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虚拟DCS的细致分类和范围
在全激励DCS和全仿真DCS之间,存在着各种类型的虚拟DCS。由于DCS主要是由分散处理单元DPU(Distributed Process Unit)和操作员站人机界面HMI(Human Machine Interface)构成的,相应就有所谓 "虚拟DPU"和"虚拟HMI"的分类。虚拟 DPU、虚拟HMT以及部分虚拟的多种不同的排列组合,构成了虚拟DCS的分类。对虚拟DCS的细致分类,有助于统一概念、明确规划和应用开发,对研究和工程实践都是非常必要的。这里列出的分类,可以说,除(1)和 (8)之外,都属于虚拟DCS范围。
(1)全激励DCS──其DPU的数量及运行软件、HMI的数量及运行软件都和真实DCS完全一致,仅需要为过程模型的连接开发接口软件。目前国外使用的仿真系统、国内迸口大型机组的仿真系统,大多数采用这类完全逼真的技术实现方案。
(2)最小配置DPU+真实HMI──将原本分散的DPU软件集中在一台DPU上运行,DPU硬件取最小激励配置,而DPU软件需经过一些虚拟改造,开发实时数据共享接口软件,采用真实HMI,对运行人员操作培训有完全的逼真度。
(3)最小配置DPU+仿真HMI──同样DPU硬件取最小激励配置和DPU软件虚拟改造,但HMI采用第三方的人机界面组态工具进行开发,在开放的计算机软件和网络平台上实现,对管理和检修人员的在线使用有完全的功能逼真度。
(4)虚拟DPU+真实HMI──为了避免复杂的DPU对过程模型接口软件开发,同时获得丰富的再现DCS功能和高逼真度,可采用此类虚拟方案。
(5)虚拟DPU+虚拟HMI──这是完全的虚拟DCS类型,无论DPU还是HMI,其虚拟软件都是通过DCS的下载文件的智能编译转换而获得的,这是节省投资、缩短开发周期、获得最高逼真度和最多应用功能的理想技术方案。
(6)虚拟DPU+仿真HMI──在HMI软件无法实现智能编译转换的情况下,采用第三方的人机界面组态工具进行开发,将 HMI转移到开放的计算机软件和网络平台上实现,对DPU则是采用虚拟的方法,这是对人员培训和在线检测诊断都非常实用的技术方案。
(7)组态图虚拟DPU+仿真HMI──如DPU和HMI的软件都无法实现智能编译转换,实现虚拟的方法是针对组态图软件进行仿真,在开放的计算机软件和网络平台上单独开发一套外观和操作模式上与真实DCS十分接近的图形化组态软件,由系统人员或检修人员迸行真实DPU和虚拟DPU的同步组态和同步修改,组态图虚拟DPU生成软件可输出虚拟程序,并与过程模型的 HMI连接,实现虚拟DCS的功摊。
(8)全仿真DCS──这是目前国内人员培刊仿真系统通常采用的技术方案。
各类虚拟DCS分类处于全激励DCS和全仿真DCS之间,其逼真度、应用功能和节省投资等三方面指标,符合图2所示的分布关系。现在来看,虚拟DCS以其接近激励DCS的逼真度、接近仿真DCS的应用功能和最节省的投资,表现出相对的综合优势。
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