一種全數(shù)字現(xiàn)地控制盤柜的建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種數(shù)字建模方法，特別是一種全數(shù)字現(xiàn)地控制盤柜的建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 全數(shù)字模型的仿真系統(tǒng)代表仿真培訓(xùn)系統(tǒng)未來的發(fā)展方向?？刂票P柜在電廠、變 電站中是最重要的監(jiān)控部件，要實(shí)現(xiàn)操作、控制、狀態(tài)顯示和保護(hù)等功能。由于盤柜的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，各項(xiàng)功能之間關(guān)聯(lián)性極強(qiáng)，進(jìn)行全數(shù)字化的建模難度較大。目前已有的建模方法難以 將盤柜的整體功能進(jìn)行如實(shí)的展現(xiàn)，面向?qū)ο蟮慕７椒ㄓ脕韺ΡP柜的操作按鈕、把手、開 關(guān)和信號燈等部件建模。模塊化的建模方法實(shí)現(xiàn)保護(hù)過程與自動控制過程。采用不同方法 建立的模型由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，交互困難，難以反映控制細(xì)節(jié)。目前還沒有文獻(xiàn)或資料明 確的提出系統(tǒng)構(gòu)建反映全部功能的全數(shù)字模型的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種全數(shù)字現(xiàn)地控制盤柜的建模方法，可以對 斷路器控制柜、水電站輔助設(shè)備控制柜進(jìn)行全數(shù)字仿真。能夠完整的反應(yīng)控制盤柜的工作 原理，實(shí)現(xiàn)盤柜的操作、控制、監(jiān)視和保護(hù)功能。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種全數(shù)字現(xiàn)地控制盤柜的建模方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1 :構(gòu)造核心模塊并定義功能：
[0007] 構(gòu)造出多個核心模塊，多個核心模塊分別對應(yīng)實(shí)現(xiàn)盤柜的操作功能、監(jiān)視功能、電 源結(jié)構(gòu)、控制原理、PLC控制原理，每一個核心模塊包括多種仿真對象，一種仿真對象代表一 類設(shè)備，每一種對象具有多種屬性；
[0008] 步驟2 :建立通用的設(shè)備模型：
[0009] 步驟2. 1 :對設(shè)備模型中使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，類型包括兩類：實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)和模 型靜態(tài)數(shù)據(jù)；
[0010] 步驟2. 2 :將實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)中的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分開，分別設(shè)置輸入接口和 輸出接口；輸入接口接收實(shí)時計算數(shù)據(jù)，模型根據(jù)輸入變量的值進(jìn)行計算，將計算結(jié)果通過 輸出接口轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)輸出。
[0011] 設(shè)置參數(shù)設(shè)置接口，對模型靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置；
[0012] 步驟2. 3 :按照以下的要求定義結(jié)構(gòu)變量：
[0013] 1)能夠區(qū)分模塊的類型，如操作、監(jiān)視、電源、控制和自動；
[0014] 2)能夠區(qū)分同一模塊下的對象類型和數(shù)量；
[0015] 3)能夠區(qū)分變量屬性變?nèi)巛斎胱兞?、輸出變量和靜態(tài)參數(shù)；
[0016] 4)能夠區(qū)分變量的類型和數(shù)量，如浮點(diǎn)型和整型。
[0017] 同一類對象采用相同變量結(jié)構(gòu)的模型模版，模型采用事件觸發(fā)的方式來啟動，檢 測輸入變量中來反應(yīng)事件的變量，通過如下的規(guī)則執(zhí)行模型：
[0018]IF 滿足啟動條件 THEN
[0019] 模型啟動執(zhí)行算法
[0020]ELSE 未啟動；
[0021] 步驟3 :由設(shè)備模型構(gòu)成仿真模塊，再由仿真模塊構(gòu)成盤柜模型：
[0022] 1)、統(tǒng)計盤柜的設(shè)備數(shù)量，對設(shè)備進(jìn)行編號，根據(jù)設(shè)備類型選擇相應(yīng)的模型模版， 對設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行定制，建立所有設(shè)備的設(shè)備模型；
[0023] 2)、將設(shè)備模型組合構(gòu)成仿真模塊，
[0024] 組合的過程中，將該模塊的設(shè)備模型直接與該模塊外部的數(shù)據(jù)進(jìn)交換的輸入和輸 出接口作為模塊的輸入和輸出接口；形成模塊后，再根據(jù)盤柜的工作邏輯，將各模塊的輸入 和輸出相連，形成盤柜模型，與數(shù)據(jù)庫直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的輸入和輸出接口作為盤柜的輸 入和輸出接口。
