括用于促使计算机进行方法的计算机可读指令，该方法包括存储系统模型，其创建代表由系统中的传感器做出的测量的值；创建输入/输出(I/o)层，其包括由系统中的I/O模块利用的操作代码的至少一部分；在I/o层处接收来自系统模型的值；根据操作代码将从系统模型接收的值转换为I/o层输出；以及提供I/O层输出给应用层，其包括用于系统的控制算法。这些和其他优势和特征将通过下列与附图结合来看的说明变得更明显。附图说明认作本专利技术的主g被特别地指出并且在说明书总结处的权利要求中清楚地要求保护。本专利技术的前面的和其他特征和优势通过下列与附图结合来看的详细说明是明显的，这些附图中图I图示根据ー个实施例的用于提供仿真的系统； 图2图示根据ー个实施例的形成图I中示出的系统的组成部分的虚拟控制器的一部分；图3是示出根据ー个实施例的仿真控制系统的方法的流程图；通过示例參照图，详细的说明解释了本专利技术的实施例连同优势和特征。具体实施例方式本专利技术的实施例具有允许仿真虚拟控制器中的I/O模块的仿真的技术效果。这样的仿真可以增强操作者的训练以及促进控制系统的发展、验证和证实。在一些情况下，为了仿真I/O模块，需要“硬件在回路中(HWTL) ”配置。在HTWL配置中，使用实际控制器来代替虚拟控制器。在HWTL配置中仿真系统可能是昂贵并且耗时的。另外，基于HWTL配置，发展操作者训练仿真器的复杂性(从故障模式的角度来看)和费用必须由终端用户承担。这样的结果在仿真エ业中是不太可取的。应该理解，仿真从I/O模块接收的实际数据是相对平常的。然而，所缺乏的是仿真I/O模块本身的能力。如此，包括关于I/o模块中故障模式和表决程序的信息的仿真未被有效地仿真。现在參照图1，图示了耦合于仿真界面102的虚拟控制器100。该仿真界面102在本文中还可称为人机界面(HMI)并且经由通信链路101与虚拟控制器100通信。该通信链路101可以是以太网连接或任何其他类型的电子通信介质。具体地，该通信链路可以从支持所谓的厂级数据高速公路O3DH)或単元数据高速公路(UDH)中的一个或两者的通信介质选择。仿真界面102将从虚拟控制器100接收的信息提供给用户并且还可以接收来自用户的输入并且将它们提供给虚拟控制器100。如此，仿真界面102可以提供位置，用户可以通过该位置与正由虚拟控制器100创建的仿真交互。虚拟控制器100和仿真界面102可以在单个计算装置上提供或在两个或以上的计算装置上全部或部分分开以及分布。可以对虚拟控制器100编程来仿真任何数量的不同类型的系统或机器。例如，虚拟控制器100可以用于仿真在发电中使用的涡轮机(燃气或蒸气)的操作。不管由正被仿真的控制系统控制的系统或机器的特定类型如何，虚拟控制器100包括应用层104。该应用层104包括软件，其采用与正被仿真的控制系统中的控制软件/硬件在功能上相似(或相同)的方式操作。这样的软件或硬件在本文中应称为“操作算法”。在应用层104是采用软件形成的情况下，软件可以简单地从控制系统移植到应用层104。应用层104接收采用应用层104预期的形式输入，将编程进入应用层104中的逻辑(例如，操作算法)应用于该输入以及将创建输出，该输出被提供给仿真界面102。在图I中图示的虚拟控制器100还包括I/O层108。该I/O层108包括一个或多个I/o模块模型IlOaUlOb. . . IlOn0每个I/O模块模型110代表正被仿真的系统中的I/O模块。I/O模块模型110中的ー个或多个包括仿真它所代表的I/O模块的操作的软件。为此，I/o模块模型110在一个实施例中包括以下中的ー个或多个1/0操作代码、事件检测器序列和诊断检测器用于检查可能的I/O模块故障模式。 共享存储器112耦合于I/O层108和应用层104两者并且能由这两者访问。I/O层108可以配置成向该共享存储器112写入数据以及从该共享存储器112读取数据。相似地，应用层104还可以配置成向该共享存储器単元112写入数据以及从该共享存储器単元112读取数据。该共享存储器112可以是独立的存储器単元、较大的存储器単元的一部分，或跨ー个或若干计算装置中的各种存储器位置分布。不管如何配置，共享存储器112向I/O层108和应用层104提供位置来交換信息。在一个实施例中,虚拟控制器100 I禹合于系统模型114、接收来自系统模型114的信息并且提供信息给系统模型114。该系统模型114可以包括允许这样的通信的应用程序接ロ(API)。该系统模型114可以采用软件、硬件或其组合实现。该系统模型114提供由应用层104使用的输入来仿真受控系统的操作。该系统模型114产生“測量”本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.18 US 13/0512951.一种用于在控制系统仿真中仿真输入/输出I/o模块的仿真系统，包括 仿真界面(102)； 模型化正被仿真的系统的操作并且提供系统模型输出的系统模型(114);以及 耦合于所述仿真界面(102)的虚拟控制器(100)，所述虚拟控制器(100)包括 应用层(104)，其接收应用层(104)输入并且提供输出给所述仿真界面(102);和耦合于所述系统模型和所述应用层(104)的I/O层(108)，所述I/O层(108)包括ー个或多个I/O模块模型(110)，其接收所述系统模型输出并且采用与正被仿真的系统中的I/O模块相同或相似的方式创建所述应用层(104)输入。2.如权利要求I所述的仿真系统，其中所述虚拟控制器(100)进ー步包括 共享存储器(112)，其在所述I/O层(108)和所述应用层(104)之间耦合，所述共享存储器(112)存储所述应用层(104)输入。3.如权利要求2所述的仿真系统，其中所述I/O层(108)接收提供给所述I/O模块模型(Iio)中的一个或多个的单个參数的多个值并且包括表决控制器(210)，其从所述多个值创建单个应用层(104)输入。4.如权利要求3所述的仿真系统，其中所述单个应用输入由所述I/O层(108)写入所述共享存储器(112)。5.如权利要求4所述的仿真系统,其中对于所述I/O模块模型(110)中的ー个或多个的所述多个值也由所述I/o层(108)写入所述共享存储器(112)。6.如权利要求2所述的仿真系统，其中所述I/O层(108)进ー步包括 诊断引擎(212)，其仿...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·穆泰亚拉普蒂，M·V·S·杜武里，M·H·麦金利，M·R·萨胡，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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