化工过程控制的半实物仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于仿真控制技术领域，具体涉及一种化工过程控制的半实物仿真系统。
【背景技术】
[0002]化工过程控制是提高产品产量和质量、节约原料和能源、改善劳动强度和节省劳力等方面有力的手段。化工生产过程大多涉及高温高压、易燃易爆和有毒有害的物质，因此，新的控制技术和控制方案不能直接应用到实际的化工过程，否则，由于技术本身不成熟或工人现场操作技术不熟练等原因，将可能造成重大的安全事故，并且浪费了实验费用。
[0003]近年来，出现了对化工过程控制进行实物仿真和数字仿真两种方案，可解决上述问题。其中，实物仿真是指:将整套生产装置缩小到一定比例，从而建立实物仿真系统。该种方案存在的主要问题为:成本过于昂贵，设计周期也比较长。数字仿真是指:完全依靠数字模型的方式，对化工过程控制进行仿真。该种方案存在的主要问题为:仿真结果精度非常有限。
[0004]为解决上述问题，目前出现少量的半实物仿真系统，然后，现有的半实物仿真系统，普遍具有体积大、不易布置和维护、可接入的实物状态采集器种类有限等问题，从而限制了半实物仿真系统在化工控制领域的应用。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种化工过程控制的半实物仿真系统，可有效解决上述问题。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型提供一种化工过程控制的半实物仿真系统，包括:仿真服务器、数据输入输出板卡、现场实物状态模拟量采集器、现场实物状态数字量采集器、PLC控制器和现场实物状态调节设备；
[0008]其中，所述数据输入输出板卡集成有模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡和数字量输出板卡；所述现场实物状态模拟量采集器的输出端通过所述模拟量输入板卡连接到所述仿真服务器的第I输入接口 ；所述现场实物状态数字量采集器的输出端通过所述数字量输入板卡连接到所述仿真服务器的第2输入接口 ；所述仿真服务器的第I输出接口通过所述模拟量输出板卡连接到所述PLC控制器的输入端；所述仿真服务器的第2输出接口通过所述数字量输出板卡连接到所述PLC控制器的输入端；
[0009]所述PLC控制器的第I输出端反馈连接到所述仿真服务器的输入端；所述PLC控制器的第2输出端反馈连接到所述现场实物状态调节设备。
[0010]优选的，所述模拟量输入板卡包括串联的模拟量采集端口、第I信号调理电路和A/D转换电路；所述现场实物状态模拟量采集器依次通过所述模拟量采集端口、所述第I信号调理电路和所述A/D转换电路后，连接到所述仿真服务器；
[0011]所述数字量输入板卡包括串联的数字量采集端口、第2信号调理电路和第I数字滤波电路；所述现场实物状态数字量采集器依次通过所述数字量采集端口、所述第2信号调理电路和所述第I数字滤波电路后，连接到所述仿真服务器；
[0012]所述模拟量输出板卡包括串联的D/A转换电路、第I放大电路、第3信号调理电路和模拟量输出端口 ；所述仿真服务器依次通过所述D/A转换电路、所述第I放大电路、所述第3信号调理电路和所述模拟量输出端口后，连接到所述PLC控制器；
[0013]所述数字量输出板卡包括串联的第2数字滤波电路、第2放大电路、第4信号调理电路和数字量输出端口 ；所述仿真服务器依次通过所述第2数字滤波电路、所述第2放大电路、所述第4信号调理电路和所述数字量输出端口后，连接到所述PLC控制器。
[0014]优选的，所述现场实物状态模拟量采集器包括:用于采集现场化工单元温度的传感器、用于采集现场化工单元压力的传感器、用于采集现场化工单元中泵运行速度的传感器、用于采集现场化工单元搅拌速度的传感器；
[0015]所述现场实物状态数字量采集器包括:用于采集现场化工单元不同管道阀门开或关状态的传感器；用于采集现场化工单元不同按钮开或关状态的传感器；
[0016]所述现场实物状态调节设备包括:安装于现场化工单元不同管道位置的调节阀门。
[0017]本实用新型提供的化工过程控制的半实物仿真系统具有以下优点:
[0018]具有体积小、易布置和维护、成本低、可接入的实物状态采集器种类丰富、采集到的实物状态精度高等优点，可广泛应用于化工控制领域的半实物仿真。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型提供的化工过程控制的半实物仿真系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0021]结合图1，本实用新型提供一种化工过程控制的半实物仿真系统，包括:仿真服务器、数据输入输出板卡、现场实物状态模拟量采集器、现场实物状态数字量采集器、PLC控制器和现场实物状态调节设备；
[0022]其中，所述数据输入输出板卡集成有模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡和数字量输出板卡；所述现场实物状态模拟量采集器的输出端通过所述模拟量输入板卡连接到所述仿真服务器的第I输入接口 ；所述现场实物状态数字量采集器的输出端通过所述数字量输入板卡连接到所述仿真服务器的第2输入接口 ；所述仿真服务器的第I输出接口通过所述模拟量输出板卡连接到所述PLC控制器的输入端；所述仿真服务器的第2输出接口通过所述数字量输出板卡连接到所述PLC控制器的输入端；
[0023]所述PLC控制器的第I输出端反馈连接到所述仿真服务器的输入端；所述PLC控制器的第2输出端反馈连接到所述现场实物状态调节设备。
[0024]可见，本实用新型提供的数据输入输出板卡，集成丰富的板卡类型，包括:模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、数字量输入板卡和数字量输出板卡；一方面，减小了整套系统的占用空间，节约了系统成本；另一方面，还具有易布置和维护的优点。
[0025]另外，本发明人对每一种具体板卡均进行了精细设计，从而达到提高实物状态采集精度以及提高仿真服务器下发信息精度的目的。
[0026]各种板卡具体结构为:
[0027]所述模拟量输入板卡包括串联的模拟量采集端口、第I信号调理电路和A/D转换电路；所述现场实物状态模拟量采集器依次通过所述模拟量采集端口、所述第I信号调理电路和所述A/D转换电路后，连接到所述仿真服务器；
[0028]所述数字量输入板卡包括串联的数字量采集端口、第2信号调理电路和第I数字滤波电路；所述现场实物状态数字量采集器依次通过所述数字量采集端口、所述第2信号调理电路和所述第I数字滤波电路后，连接到所述仿真服务器；
[0029]所述模拟量输出板卡包括串联的D/A转换电路、第I放大电路、第3信号调理电路和模拟量输出端口 ；所述仿真服务器依次通过所述