[0025] 所述步驟1中，多個核心模塊包括：操作模塊、監(jiān)視模塊、電源模塊、控制模塊、自 動模塊；操作模塊的仿真對象為：把手、按鈕、開關(guān)、保險、壓板，用于實(shí)現(xiàn)盤柜的手動操作 功能；監(jiān)視模塊的仿真對象為：信號計、儀表，用于實(shí)現(xiàn)盤柜的信號監(jiān)視功能；電源模塊的 仿真對象為：動力電源、控制電源、信號電源、裝置電源，用于反應(yīng)盤柜內(nèi)各控制回路的工作 狀態(tài)；控制模塊實(shí)現(xiàn)電氣控制回路的控制邏輯；自動模塊用于實(shí)現(xiàn)帶有PLC裝置盤柜的PLC 自動控制功能。
[0026] 所述步驟2. 2中，輸入接口、輸出接口和參數(shù)設(shè)置接口包含浮點(diǎn)型和整型兩類數(shù) 據(jù)接口；浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)接□主要接收和發(fā)送電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速、頻率、壓力、流量、液位、時 間等狀態(tài)量；整型數(shù)據(jù)接口接收和發(fā)送如有電/無電，投入/退出，啟動/停機(jī)等狀態(tài)的整 型狀態(tài)量。
[0027] 所述步驟3中，仿真模塊中，操作模塊、監(jiān)視模塊、可以直接由設(shè)備模型組合而成； 按照盤柜電源的電路圖將上一級電源模型的輸出與下一級電源模型的輸入相連，形成電源 模塊；控制模塊的只有一類設(shè)備模型，只需要考慮設(shè)備的數(shù)量；自動模塊按照PLC的構(gòu)成選 擇對象，按PLC的控制邏輯通過輸入和輸出接口將不同屬性的設(shè)備模型組合。
[0028] 本發(fā)明一種全數(shù)字現(xiàn)地控制盤柜的建模方法，技術(shù)效果如下：、
[0029] 1)、同類設(shè)備使用相同的模型模版，可以通過設(shè)置參數(shù)對設(shè)備屬性進(jìn)行定制。
[0030]2)、全數(shù)字建模，維護(hù)方便，成本低。
[0031] 3)、所有模型采用統(tǒng)一的接口和變量結(jié)構(gòu)，可以對模型進(jìn)行定制，通用性強(qiáng)，便于 擴(kuò)展。
[0032] 4)、功能強(qiáng)大，開發(fā)周期短、成本低且維護(hù)方便，具有很強(qiáng)的通用性，并可根據(jù)仿真 的需求對模塊進(jìn)行定制，并靈活的與數(shù)字仿真培訓(xùn)系統(tǒng)對接。
【附圖說明】
[0033] 圖1是發(fā)明盤柜的模型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是發(fā)明設(shè)備模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3是發(fā)明盤柜的建模流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明一種全數(shù)字現(xiàn)地控制盤柜的模型，由多種核心模塊組合而成， 每種核心模塊包含多種類型的仿真對象，每個仿真對象包含具有不同屬性的設(shè)備。對設(shè)備 建模，同一類仿真對象具有同一的接口和模塊算法，并可根據(jù)仿真需要對設(shè)備屬性進(jìn)行定 制。由設(shè)備模型構(gòu)成仿真模塊，再通過仿真模塊的組合來對現(xiàn)地控制盤柜的操作、監(jiān)視、控 制和保護(hù)等所有功能，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)地控制柜的全數(shù)字仿真。
[0037] 步驟一，選中核心模塊并定義功能：
[0038] 構(gòu)造出模型的多個核心模塊，多個核心模塊對應(yīng)實(shí)現(xiàn)包括盤柜的操作功能、監(jiān)視 功能、控制原理、電源結(jié)構(gòu)和PLC控制原理。每種模塊包括多種仿真對象，一種仿真對象代 表一類設(shè)備，每種對象具有多種屬性。模塊、設(shè)備模型及模塊的功能說明見表1 :
[0039] 表1模型的功能說明
[0040]
[0042] 步驟二，建立通用的設(shè)備模型：
[0043] 每個模塊包含多個設(shè)備模型，采用統(tǒng)一的接口。
[0044] (1)、對設(shè)備模型中使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，類型包括兩類：實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)和模型靜 態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)說明見表2
[0045] 表2數(shù)據(jù)說明表
[0046] (2)、定義模型接口和結(jié)構(gòu)：
[0047] 所有的設(shè)備模型采用統(tǒng)一的模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。設(shè)備模型分成4個部分。將實(shí) 時動態(tài)數(shù)據(jù)中的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分開，分別設(shè)置輸入接口和輸出接口；輸入接口接